(转载)面积概念的本质是度量

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面积概念的本质是度量
01
读书笔记面积概念的本质是度量
——读张奠宙教授《小学数学教材中的大道理》17、18题笔记
读了张奠宙教授的《深入浅出,平易近人——怎样测量长度、面积和体积》、《削枝强干,消除平庸——谈小学数学教科书中“测量”的编排》这两篇文章,真是受益匪浅。张教授对小学数学教材中关于“测量”的教材编排进行了梳理与分析,长度、面积和体积的概念进行了阐述,指出长度、面积、体积都是几何度量领域的概念,他们都具有“数”的属性,即找到一个合适的数对其数学属性进行描述,且都具备“有限可加性”、“运动不变性”和“正则性”这三个特征。
面积,《辞海》(第六版)的解释是:几何学的基本度量之一。是用以度量平面或曲面上一块区域大小的正数。通常以边长为单位长的正方形的面积为度量单位。
张教授认为,《辞海》中关于“面积”的定义并不是严格的定义,但是它强调面积是一个数,这很重要。面积是对一些平面图形分别指定一个数,而且要满足“有限可加性”、“运动不变性”和“正则性”这三个特征。
我通过再三阅读,理解了这里的“数”,其实就是明确一个基本单位,例如测量长度的基本单位是厘米,面积的平方厘米、体积是立方厘米。这里的数就是确定1个度量单位。
“有限可加性”,如用直尺测量课桌面的长度时,尺短需要不重叠的量好几次才能量完,然后把几段长度加起来获得最后的结果。
“运动不变性”,如将数学书从书包里拿到桌子上,它的位置不同,但是长度是一样的。又如俞正强老师问学生杭州的1厘米与北京的1厘米,是不是一样长,说的就是运动不变的道理。
“正则性”,则是指确定的度量单位,如边长是1厘米的正方形的面积是1平方厘米,同样以此类推1立方厘米是棱长是1厘米的正方体的体积是1立方厘米。
孩子在学习测量时,有限可加性可以说是孩子的直觉,不用讲也是知道的,运动不变性也是一种直觉,最难的则是“正则性”,即建立度量单位的表象,培养孩子的空间观念。
02
名师案例赏析立足知识本质,提升思维能力
——特级教师张齐华《认识厘米》教学片断赏析
盐城市解放路实验学校
著名特级教师张齐华“认识厘米”一课在引导学生操作、观察、探究等过程中不断形成合理信念:不管从尺的哪一条刻度线开始量,被度量的物体里包含几个1厘米,那么它的长度就是几厘米。这种触及数学学科内核和知识本质的教学理念和方法值得我们学习。
【片段一】自主操作,引出本质
师:拿出直尺,先试着量一量红色小棒的长度。
师:谁愿意分享一下你的测量方法和结果?
生:(图1)我把小棒的一头对着直尺上的0,另一头正好对着6。所以,我认为这根小棒长6厘米。
师:有没有谁的测量方法或结果和他不一样?
生:(图2)我把小棒的这一头对着尺子的一头,另一头不到6,所以我认为这根小棒的长度比6厘米短。
师:两种不同的方法,你赞成哪一种?为什么?
生1:我赞成第二种,因为测量的时候要一头对齐。
生2:我赞成第一种,因为测量的时候要从0开始,如果从直尺的头开始(手指直尺的前端空白处),这里什么都没有。
【赏析】
师:1厘米不是指一个刻度,而是指一段长度,比如刻度0到刻度1这一段。那么,在这把尺子上,你还能找到别的1厘米的长度吗?
生1:我觉得刻度1到刻度2之间的长度也是1厘米。
生2:我觉得相邻的两个数字之间的长度都是1厘米。
生3:我觉得这里的每一格的长度都是1厘米。
生4:我在我的这把直尺上一共找到15个1厘米。
……
师:观察得真细致!不过,老师有一个疑问,直尺上为什么要画这么多的1厘米?如果直尺上只剩下一个1厘米,(出示图3)我们还能用它测量出这根小棒的长度吗?
生:我觉得不行!如果只剩下一个1厘米,那么,小棒的一头对着0,另一头就看不到数字了,我们就没法知道小棒到底长几厘米。
生:我觉得可以,只是要麻烦一些。我们可以先用这把直尺量出小棒中的1厘米长,做上标记;然后从标记往后再量1厘米,再做标记。这样一直量下去,量6次正好量完。所以,这根小棒的长度就是6厘米。
师:如果这根小棒再长一些,这种方法还能用吗?
生:能!只是测量的次数要更多一些。
师:看来,直尺上有几个1厘米并不重要。关键是,我们要想办法知道这根小棒里究竟有几个这样的1厘米,它的长度就是几厘米。
师:通过刚才的讨论,你是更愿意用这样的直尺(图3)呢,还是用自己手中的直尺?
生1:我更喜欢自己的直尺,因为这样很方便,不用一次一次地去量。
生2:我也更喜欢自己的直尺。用自己的直尺,我们只要一頭对着0,另一头对着几,我们就能一眼看出它是几厘米。
师:为什么另一头对着几,它的长度就是几厘米?
生:因为它的一头对着0。(学生一时找不到更好的理由。)
师:想一想,当小棒的一头对着直尺的刻度0,另一头对着刻度6,那么,这根小棒中包含了几个1厘米呢?我们一起来数一数。
(学生数完后,发现里面包含了6个1厘米。)
如果另一头指着刻度7,那么它的长度里包含几个1厘米?
生:它的长度里包含了7个1厘米。
师:现在,你知道为什么小棒的一头指着刻度0,另一头对着刻度几,它的长度就是几厘米吗?
生:因为一头指着刻度0,另一头对着刻度几,它里面就包含了几个1厘米。所以,它的长度就是几厘米。
【赏析】
师:下面的三把尺子上分别有一根小棒,第一根小棒两端对着直尺的刻度0和刻度4,第二根小棒两端对着直尺的刻度0和刻度7,第三根小棒两端对着直尺的刻度 2和刻度8,你能一眼看出它们各是几厘米吗?
生1:第一根小棒的长度是4厘米。
生2:第二根小棒的长度是7厘米。
生3:第三根小棒的长度是8厘米。
生4:我觉得第三根小棒的长度是6厘米,因为它的前面没有指着0,而是指着2,8-2=6 厘米。
生5:我也觉得第三根小棒的长度是6厘米,因为我数了一下,发现它里面有6个1厘米。
生6:我想提醒大家注意,如果小棒的一头对着0,我们就可以直接看后面的数字;如果小棒的一头没有对着0,我们就不能直接看后面的数字了。
生7:我也想提醒大家,如果小棒的一头没有对着0,我们可以把小棒向前移动,直到小棒的一头对着0,这样,我们就能一眼看出小棒长几厘米了。
师:继续提高难度。如果我们把直尺上的数字全部擦除(出示图4),你现在还能知道这根小棒长几厘米吗?
生:能!我们知道这一格是1厘米,所以我们只要数一数它里面有几个1厘米,就能知道它的长度是几厘米了。
生:我还有办法,我们只要把尺子上的这些刻度从0开始都标上去,就能看出小棒的长度了。
生:我还有更好的办法!我们给尺子标刻度时,不要从最左边开始标0。而是看一看,小棒的一头在哪里,我们就从这里开始标0。这样,我们就可以直接看出小棒的长度了。
【赏析】
数学基本技能的形成需要适度训练,但科学的训练应当给予学生感悟、比较、分析与概括策略和方法的机会,不断凝练要义,提升认识,抽象出数学技能背后隐藏的数学本质。在学习过程中,张老师提供给学生很多变式练习,帮助学生积累多种度量方法和经验,将学生的思维聚焦到无论从哪儿开始度量,无论有无刻度,都不是最重要的,关键还在于被度量的对象里究竟包含了多少个1cm,这才是“用厘米量”的本质,这种经过思维淬炼的技能才是真正有用的技能。而且,经验具有可迁移性,对“用厘米量”本质的细致剖析,也为后续的质量的度量、面积的度量、角的度量等活动提供了基本的认知框架,为学生自主抽象、建构度量原理奠定了基础。
(原文发表于《江西教育》2018年11月刊)
03
备课参考https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/VSo3rmwgpqrYEO0nZ3abXgPYXH802gbicVAxnpPtuQhM35h0NAICANy8ibxLwcw7t5kcZUv84negqTIYrjKcxoYw/640?wx_fmt=gif&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1基于儿童视角,探寻情境导入实效性
——“认识厘米”磨课与思考