基于学习路径分析的“角的度量”单元整体教学*
——以认知阶段建构度量教学
2022-11-04邵蓓瑜章勤琼麻永侃
□邵蓓瑜 章勤琼 麻永侃
《义务教育数学课程标准(2022年版)》指出:“量感主要是指对事物的可测量属性及大小关系的直观感知。知道度量的意义,能够理解统一度量单位的必要性。”[1]这说明对角的度量,首先需要让学生直观感知角有大小,知道角具备可测量属性,其次才能进行角的比较,并在描述角的大小过程中产生统一单位的需求。但在实际学习中,学生往往还不知道“角的大小”,就已经开始学习运用量角器量角、画角的技能。在“角的度量”单元中,设计怎样的学习任务才能帮助学生理解角有大小,在度量的过程中理解度量的本质呢?因此,本文从度量教学的认知顺序出发,根据学习路径,对这一单元做了整体教学的思考。
一、确定学习目标
(一)单元内容概述
人教版教材关于“角的度量”单元的教学目标如下:(1)认识角的静态概念,即从一点引发的两条射线所组成的图形;(2)角的度量,通过间接比较来认识角的度量单位和用量角器量角的度数;(3)角的分类,认识角的动态概念,进一步认识直角、锐角,知道平角和周角,并了解这几种角的大小关系;(4)画角,会画特定度数的角。
北师大版教材关于“角的度量”单元的教学目标如下:(1)动态再认识角,结合旋转的操作活动认识平角和周角,了解周角、平角、钝角、直角、锐角之间的大小关系,发展推理能力;(2)探索角的度量单位的产生过程,认识角的度量单位;(3)会用量角器等工具量角和画角。
对比两个版本的教学目标,可以看到该单元中角的度量部分都包含3个方面:(1)角的内涵,只是人教版从静态概念(从一点引发的两条射线所组成的图形)中理解,北师大版从动态角(旋转活动角)中理解;(2)在间接比较中认识角的度量单位;(3)会用量角工具量角和画角。
(二)单元核心目标
刘加霞教授指出:“生活中有6种常用的感官量:长度、质量、容积、角度、面积、体积。”学生对于它们的学习以及理解,通常会经历以下5个阶段:阶段1,量的初步认识;阶段2,量的间接比较;阶段3,认识国际通用单位并能够用其描述大小;阶段4,国际通用单位体系的认识与换算;阶段5,利用公式求量的大小。[2]根据度量教学的一致性可知,角的度量包括以下3个阶段:角的认识;比较角的大小;认识角的单位1°并能够用单位1°描述角的大小。
由此可知,“角的度量”这一单元的核心目标为:(1)角的内涵,指的是学生能够直观知道角有大小,直接和间接比较角的大小。(2)在描述角的大小中产生度量单位。因此,“角的度量”单元的核心目标分为两个方面:角的大小比较中理解角的内涵和描述角的大小中产生度量单位。[3]
(三)核心目标具体化
1.角的大小比较中理解角的内涵
角的度量首先要让学生知道角有大小,然而角的大小非常抽象。理解角的内涵有三个层次:(1)直观感知角有大小,比如活动角开口变大,就是角变大了。(2)直接比较角的大小,比如借助移动重合(让顶点对顶点,边对边,看另一边)比较角的大小。(3)间接比较,选择一个合适的小角作为工具来度量。
2.描述角的大小中产生度量单位
要具体描述一个角的大小或两个角相差多少,都需要寻找一个合适的小角作为工具来度量,看目标角中包含了多少个小角,通过“数+单位”来描述角的大小。因此,描述角的大小认知有两个阶段:(1)用非标准角描述;(2)用标准1°描述。
二、确定学习起点
为了解学生的学习起点,借鉴范希尔几何水平理论,以角的概念、直接比较、间接比较来评估学生对角的内涵的理解水平(如表1),对四年级1个班42名学生进行前测。
表1 “角的度量”单元核心目标的表现性评价框架
(一)角的概念理解情况
在测试题1的访谈中发现,有79%的学生属于视觉水平。他们用图形的整体轮廓“角是尖的、斜的,用锐角、直角、钝角的样子”作为依据判断角。有12%的学生介于视觉水平和分析水平之间,此类学生虽然能用角的构成要素——一个顶点和两条边来判断①~③号图形,但还是会受到视觉影响而无法判断④号图形。仅9%的学生达到分析水平,能用角的构成要素——一个顶点两条边来进行判断。因此,要达到用角的概念来判断角的目标,首先要让学生理解角的内涵。
(二)角的大小理解情况
角的内涵测试题2中,有32.6%的学生处于视觉水平,能剥离画的边的长短和朝向等无关因素的学生占全班的67.4%(如表2)。通过访谈发现,这67.4%的学生中,有15.2%的学生是用量角器进行测量的,有8.7%的学生是通过眼睛看出来的,这些学生通过视觉来直接比较出结果。有26.1%的学生用三角尺中的最小角作为单位来间接比较出结果,有17.4%的学生能直接根据题目中的小角描同一个角,这些学生能真正突破画的边的长短和方向带来的干扰。由此可知,全班只有43.5%的学生具有间接比较的经验,56.5%的学生需要补充角的大小比较的经验。
表2 学生角的大小理解情况
通过对学生角的内涵理解水平的前测,从“角的概念”测查中发现约79%的学生不会用构成要素分析角,从“角的大小”测查中发现约57%的学生缺乏间接比较的经验。因此,本单元教学需要重视对角的内涵的学习,增加比较角的大小的练习。
三、分析学习路径
基于以上分析,对“角的度量”单元的学习路径做了相应的调整与优化。
首先,理解线段、射线与直线等角的构成要素的合理性。借助画图体会概念构成要素“端点、无限长”表达的合理性。重点是对无限长与端点逻辑关系的理解。
其次,增加理解角的内涵的内容。原因有以下三点:(1)根据学情测查,约57%的学生缺乏间接比较经验。仅靠人教版教材例2“从一点出发的两条射线所组成的图形叫作角”的静态含义,学生并没有积累例3角的度量中所需要的间接比较经验。(2)学生需要通过“点对点、边对边、看另一边”的直接比较方法感知等价角含义,理解角的内涵,消除画的边的长短带来的迷惑。(3)学习例2的静态角概念,也无法帮助学生理解例3中“一个圆平均分成360份,其中的1份是1°”的规定是合理的。因此,《角》一课要达成以下三点目标:(1)通过旋转活动角,让学生直观感知角的大小。(2)通过对角的直接比较,建立角的大小比较方法和使用等价角的概念,体会角的构成要素是射线的合理性。(3)通过间接比较角的大小,增加活动经验和概念理解。
再次,经历角的度量单位的形成过程。(1)在无法直接比较时,需要选择合适的小角作为一种工具来度量角的大小,并用“数+小角”的形式描述角的大小。让学生经历完整的用非标准单位(小角)描述角的大小的过程,渗透度量意识才是有效的。(2)对小角量化结果10°的理解,从10°角的累加或细分中描述不同角的大小。建立角的度量单位1°。(3)用1°的角量角的大小,体会度量的本质。
最后,通过量角器量角和画角。
四、单元整体教学思考及核心课时任务设计
综上所述,增加了“角的再认识”和“认识角的度量单位”两个内容,更符合度量认知的顺序和学生的认知规律。单元教学具体安排如表3。
表3 “角的度量”单元教学安排
从单元整体的视角出发,关于角的度量部分有两节核心课:“角的再认识”和“认识角的度量单位”。现对这两个内容的学习目标和学习任务设计如下(见表4)。
表4 “角的度量”单元优化后核心课时学习目标和学习任务