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整体把握时间概念 凸显度量本质

2021-12-21解建影张秋爽鲁静华

小学教学研究 2021年10期

解建影 张秋爽 鲁静华

【摘 要】时间概念属于度量,但又与其他的度量概念有所不同,时间在现实生活中,看不见也摸不着,是一种非感官量。在小学阶段,关于时间的教学是一大难点,教师应合理安排教学内容,引导学生认识时间概念,理解时间单位,领悟度量思想。

【关键词】时间概念 时间单位 度量思想

时间概念属于度量范畴,在小学阶段,和度量有关的概念有质量、长度、角、面积、体积、容积、时间等。研究度量离不开四个重要的要素:度量对象、工具、单位和度量值。时间概念,和其他六个度量的概念又有所不同,因为时间在现实生活中,看不见也摸不着,是一种非感官量。人们借助计时工具上刻度的变化,掌握相对的量感,所以它也是一种工具量。时间单位并不像计数单位一样,是用十進制体现的。

一、整体把握时间概念,理解时间单位

时间单位中的年、月、日是以太阳、地球、月亮三者之间的运动自然形成的,是自然单位。而时、分、秒,这三个时间单位是人们根据需要而制定的,是人为单位。其中,“日”是时间单位的核心,它沟通了自然单位和人为单位之间的关系。本文以北京版数学三年级上册第七单元《24时记时法》为例,帮助学生建立起对时间单位“日”的认识与理解。

我们借助钟表、日历这些计时工具,得到了单位的个数,即度量值。借助时间概念中的时刻、时距及时间单位,对我们认识的世界进行了度量与刻画,同时感受时间的顺序性与周期性,而这两个特性是学生理解时间概念的基础。

二、深刻研读教材安排,理解学段目标

学生对于时间单位的学习是一个循序渐进的过程,在一年级,学生学看钟表,借助钟表实物,认识了整时、半时,这就是时间概念中的子概念——时刻,也就是点时间。例如“8时上课”中的“8时”就是一个时刻。在二年级,学生认识了1时=60分,1分=60秒,初步感受了时间概念中的另一个子概念——时距,也就是段时间。比如“上一节课40分钟”中的“40分钟”就是一段时间。学生对于点时间、段时间有了一定的理解,初步积累了度量的经验之后,开始学习时间单位“日”,通过沟通点时间、段时间的关系,理解1日是24小时。学生对“日”有了深刻的认识之后,可利用知识迁移,学习时间单位“年、月”,并沟通不同时间单位之间的关系。通过研读教材,可以发现:教材在编排内容上提供了大量丰富的情境,同时凸显了计时工具钟表、年历的价值,教材安排层层递进,螺旋上升。而时间是一种非感官量与工具量,同时具有顺序性和周期性的特点,这是教材编写的暗线,是教师比较容易忽略的地方,也是学生感知的薄弱点。顺序性与周期性既是时间概念的属性,也是学生理解时间概念的重要基础。如何在单元教学中呈现这两个属性,是教师需要重点突破的着力点。依据教材内容的整体安排,确定本单元的教学目标。本单元内容设置3个课时,对应的课时目标设计如下:

1.建立时间单位“日”的概念,沟通日和时的关系,感受时间的顺序性与周期性特点。(第一课时)

2.在问题探究中,感受段时间,体会到段时间就是相同单位个数的累加,感受时间的顺序性。(第二课时)

3.发展学生对时间的感知与估测能力,养成珍惜时间、自我管理与自我约束的个性品质。(第三课时)

三节课的目的在于共同促进学生对时间单位“日”的理解。

三、依据单元内容安排,进行单元设计

在对时间概念与单元进行整体把握后,结合教学目标,对整个单元进行了整体设计。将教材编写的明线时刻、时距与教材编写的暗线时间的顺序性和周期性进行融合,通过学具帮助学生由抽象感知转化为形象再现,从关注知识技能到感悟度量本质,从认知计时工具钟表到理解时间概念。本单元的设计定位于帮助学生理解时间概念,感悟度量本质。借助学具将时间概念从不可视转变为可视,从不可感转变为可感。单元设计框架如图1所示。

四、精准调研学生情况,发现问题难点

学生是学习活动的主人,学生有哪些认知困惑呢?对于24时记时法的学习,学生有什么样的想法呢?随机调研了3个班级的120名学生,调查问卷如图2所示。针对学生对“日”这个概念的认识和对计时工具钟表的认识两个维度来了解学情。

根据调查发现,学生对“日”的认识不准确。有的学生写道:“一日是从凌晨1时开始的,晚上12时结束的。”还有的学生写道:“一日是从今天的这个时间到明天的这个时间。”仅有近13%的学生能够结合自身生活经验完整的描述一日,这说明学生对“日”的认识还停留在生活中说的概念,并没有理解数学概念中的“日”。人们借助数学方法刻画的“日”,是借助计时工具钟表体现的。在钟面上8时这一时刻既表示8时,又表示20时,只有3%的学生能够结合自己的生活经验说出这两个时刻,分析原因可以发现,主要是因为钟面上其他的时刻不可视,增加了学习的难度,同时学生对于两种记时法之间的关系认识不够清晰。关于24时记时法,学生们提出了许多问题,有的学生想了解为什么一日有24小时,而不是22、23、25小时;有的学生对计时工具钟表为什么是圆的产生了浓厚的兴趣……学生的问题大致可以归为24时记时法产生的原因,两种记时法之间的关系,以及记时工具发展的历史这三类。

学生的问题是设计活动的依据,也是教师需要重点关注的内容。通过第一课时的内容学习之后,到第二课时,经历知识整体性的过程。在经过“认识24时记时法”与“计算经过时间”的学习,再到第三课时“活动时间方案设计”。应用第一、二课时的知识,解决第三课时的问题,使思维具有结构化。笔者提炼出了每节课的核心目标,并梳理了学生的困惑,设计了解决问题的核心活动,单元框架如图3所示。

五、精心设计核心活动,凸显度量本质

(一)“认识24时记时法”——初步感受时间的顺序性与周期性,感受度量思想

学生的困惑是设计活动的基础。在第一课时“认识24时记时法”的内容实施中,分别设计了三个核心活动,目的在于帮助学生理解时间单位“日”。在第一个活动“画出一日的样子”中,学生通过画图将头脑中的“日”外显,他们借助自然现象、生活经验以及数学方法描述了自己对于“日”的认识。在这个活动中,通过多元表征,学生展示作品,相互沟通与交流,对一日有24小时达成共识,初步感受“一日”。(学生作品如图4所示)

在对一日有了初步的感知之后,播放地球自转的视频,了解“日”产生的原因。学生在观看视频的过程中,知其然更知其所以然,将数学概念与科学知识对接。在这个过程中深化了对“日”的再认识。

仅仅了解“日”是怎么来的,还没有完成对“日”的刻画,还需要“时”来帮忙。皮亚杰说:“儿童的思维是从动作开始的,切断动作与思维的联系,思维就得不到发展。”在第二个活动中,教师提供了学具,将时间的不可视变为可视,不可感变为可感。学生对一日有24小时达成共识之后,自然提出疑问:“为什么钟面上没有其他时刻呢?”学生们借助教师提供的学具,根据12时找13时的位置。13时在钟面上不可视,寻找13时是发展学生推理能力的关键点,更是对时间顺序性与周期性的具体诠释。学生根据直觉画一画、摆一摆找到了13时的位置(如图5所示),发现13时正对着下午1时,进一步发现了数与数、时与时之间的关系。在找到13时的基础上,其他时刻也就自然而然地找到了。

学生在找到其他所有的时刻之后,产生疑问:这一日的24小时中,哪个时刻是一天的开始时刻与结束时刻呢?在第三个活动中,学生在摆一摆、画一画的基础上,尝试找出一日的开始和结束时刻。学生们依据自己的推理,标出了一天中的全部24小时。在不断的质疑、沟通、交流、争辩中发现了12时这个特殊的时刻,既表示了0时、12时,又表示了24时的深刻含义。发现了为什么钟表刻度围成圆的秘密,再次感受了时间的顺序性与周期性特点。这个过程中,深化了用“时”刻画“日”的过程,使学生领悟了度量中的累加思想,也感受了时刻之间的一一对应关系。

在完成用“时”刻画“日”的活动之后,学生从最初的经验性理解“日”,通过摆一摆、画一画,到形式化理解,然后发现了一日是24小时的结构化理解,最后在课堂上介绍计时工具发展历史,通过了解计时工具的发展变化过程,达到数学理解的最高层次——文化感悟与理解。学生更加立体全面地感受时间单位“日”,至此完成对“日”的刻画过程,初步感受了度量思想。

(二)“计算经过时间”——再次感受时间的顺序性与周期性,发展度量意识

经过第一课时的学习,学生已经对数学方法刻画的“日”有了深刻的认识,并且能够将两种记时法进行很好地转化。第二课时经过时间的学习,以往的求经过时间的学习在于求整时的经过时间,本单元中的经过时间是求非整时的经过时间,不仅在以往基础上增加了难度,也进一步沟通了点时间与段时间之间的关系,再次感受段时间就是相同时间单位的累加的过程。学生以往的学习十进制的经验,会对该内容的学习产生负迁移,所以理解算理,掌握算法至关重要。本课教学过程中,应用教材情境,变化了两个营业时间的时间段,分别为上午8时到11时,以及下午1时30分到5时20分。(如图6所示)学生通过数数、分段等方法,深化对度量的认识。由于情境中,涉及的营业时间计算比较难,在学生独立思考的基础上,小组合作,通过文字表征描述、实物表征操作、图形表征描画等手段解决问题。多种表征共同促进学生头脑中的知识体系,也使解决问题的方法和策略呈现多样化。再次深化了对一时等于60分,一分等于60秒的认识,沟通点时间、段时间之间的关系。并且在绘图、读图的过程中,再次感受到了时间的顺序性。

(三)做聪明的时间管理者——深化对时间顺序性的认识,深化度量思想

顺序性是时间一个重要且基础的属性。学生在前测的过程中,提及了如何进行时间安排的问题。如何进行第三课时的设计呢?學生的生活丰富多彩,而学习时间知识,离不开学生的实际经验,所以通过深挖学生资源,笔者找到了设计内容的关键点——以社会大课堂活动为切入点,调取学生已有经验,进行活动设计。

在活动的开始,笔者以学生的日记为突破口,内容详见图7,学生观看视频内容,通过视频播放自己参与活动的照片,在学习单上记录有关时间的信息,学生根据记录的信息,提取信息,选择信息,然后小组合作,进行小组方案设计。

今天是一个令人兴奋的日子,因为我们要去参加社会大课堂了,地点是密云的张裕爱斐堡青少年活动基地。早上7:00,我们早早地来到学校,真是有些迫不及待了!

7时40分,我们从学校出发了。9时20分,我们准时到达了基地。老师给每人发了一本项目手册,大家仔细翻看了一下,手册上写着每天的参观时间为9:30—17:00。老师嘱咐大家,要记住中午11时30分集合, 11:30—14:00是午饭和休息时间。接着我们就开始一天的学习了! 9时30分,我们今天的活动马上开始了!

学生小组的作品多样,例如应用手绘、表格、算式、时间轴线等多种表征展示了每组的方案。(如图8所示)通过多种表征之间的对比与交流,学生发现了时间安排的共性方面与不同方面,了解了时间安排的先后顺序,同时发展了对时间的感知与估测的能力。

估测能力不仅在数的学习中非常重要,同时在量的学习中也起着至关重要的作用。学生在对比交流中对不准确、不合理的方案进行了自我修正,学会了对事件进行先后安排,对时间有了统筹规划的意识。

至此,三课时的内容学习完毕,学生完成了本单元对于时间单位“日”的学习,体会到“日”这个单位是借助已经掌握的时间单位“时”来刻画的,发展了学生的度量意识。但是学生的实际获得到底是多少呢?通过三课时的学习,学生有哪些新的收获呢?还需要教师进一步调研与评价。

六、借助手绘多彩一日,渗透“时”“空”融合

在单元评价与展示环节,布置作业内容“再次画出自己的一日”,让学生以绘画的形式记录自己完整的一日生活。学生的作品多种多样,将自己的生活,用鲜活的绘画展示,完整且富有创意地展示了自己一日的生活样子。(如图9所示)

观察学生的作品,对比第一节课中画出的一日的样子,可以发现明显的不同,学生不仅将自己的一日的生活借助时间刻画出来了,同时在作品中也体现出了日复一日的感觉,表现出了时间的周期性与顺序性。学生将学习的时间单位与自己生活的空间实现融合与统一,在此基础上进行自我时间管理与自我约束,真正地做到了珍惜时间与节约时间。