馮根榮
摘 要:“角的度量”一直以來是小學(xué)數(shù)學(xué)度量教學(xué)的難點(diǎn)。量角作為一項(xiàng)技能,需要模仿與訓(xùn)練,更需要對量角工具及操作技能本質(zhì)的理解。教學(xué)“角的度量”一課前,筆者通過對學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查及訪談,了解學(xué)生已有的認(rèn)知水平。筆者采用“在感受統(tǒng)一度量單位后再認(rèn)識角的度量單位1°角”“經(jīng)歷量角器的發(fā)生發(fā)展過程”“理解度量單位累加這一量角的本質(zhì)”等方式,讓學(xué)生在自主探索中體會統(tǒng)一度量單位的必要性,認(rèn)識量角器的本質(zhì),學(xué)會角的度量,引發(fā)學(xué)生深度思考,教學(xué)效果明顯。
關(guān)鍵詞:技能教學(xué);度量單位;量角器;單位累加
一、現(xiàn)狀分析
“角的度量”一直以來是小學(xué)數(shù)學(xué)度量教學(xué)中的難點(diǎn)。2011版課標(biāo)中對于這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)提出了明確的要求:“能用量角器量指定角的度數(shù),能畫指定度數(shù)的角?!蹦敲矗瑢W(xué)生在學(xué)習(xí)前已經(jīng)有了怎樣的知識儲備?學(xué)習(xí)后掌握的情況究竟怎樣?針對這些問題,筆者對學(xué)習(xí)后的五年級學(xué)生和學(xué)習(xí)前的四年級學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查。對已經(jīng)學(xué)過“角的度量”的XX小學(xué)五(2)班34名學(xué)生調(diào)查分析,整理如下。
1. 量角正確率不夠理想。用量角器測量下列5個(gè)角的大?。▓D1)。全部正確的有15人,占44.1%,較好掌握角的度量知識和技能的學(xué)生不足一半。
2. 角的大小理解不夠深刻。在判斷∠4和∠5的大小時(shí),有4名學(xué)生判斷有誤,認(rèn)為∠4比∠5大的占測試人數(shù)的11.8%。說明這部分學(xué)生沒有真正理解角的大小的本質(zhì),角的大小與角兩邊張開的大小有關(guān),與角兩邊的長短無關(guān)。
3. 量角技能不夠高。從測量有誤學(xué)生的反饋中我們發(fā)現(xiàn),產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因主要有以下幾個(gè)方面:一是測量不夠嚴(yán)謹(jǐn)。中心點(diǎn)和頂點(diǎn)未完全重合;0刻度線與角的一條邊未完全重合。二是內(nèi)外圈刻度讀錯(cuò),內(nèi)外圈方向讀反,如135°讀成45°等。三是存在估計(jì)數(shù)據(jù)現(xiàn)象。如測量∠2一邊較短時(shí),有些學(xué)生不會將需要讀數(shù)的邊延長,找到量角器上相應(yīng)的刻度線,采用估計(jì)的方法而產(chǎn)生誤差。四是不會擺量角器。0刻度線的起點(diǎn)與角的頂點(diǎn)重合;度量如∠5兩邊都不在水平方向的角,正確率較低。為此,筆者試圖從新舊人教版“角的度量”教材編寫入手,展開分析與研究,希望能從中得到一些啟示。
①“角的度量”新舊人教版教材編寫意圖究竟有何異同?
②“角的度量”教學(xué)定位分析,究竟讓學(xué)生去探索、體驗(yàn)、掌握什么?
③教學(xué)后,許多學(xué)生還不會擺量角器、內(nèi)外圈刻度讀錯(cuò)、內(nèi)外圈方向讀反的根源是什么?
二、新舊教材編寫比較及啟示
筆者將人教版新舊版本“角的度量”的教材編寫進(jìn)行比較,分析變化背后隱藏的理念與思考,給破解難點(diǎn)一些啟示與對策。本文所指的新舊教材分別指人民教育出版社2013版教材和2001版教材。
(一)編寫比較,變在何處
(二)分析變化,啟示教學(xué)
新舊教材對于“角的度量”教學(xué)內(nèi)容的編排在四個(gè)方面發(fā)生了明顯的變化,為何變,變化背后又隱藏著怎樣的數(shù)學(xué)思考?
1. 變化:教材編寫,因何而變
(1)新教材的編排更加合理
梳理新舊教材的編寫主線。舊教材:量角的大小—用量角器—認(rèn)識量角器—認(rèn)識1°角—學(xué)習(xí)度量方法—練習(xí)鞏固。新教材:量角的大小—用一定大小的角作為度量單位進(jìn)行度量—讓度量單位合理些,需要合適的度量單位—認(rèn)識度量單位1°—認(rèn)識量角器—學(xué)習(xí)度量方法—練習(xí)鞏固。舊教材直白地告知量角就要用量角器,有了量角器才有了度量單位1°。而新教材先是用任意大小的角為單位去比較可以量出角的大小,1°角是比較合適的角的度量單位,再認(rèn)識量角器。顯然,新教材的理念是先有度量單位,再有度量工具,度量單位的產(chǎn)生有一個(gè)統(tǒng)一和選擇的過程。
(2)新教材注重量角器的構(gòu)造原理
與舊教材相比,新教材有意識地讓學(xué)生理解量角器的構(gòu)造原理。認(rèn)識1°后,“根據(jù)這一原理,人們制作了度量角的工具——量角器”,配有旁白“量角器是將半圓分成180等份制成的”。
(3)新教材注重滲透度量角的本質(zhì)
相比舊教材,新教材增加了量角器使用步驟方法的填空,課后練習(xí)中也增加了針對性練習(xí)以促進(jìn)技能的形成,同時(shí)滲透“角的大小就看里面包含多少個(gè)1°角,與角兩邊的長短無關(guān)”。
2. 啟示:理解變化,促進(jìn)教學(xué)
分析新教材這些變化背后的數(shù)學(xué)思想及“角的度量”的教學(xué)現(xiàn)狀,促進(jìn)課堂教學(xué)反思,形成對策。筆者認(rèn)為,有必要把著力點(diǎn)放在角的度量單位的教學(xué)上來,讓學(xué)生理解量角器的構(gòu)造原理,解決量角器的使用問題。
三、教學(xué)策略改進(jìn)及案例舉隅
基于對新舊教材與學(xué)情的分析,筆者認(rèn)為破解學(xué)生量角時(shí)存在的問題,探索相應(yīng)的化解策略,應(yīng)在以下幾個(gè)方面加以探索:體會度量單位統(tǒng)一的必要性,經(jīng)歷量角器發(fā)生發(fā)展的過程,理解度量單位累加性本質(zhì)。
(一)體會度量單位統(tǒng)一的必要性
度量是指某個(gè)物體具有多少個(gè)單位的某種屬性。度量單位是度量的核心,度量單位的統(tǒng)一是使度量從個(gè)別的、特殊的測量活動(dòng)成為一般化的、可以在更大范圍內(nèi)應(yīng)用和交流的前提。
【案例】 筆者根據(jù)導(dǎo)入題(圖2),“哪個(gè)角大些?大多少?”,先呈現(xiàn)3個(gè)角(圖3),學(xué)生找到三角板上的特殊角∠1是直角。根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),學(xué)生已經(jīng)知道直角是90°。再請學(xué)生估一估三角板上的∠2和∠3分別是多大。學(xué)生根據(jù)90°角,利用拼一拼的方法,得出∠2是45°,∠3是30°。在這里,學(xué)生已經(jīng)會以標(biāo)準(zhǔn)角90°為參照,度量特殊角的大小了。再出示∠4(圖4),要求學(xué)生估大小。學(xué)生會遷移剛才的做法,分別以∠1、∠2、∠3為參照,拼一拼,估出∠4的大小。在拼的同時(shí),學(xué)生發(fā)現(xiàn)當(dāng)以相對小的∠3為參照時(shí),會估得更準(zhǔn)一些,∠4大約是60°多一點(diǎn)。進(jìn)而思考“比60°多一點(diǎn),這一點(diǎn)究竟是多少”,引發(fā)感想:需要用一個(gè)更小的角來拼。多小的角比較合適呢?學(xué)生很容易想到了1°這么小的角。再來介紹這個(gè)人們早就規(guī)定好了的“1°角”:人們將圓平均分成360份,其中的一份所對的角的大小叫作1度(記作1°)(圖5),通常用1°作為度量角的單位。
1. 呈現(xiàn)基于必要性的體會
簡單地呈現(xiàn)“角的度量單位是1°角”,學(xué)生只是接受,并不知道為什么要用1°角而不是其他大小的角作角的度量單位,為什么要用量角器來量角而三角板卻不行。讓學(xué)生感受到度量單位的產(chǎn)生有一個(gè)統(tǒng)一和選擇的過程,進(jìn)而理解度量角的大小要有統(tǒng)一的度量單位。體會度量單位統(tǒng)一的必要性,自覺地將度量角的新單位“度”融入自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu),將新知和已有的長度單位、面積單位、質(zhì)量單位等度量單位納入度量體系。
2. 感受基于思想性的滲透
讓學(xué)生體會度量單位統(tǒng)一的必要性,這樣處理既滲透了統(tǒng)一度量單位的思想, 又有意識地讓學(xué)生感受到當(dāng)一個(gè)度量標(biāo)準(zhǔn)取得越小時(shí),度量的結(jié)果就越精確。經(jīng)歷這樣的過程,學(xué)生對1°角有了較準(zhǔn)確的認(rèn)識,既為學(xué)生深刻認(rèn)識量角器奠定基礎(chǔ),也為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)類似內(nèi)容積累起豐富的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),如為學(xué)習(xí)更小的度量單位“分”“秒”埋下伏筆。
(二)經(jīng)歷量角器的發(fā)生發(fā)展過程
量角器是量角的工具,是小學(xué)階段學(xué)生所接觸到的結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、使用最易錯(cuò)的測量工具。對于破解用量角器度量角時(shí),內(nèi)外圈刻度讀錯(cuò)、內(nèi)外圈方向讀反以及量角器的各種擺放問題,認(rèn)識度量角的本質(zhì)是進(jìn)行有效教學(xué)的關(guān)鍵。而動(dòng)態(tài)直觀地展示量角器的發(fā)生發(fā)展過程,能讓學(xué)生準(zhǔn)確地理解量角器原來是180個(gè)1°角的集合這一本質(zhì),為學(xué)生更好地使用量角器量角鋪平道路。
1. 調(diào)查了解,把握起點(diǎn)
在學(xué)習(xí)前,學(xué)生對量角工具有怎樣的認(rèn)識呢?筆者做了一個(gè)調(diào)查,對象是XX小學(xué)四(5)班48名學(xué)生。筆者發(fā)現(xiàn):43.75%的學(xué)生能正確說出量角的工具,即便那些說半角和圓尺工具的學(xué)生(31.25%),也能準(zhǔn)確感知量角工具;有35.4%的學(xué)生能夠大致說出量角器上有什么,但僅有6.25%的學(xué)生能夠用準(zhǔn)確的語言描述量角器的構(gòu)造。當(dāng)請學(xué)生自由選擇工具量角時(shí),有14.6%的學(xué)生選擇三角尺,他們能夠找到三角尺上的一些特殊角,并用這些角與所量角比大小,只是不能精確刻畫出角的度數(shù),其中選擇用直角比的學(xué)生占了大多數(shù)。以上種種說明學(xué)生聽說過量角器,但對于量角器的構(gòu)造認(rèn)識模糊。
筆者還對已經(jīng)學(xué)過“角的度量”的5名學(xué)生進(jìn)行了訪談,訪談中,5人都能準(zhǔn)確說出量角器的構(gòu)造,當(dāng)問到“量角器上為什么要有中心點(diǎn)、為什么有180個(gè)刻度”這樣的問題時(shí),一般只能回答諸如“因?yàn)橹行狞c(diǎn)要和頂點(diǎn)對牢的、因?yàn)槲覀兞康慕鞘?80°以內(nèi)的”。學(xué)生只是認(rèn)識了量角器,并沒有從原理上理解量角器為什么要這樣設(shè)計(jì),量角器和角之間的聯(lián)系被割裂開來了。
2. 有效嘗試,注重歷程
基于以上學(xué)情,筆者把量角器的發(fā)生過程進(jìn)行分解,先構(gòu)造了一個(gè)90°的量角器,這是因?yàn)?0°的量角器與學(xué)生熟知的直角有著密切聯(lián)系。90個(gè)1°角的共同頂點(diǎn)集中于直角的頂點(diǎn),學(xué)生能迅速地把它與所量角對應(yīng),數(shù)出所量角是由多少個(gè)1°角拼成的,進(jìn)而知道所量角的大小,為理解量角的本質(zhì)積累活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),這樣設(shè)計(jì),學(xué)生又能感受到當(dāng)所量角比90°大時(shí),可以把兩個(gè)90°量角器拼起來形成180°量角器;當(dāng)所量角比180°還大時(shí),就可以把兩個(gè)180°量角器拼起來形成360°的圓形量角器(圖6)。這已不僅僅是認(rèn)識工具,而是在進(jìn)行偉大的創(chuàng)造!
【案例】 筆者在學(xué)生認(rèn)識了單位1°角后,請學(xué)生在直角里找到1個(gè)1°角,再借助1°角的累加,發(fā)現(xiàn)10個(gè)1°角組成了1個(gè)10°角,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)90個(gè)1°角組成了1個(gè)90°角,即直角,從而形成了一個(gè)90°的量角工具。為了看起來更清晰,90個(gè)1°角簡化成了9個(gè)10°角(圖7)。緊接著,學(xué)生嘗試量角,筆者特別設(shè)計(jì)了一個(gè)鈍角要求學(xué)生測量。在量的過程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)一個(gè)90°的量角器也能量出鈍角來。有的學(xué)生想到了把鈍角先分成一個(gè)直角和一個(gè)銳角,通過利用90°的量角器測量出銳角的大小,再來算整個(gè)鈍角的大小;有的學(xué)生想到了把兩個(gè)90°量角器拼成一個(gè)180°的量角器再來量鈍角的大小。為了使用方便,學(xué)生自己想出了改進(jìn)量角器的辦法:把量角器改成由180個(gè)1°角拼起來,在刻度線外標(biāo)上刻度(圖8)。
角的大小就是看角含有幾個(gè)1°角,認(rèn)識了這一本質(zhì)含義,讓測量角的度數(shù)有了方向和意義。用量角器度量角時(shí),就是度量角與量角器上的角完全重合,其大小就看一條邊到另一條邊之間含有幾個(gè)1°角。教學(xué)中,認(rèn)識了1°角的大小后,接著感受10°角的大小,再用10°的基本角去度量其他角,如30°角里有3個(gè)10°,90°角里有9個(gè)10°。建立了學(xué)生熟悉的90°角表象后,以90°角為參照,如:100°就是比90°大10°,93°就是比90°大3°角等。通過學(xué)生熟悉的基本角參照對比,有利于解決用量角器度量角時(shí)中心點(diǎn)和頂點(diǎn)未完全重合的問題,攻克0刻度線與角的一條邊未完全重合,內(nèi)外圈刻度讀錯(cuò)、內(nèi)外圈方向讀反等難點(diǎn)問題,提升度量角的能力。
(三)理解度量單位的累加性本質(zhì)
新課程標(biāo)準(zhǔn)提出的教學(xué)建議中指出,數(shù)學(xué)知識的獲得,應(yīng)注重學(xué)生對所學(xué)知識的理解,體會數(shù)學(xué)知識之間的關(guān)聯(lián)。在基本技能的教學(xué)中,不僅要使學(xué)生掌握技能操作的程序和步驟,還要使學(xué)生理解程序和步驟的道理。理解度量單位的累加性本質(zhì),有利于解決角的大小與角兩邊的長短無關(guān)以及特殊位置角的度量的難點(diǎn)問題。
1. 理解“度量單位的累加”,基于經(jīng)歷過程清晰印象
【案例】筆者在建立度量單位1°角的概念后,非常注重學(xué)生經(jīng)歷度量單位累加的過程,其具體表現(xiàn)在:先從直角里找到1個(gè)1°角,然后用估計(jì)的辦法找到10°角,并且用1°角的累加驗(yàn)證10°角里有10個(gè)1°角。再擴(kuò)展到20°角,一邊演示一邊引導(dǎo)學(xué)生說出“20個(gè)1°角組成了1個(gè)20°角,1個(gè)20°角由20個(gè)1°角組成;2個(gè)10°角組成了1個(gè)20°角,1個(gè)20°角由2個(gè)10°角組成”。接著再擴(kuò)展到30°、40°……一直到90°,讓學(xué)生充分體驗(yàn)和描述度量單位累加的過程。并且,在學(xué)生使用90°量角器量角后的反饋中,筆者還十分重視讓學(xué)生說出量的過程,如:從右邊數(shù)起,6個(gè)10°和3個(gè)1°組成了63°。
這樣教學(xué)后,學(xué)生對于量角的本質(zhì)是比較清晰的。所量角的大小可以由若干個(gè)1°角累加而成,量角器是由180個(gè)1°角累加后的結(jié)果,借助量角器上的1°角就能量出所量角的大小。理解了角的大小是包含了多少個(gè)1°角的累加這一本質(zhì),有利于解決角的大小與角兩邊的長短無關(guān)的難點(diǎn)問題,學(xué)生也就不會因讀外圈還是內(nèi)圈刻度而感到苦惱。
2. 理解“度量單位的累加”,拓展思辨發(fā)展度量感
【案例】
課后練習(xí)第3題(圖9),第一個(gè)角大部分學(xué)生量對了,但測量第2個(gè)角、第3個(gè)角就有一些困難,因?yàn)榻堑膬蓷l邊都不在水平線上。有學(xué)生說要旋轉(zhuǎn)一下量角器,有學(xué)生說要旋轉(zhuǎn)一下書,有學(xué)生說邊太短要延長。那為什么要旋轉(zhuǎn)?又為什么要延長?(易使量角器的中心點(diǎn)、0刻度線能與角的頂點(diǎn)和一條邊完全重合)還有學(xué)生說第3個(gè)角可以用180°-60°=120°等。
面對度量特殊位置角,課堂上生成了多種不同的度量方法,測量的方法綜合起來可歸納為:終點(diǎn)的數(shù)減去起點(diǎn)的數(shù),看被度量角包含多少個(gè)1°角,一般把0刻度線定為起點(diǎn),讀起數(shù)來比較方便。這樣既鞏固了學(xué)生的量角技能,又剖析了量角本質(zhì),即被度量角有多少個(gè)度量單位,就是有多少個(gè)度量單位的累加。理解度量單位的累加性本質(zhì),提升思維品質(zhì),發(fā)展度量感。
四、成效與思考
(一)成效:基于問題解決的策略初顯成效
教學(xué)第二天,筆者對本班學(xué)生(48人)做了后測,測試內(nèi)容與五(2)班相同(圖1),測試情況分析整理如下:
1. 整體正確率明顯提高,量角技能得到提升
后測反饋中,全部正確的有32人,占全部測試人數(shù)的66.7%,相比五(2)班有明顯提高。說明經(jīng)過系統(tǒng)學(xué)習(xí),利用量角器測量角的度數(shù)的方法大部分學(xué)生已經(jīng)掌握,學(xué)生頭腦里較為清楚地產(chǎn)生了“每一個(gè)角都是由若干個(gè)1°角累加而成”的印象。不會擺量角器、內(nèi)外圈讀反、方向讀反等常見錯(cuò)誤已明顯減少。
2. 正確量角技能的形成需要一個(gè)過程
后測結(jié)果發(fā)現(xiàn),角的度量偏差較大。主要是0刻度線與角的一邊未完全重合;角的頂點(diǎn)與量角器中心點(diǎn)未完全重合;測量的角的邊比較短時(shí),學(xué)生沒有延長要讀數(shù)的這條邊,而用估計(jì)的方法等。另外,在判斷∠4和∠5的大小時(shí),也有4名學(xué)生判斷有誤,認(rèn)為∠4比∠5大的占測試人數(shù)的8.3%,說明這部分學(xué)生沒有真正理解角的大小的本質(zhì)。
要解決這些問題,一方面需引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的測量習(xí)慣,在測量時(shí)做到認(rèn)真細(xì)致,讓誤差控制在較小范圍內(nèi),最終測得比較精確的結(jié)果;另一方面需實(shí)踐操作,適當(dāng)訓(xùn)練。技能的形成除了思維引領(lǐng),實(shí)踐操作是必不可少的,如探究角的大小與什么有關(guān)時(shí),可制作紙制動(dòng)態(tài)角或觀察鐘面上指針的夾角加以驗(yàn)證。
(二)思考:讓“角的度量”教學(xué)回歸數(shù)學(xué)本色
1. 技能的形成不僅需要操作,更需要對過程的本質(zhì)理解
面對“角的度量”這個(gè)技能教學(xué)難點(diǎn),采用簡單的教學(xué)模式顯然是行不通的。技能的習(xí)得確實(shí)需要模仿與訓(xùn)練,但更需要基于對操作工具、技能操作過程本質(zhì)的理解,技能教學(xué)不等同于技能的模仿與訓(xùn)練。初步的教學(xué)實(shí)踐證明,在感受統(tǒng)一度量單位后再認(rèn)識單位1°角、經(jīng)歷量角器的發(fā)生發(fā)展過程、理解度量單位累加的量角本質(zhì)后,學(xué)生能夠更為準(zhǔn)確地量出角的大小,而且學(xué)生知其然也知其所以然,為學(xué)生后續(xù)的量角學(xué)習(xí),如認(rèn)識更小的度量單位和使用更精密的量角器等有所幫助。
2. 教學(xué)的改革不僅需要嘗試,更需要對實(shí)踐的深度思考
教學(xué)的探索是無止境的?!敖堑亩攘俊苯虒W(xué)是否還可以從其他視角入手研究呢?可以從學(xué)生常見的擺放量角器的錯(cuò)誤入手,形成探究問題(圖10),通過比較、發(fā)現(xiàn)、驗(yàn)證,從探究感悟中形成度量角的方法。還可以基于學(xué)生已經(jīng)獲得的“角的大小與邊的長短無關(guān),只與角兩邊張開的大小有關(guān)”為切入點(diǎn),引出問題,設(shè)計(jì)探究任務(wù),引發(fā)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。讓角的度量教學(xué)回歸兒童與數(shù)學(xué)本色,還有待我們進(jìn)一步加以改進(jìn)和實(shí)踐。