用温度计来引入“负数”是唯一的选择吗?

【问题导向阅读】

【1】掌握复数概念的关键是什么?

【2】教学一线的老师们该如何更好的引出负数的概念?

      说说教材里的“负数”:

部分教材

      参照教材发现,人教版和北师大版教材中都关于负数的认识,教材的呈现有以下四种情形:

反复的讨论全国各地的零上零下气温;

以珠穆朗玛峰为例涉及海拔高度;

提到中国古代数学“以收入为正,支出为负”;

利用位置关系,以大树为起点,向东为正,向西为负,并在数轴上表示负数。

      这样的安排,显示了教材的编写意图:

(1)以零下温度作为承载负数概念的现实模型;

(2)认为由负数表示零下温度可以顺利地迁移到“收入为正,支出为负”;

(3)在数直线上标出负数。

      这样编排教材体现出来的教学目标,就是要从正数扩充到对复数的认识,通过数形结合,将正向的数射线拓展为双向可以延伸的数直线。不论是用温度计引出负数,还是用收入支出呈现负数,我们不难发现负数与正数的根本属性是表示意义相反的量。一个负数总是某个正数的相反数,0是正数和负数的分界点,这也是我们让孩子从一开始接触负数概念就要特别关注的地方。

    掌握复数概念的关键:弄清什么是“意义相反的量”?

      在日常生活中,经常会遇到意义相反的量,大致分为两种类型:第一类是自然意义上的相反。

      比如我们经常提到的收入和支出,企业的盈利和亏损,我们比赛的赢与输。0点就是平衡点。这种自然意义上的相反,学生容易理解,花了10元又挣回10元,彼此可以抵消,当然是相反的。

    第二类是人为规定的相反。

    比如我们经常提到的一天最高与最低气温,我们规定水的结冰点为0℃,所以就有了零上零下之分,同样我们规定海平面的高度为0,所以就有了海平面之上与之下之分……相对于自然意义的相反,这种人为规定的相反,孩子们就不太容易把握,因为零上3℃和零下3℃彼此之间并不能抵消。因而要说他们意义相反,解释起来颇为牵强。

    面对教材中学生不易理解的相反量,我们该如何解决呢?需要把握以下三点:

      1.意义相反的量,是负数概念的本质所在。所以从引入负数开始就要明确提出意义相反的量的概念,对于六年级的学生来说,收入与支出,赢与输,温度的零上零下,海拔的高与低,这些意义相反的量他们都是可以理解的。   

      2.首先要给出0点这个平衡点,然后才能谈正数与负数。   

    3.引入复数不能只用温度模型,更重要的是用收入支出模型。

【2】教学一线的老师们该如何更好的引出负数的概念?

      1.利用“数直线”图,自用生活实例,数形结合来理解负数

    有了对意义相反量的正确认识之后,我们可以这样带孩子们认识负数:用正数表示收入,负数表示支出,没有收入也没有支出时就用零表示。看下面这个数直线图,我们可以清晰的看出:支出了5元,收入了13.5元。通过这个例子,加上相应的练习,会比较顺利的理解中国古代数学成就的史料,真正体会“收入为正,支出为负”的含义。

数直线图

      2. 引用数学活动认识负数:

活动步骤

    (学生玩游戏做记录)的数学活动,借助输赢之间的相反意义,让学生亲身经历感受引入复数的必要性。

      此外,相反意义量的两种表达方式也是我们需要注意的重点,比如我们常用静态的描述来表示气温变化,用静态的描述来表示收入与支出。静态的描述便于引出数直线,而动态的描述则为日后方程的教学做了铺垫。

    总之,负数的引入不能单纯依靠温度模型,我们可以利用它的静态优势,将复数标记到数直线上,因为负数是一种相反意义的量,所以它更要突出收入与支出、输与赢等自然意义下的动态模型,这样才能更好地联系中国古代数学成就,从而弘扬中华文化。当然,在核心素养时代,我们在教材和练习中应该多增加一些人文意义,比如边防战士冒着零下40摄氏度的严寒进行巡逻,煤矿工人在地下488米的矿井里采煤等等,帮孩子树立正确的价值观,也是我们课堂的追求。

            2022.8.22      1499字

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