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小学阶段的计量工具主要有尺、量角器和天平。对于小学生来说,接触和应用最少、使用难度最大的无疑是量角器。它的难表现在:①工具的简约性,成半圆形的边缘密布着内外两圈刻度,不像尺子只有单向刻度。此外,还有中心点和零度刻度线等,每个部分都至关重要。②方法的复杂性,度量角有三步曲,即“点重合、边重合、读数”。在对量角器和角进行两步重合时,学生最是手忙脚乱、无所适从。③读数的选择性,量角器有内外两圈刻度,究竟是读哪圈,学生面临判断与选择。传统教材一般是按照认识量角器——揭示量角方法——进行量角练习的顺序组织编排的,教学中,教师也是先简单介绍量角的单位“度”,组织认识量角器的各个部分,然后引导学生总结量角方法和步骤。最后组织学生进行大量的技能训练。虽然花时多,但很难达到理想的教学效果。尽管如此,我们还是不禁要追问:量角器构造的原理是什么?量角器度量角的原理是什么?量角器作为一项工具的发明创造,对于学生数学素养的培养有何意义?能否让学生在理解量角器度量原理的基础上开发其独特的育人价值?
教学片段一
1.揭示课题。
师:生活中有些角是无法让我们放在手中重合比较的,而我们又需要知道它们的大小,怎么办?(揭题:角的度量)
2.构造角的度量单位——l?紫和量角器的雏形——半圆工具。
师:测量长度使用尺,度量角的大小用什么工具呢?(生:量角器)量角器大家都听说过,可它是怎么被发明出来的?数学家们费了很多周折,终于还是想出了巧妙的办法,想知道吗?让我们一起经历这样一个神奇的创造之旅。
师:(电脑显示)这是个半圆,我们将它平均分成了18大份,再把每大份平均分成10小份,也就相当于把半圆平均分成多少小份?每一份所对应的角都是一个小小角,这里每一个小小角的大小就是1度。数学家就把这样大小的一个角规定为度量角的基本单位,称为1度角,写作“l°”。
生:这就好比我们用1厘米、1分米或1米来作为测量长度的单位一样吗?
师:的确如此。想一想2个1度角组成的角是多少度?(生:2°。)3个呢?10个呢?你能指出这个l0°角的顶点和两条边吗? (学生上屏幕指,同时电脑显示,闪烁10度数字)20个呢?30个呢?100个?180个?(电脑依次显示每个整十度数角的两条边,同时闪烁相对应的度数)
师:同学们发现了吗?这里所有角的顶点都在哪里?这个点叫做中心。(电脑显示,下同)所有角的一条边都在哪里?这共同的一条边叫做零度刻度线。学生手指中心和零刻度线。而另一条边所指的刻度就是这个角的度数。180个大大小小的角整齐而有序地排列着,这样看上去密密麻麻的。为了让它更加简约美观,我们将它简化变成——(动画演示只有一圈刻度的简易量角器)
【设计意图】要学生理解量角的原理,就要理解量角器的原理构造。也只有深刻理解量角器的内在构造,才能为下面度量的教学打下基础。上面的构造过程好似庖丁解牛,将量角器的内部一一剖解开,层层推进,顺理成章。整个构建的过程借助多媒体,以空白半圆为底子,始于l°,终于0°;始于半圆,终于简约的半圆工具——一个具备了度量的所有元素的工具。整个构建过程是在教师引领下的、化静为动的过程。是集学生猜想、观察、对比、推理的思维过程。这时,量角器既是学生探索构建的对象。更是学生发展思维、学会创新的基石。
教学片段二
1.初步量角。揭示量角方法。
(1)师:有了这个半圆工具,我们就可以试着量角了。你能比较半圆工具中60°角和∠1的大小吗?
生1:可以将60°角的顶点与∠1的顶点重合,再将其中一条边重合,最后看另外一条边的位置。
生2:通过重合发现另外一条边也重合,说明两个角大小相等,∠1=60°
师:通过重合比较,我们就量出了∠1的度数。这个半圆内还有许许多多的角,它们的度数我们可以看出来,能不能也通过这种方法量出其他一些角的度数?(学生以小组为单位,用课前准备好的半圆工具尝试测量35°、140°这两个角的大小)
(2)揭示量角方法。
师:同学们的表现真是太棒了!回忆一下,你们是怎样度量的?先将角的顶点和半圆的中心重合。再将角的一边和零度刻度线重合。最后看角的另外一条边指向多少,就表示它里面包含有多少个1度,也就是多少度。这就是量角器。
(3)读数专项练习(4个角上面的量角器位置已摆好,图l~3的角开口朝右,可直接读数,图4开口朝左)
2.读数产生矛盾,向完整量角器过渡。(前3个角顺利交流,第4个角出现不同声音)
生l:150°。
生2:30°。
师:到底是150°,还是30°呢?请说出合理的理由。
生3:30°,(指图数)这个角包含了3个十度。(电脑用涂色阴影闪烁显示)
生4:第4个角看上去比直角小,不可能是150°。
师:刚才错读成150°的同学明白了吗?其实你们在读数时遇到的困难,那些数学家们也遇到过,他们想方设法让30°的角能从这个量角器中直接读出来。你们知道是什么方法吗?(学生讨论认为:再标上一圈刻度)
师:你们想的和数学家们想的一样,不过这圈的零度在哪里?l0度呢?180度呢?(电脑显示外圈刻度,构成完整量角器)现在我们明白量角器上为什么外面还有一圈刻度吗?
3.小结:同学们真聪明,利用自己的智慧发明创造出含有两圈刻度、两条零度刻度线的量角器,这样量角就方便多了。我们的数学家们可是花了好长时间才创造出来的,老师要把掌声送给你们!(师生鼓掌)无论用哪圈量,都要先将量角器放在角上面,将量角器的中心和角的顶点重合,零刻度线和角的一边重合,然后再看另一边所对的刻度就是这个角的度数,特别注意:角的一条边所对的0度在哪圈上,就从哪圈读出这个角的度数。
【设计意图】度量角的大小的过程,就是在量角器内寻找一个和被测角大小一样的角的过程,这就是度量的本质。就好比用尺子测量物体长度,尺子已经规定好了标准,我们只需在它里面找到和被测量物体长度相等的一段即可。当学生用只含一圈的半圆工具度量开口向左的角,究竟是150度还是30度?怎样才能让学生一眼读出30度?学生自然而然会认识到只有一圈刻度的局限性,从而顺利过渡到再增加一圈刻度的想法,这样量角器的呈现和认识就显得完整而流畅。有了对量角器的深刻认识和重合的比较方法,角的度量原理,特别是量角中读数这个易错点就有了抓手,扎下根基,学生不但知其然,同样能知其所以然,整个构建的过程就是量角器孕育和量角原理揭示的过程,就是学生思维激荡和提升的过程,也是人类文明创造再现的模拟过程。突破常规工具教学的藩篱,也就将学生置于更广阔的发展平台。
量角器是高度简约化、高度截面化、高度智慧化的产物,这和学生已有的知识经验之间肯定存在矛盾、如何有效化解这一矛盾,突破制约学生理解与发展的瓶颈。新的教学设计中,笔者将抽象的量角工具制作成二维动画,使整个构建有了技术支撑。学生置身于工具生成的氛围中,体验了工具的产生源于生活的需要,体会了创造的惊喜和快乐,感受到数学工具的自然美、简洁美,激发了对人类智慧和文明的敬仰之情。笔者以为这才是构建工具的重要的育人价值。
数学教育的最高境界是思想的感悟和熏陶。因此,我们坚信,数学课堂教学经过我们的精琢细磨,必定会变得厚重和深邃,并洋溢着数学的芬芳,这就是钻研“角的度量”一课给我的启示。
教学片段一
1.揭示课题。
师:生活中有些角是无法让我们放在手中重合比较的,而我们又需要知道它们的大小,怎么办?(揭题:角的度量)
2.构造角的度量单位——l?紫和量角器的雏形——半圆工具。
师:测量长度使用尺,度量角的大小用什么工具呢?(生:量角器)量角器大家都听说过,可它是怎么被发明出来的?数学家们费了很多周折,终于还是想出了巧妙的办法,想知道吗?让我们一起经历这样一个神奇的创造之旅。
师:(电脑显示)这是个半圆,我们将它平均分成了18大份,再把每大份平均分成10小份,也就相当于把半圆平均分成多少小份?每一份所对应的角都是一个小小角,这里每一个小小角的大小就是1度。数学家就把这样大小的一个角规定为度量角的基本单位,称为1度角,写作“l°”。
生:这就好比我们用1厘米、1分米或1米来作为测量长度的单位一样吗?
师:的确如此。想一想2个1度角组成的角是多少度?(生:2°。)3个呢?10个呢?你能指出这个l0°角的顶点和两条边吗? (学生上屏幕指,同时电脑显示,闪烁10度数字)20个呢?30个呢?100个?180个?(电脑依次显示每个整十度数角的两条边,同时闪烁相对应的度数)
师:同学们发现了吗?这里所有角的顶点都在哪里?这个点叫做中心。(电脑显示,下同)所有角的一条边都在哪里?这共同的一条边叫做零度刻度线。学生手指中心和零刻度线。而另一条边所指的刻度就是这个角的度数。180个大大小小的角整齐而有序地排列着,这样看上去密密麻麻的。为了让它更加简约美观,我们将它简化变成——(动画演示只有一圈刻度的简易量角器)
【设计意图】要学生理解量角的原理,就要理解量角器的原理构造。也只有深刻理解量角器的内在构造,才能为下面度量的教学打下基础。上面的构造过程好似庖丁解牛,将量角器的内部一一剖解开,层层推进,顺理成章。整个构建的过程借助多媒体,以空白半圆为底子,始于l°,终于0°;始于半圆,终于简约的半圆工具——一个具备了度量的所有元素的工具。整个构建过程是在教师引领下的、化静为动的过程。是集学生猜想、观察、对比、推理的思维过程。这时,量角器既是学生探索构建的对象。更是学生发展思维、学会创新的基石。
教学片段二
1.初步量角。揭示量角方法。
(1)师:有了这个半圆工具,我们就可以试着量角了。你能比较半圆工具中60°角和∠1的大小吗?
生1:可以将60°角的顶点与∠1的顶点重合,再将其中一条边重合,最后看另外一条边的位置。
生2:通过重合发现另外一条边也重合,说明两个角大小相等,∠1=60°
师:通过重合比较,我们就量出了∠1的度数。这个半圆内还有许许多多的角,它们的度数我们可以看出来,能不能也通过这种方法量出其他一些角的度数?(学生以小组为单位,用课前准备好的半圆工具尝试测量35°、140°这两个角的大小)
(2)揭示量角方法。
师:同学们的表现真是太棒了!回忆一下,你们是怎样度量的?先将角的顶点和半圆的中心重合。再将角的一边和零度刻度线重合。最后看角的另外一条边指向多少,就表示它里面包含有多少个1度,也就是多少度。这就是量角器。
(3)读数专项练习(4个角上面的量角器位置已摆好,图l~3的角开口朝右,可直接读数,图4开口朝左)
2.读数产生矛盾,向完整量角器过渡。(前3个角顺利交流,第4个角出现不同声音)
生l:150°。
生2:30°。
师:到底是150°,还是30°呢?请说出合理的理由。
生3:30°,(指图数)这个角包含了3个十度。(电脑用涂色阴影闪烁显示)
生4:第4个角看上去比直角小,不可能是150°。
师:刚才错读成150°的同学明白了吗?其实你们在读数时遇到的困难,那些数学家们也遇到过,他们想方设法让30°的角能从这个量角器中直接读出来。你们知道是什么方法吗?(学生讨论认为:再标上一圈刻度)
师:你们想的和数学家们想的一样,不过这圈的零度在哪里?l0度呢?180度呢?(电脑显示外圈刻度,构成完整量角器)现在我们明白量角器上为什么外面还有一圈刻度吗?
3.小结:同学们真聪明,利用自己的智慧发明创造出含有两圈刻度、两条零度刻度线的量角器,这样量角就方便多了。我们的数学家们可是花了好长时间才创造出来的,老师要把掌声送给你们!(师生鼓掌)无论用哪圈量,都要先将量角器放在角上面,将量角器的中心和角的顶点重合,零刻度线和角的一边重合,然后再看另一边所对的刻度就是这个角的度数,特别注意:角的一条边所对的0度在哪圈上,就从哪圈读出这个角的度数。
【设计意图】度量角的大小的过程,就是在量角器内寻找一个和被测角大小一样的角的过程,这就是度量的本质。就好比用尺子测量物体长度,尺子已经规定好了标准,我们只需在它里面找到和被测量物体长度相等的一段即可。当学生用只含一圈的半圆工具度量开口向左的角,究竟是150度还是30度?怎样才能让学生一眼读出30度?学生自然而然会认识到只有一圈刻度的局限性,从而顺利过渡到再增加一圈刻度的想法,这样量角器的呈现和认识就显得完整而流畅。有了对量角器的深刻认识和重合的比较方法,角的度量原理,特别是量角中读数这个易错点就有了抓手,扎下根基,学生不但知其然,同样能知其所以然,整个构建的过程就是量角器孕育和量角原理揭示的过程,就是学生思维激荡和提升的过程,也是人类文明创造再现的模拟过程。突破常规工具教学的藩篱,也就将学生置于更广阔的发展平台。
量角器是高度简约化、高度截面化、高度智慧化的产物,这和学生已有的知识经验之间肯定存在矛盾、如何有效化解这一矛盾,突破制约学生理解与发展的瓶颈。新的教学设计中,笔者将抽象的量角工具制作成二维动画,使整个构建有了技术支撑。学生置身于工具生成的氛围中,体验了工具的产生源于生活的需要,体会了创造的惊喜和快乐,感受到数学工具的自然美、简洁美,激发了对人类智慧和文明的敬仰之情。笔者以为这才是构建工具的重要的育人价值。
数学教育的最高境界是思想的感悟和熏陶。因此,我们坚信,数学课堂教学经过我们的精琢细磨,必定会变得厚重和深邃,并洋溢着数学的芬芳,这就是钻研“角的度量”一课给我的启示。