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小学数学的骨架彻底拆开:其实就四个字——量、数、形、关系

小学数学的骨架彻底拆开:其实就四个字——量、数、形、关系

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如果把小学数学的知识体系彻底拆开,你会发现:
书本看起来很厚,知识点看起来很多,但底层反复讲的,其实只有四个字:

量、数、形、关系。

从低年级到高年级,数学并不是在不断增加一堆新的知识,而是在这四个维度上不断抽象、扩展、连接和升级。
真正理解这条路线,就能看懂小学数学的全貌,也更容易找到孩子真正的卡点。

一、“量”:数学从现实世界出发

数学最初并不是从数字开始的。
它首先来自一个非常朴素的问题:

这个东西有多少?有多长?多重?多大?用了多久?

也就是说,数学最初面对的是现实世界中的各种量。

1. 量,可以分成两大类

离散量:一个一个数出来

比如:
3只小狗
5个苹果
8本书
这些东西可以直接通过“数”得到结果。

连续量:不能一个一个数,只能测量

比如:
一张桌子有多长?
一桶水有多重?
一节课有多长时间?
一个房间有多大?
这时候,仅仅靠“数”就不够了。
于是,人类建立了度量单位。
米、分米、厘米;
吨、千克、克;
时、分、秒;
平方米、平方分米、平方厘米;
立方米、立方分米、立方厘米……
这些看似零散的知识,其实背后只有一个核心:

用一个统一的标准单位,去描述一个量里面包含多少个这样的单位。

5米,就是5个“1米”。
30分钟,就是30个“1分钟”。
100平方厘米,就是100个“1平方厘米”。
所以,度量的本质就是“数单位”。

二、“数”:为了描述量,我们建立了抽象工具

当现实中的“量”越来越复杂,直接面对实物就不够了。
于是,人类把量抽象成了数。
所以可以把它理解成:

量是现实,数是描述量的工具。

小学六年里,孩子接触到的自然数、小数、分数、百分数、负数,看起来像是一批又一批的新知识。
实际上,它们是在不断解决新的问题。

1. 自然数:数清楚“有多少个”

1、2、3、4……
最早解决的是:一个一个地数。
而自然数背后最重要的结构,是十进制位值制。
个位、十位、百位、千位……
本质上是在不断扩大“计数单位”。
所以:23 = 2个十 + 3个一
这也是为什么加减法必须:相同数位对齐。
因为真正能相加减的,不是单纯的“数字”,而是相同的计数单位。

2. 小数:当一个单位不够用了

拿1米去量一张桌子。
如果桌子不是正好1米,而是多出来一小段怎么办?
那就把“1米”继续分。
1米平均分成10份:1份就是0.1米。
再分成100份:1份就是0.01米。
所以,小数的出现,本质上是在回答:

一个完整单位不够用的时候怎么办?

答案是:把单位继续细分。
因此,小数加减法为什么要求“小数点对齐”?
因为它背后依然是在做:相同计数单位相加减。

3. 分数:当“十进制”也不够用了

如果3个人分2张饼。
我们不一定要把饼切成10份、100份。
完全可以:把一个整体平均分成3份,取其中2份。
于是出现了:2/3
分数的核心,不只是“两个数字上下写”。
它实际上同时表达了:

整体被平均分成了多少份,以及取了其中多少份。

因此,分数又多了一层非常重要的身份:

分数既是数,也是一个新的计数单位。

例如:2/3 + 1/3
其实是在计算:2个1/3 + 1个1/3 = 3个1/3。
那么为什么异分母分数不能直接相加?
因为:1/2和1/3不是同一种计数单位。
通分,本质就是:把不同的单位换成相同的单位。

4. 百分数:把“单位”统一成百分之一

不同商品、不同成绩、不同数据之间需要比较。
如果一个增长了20%,另一个增长了15%,就可以直接比较。
百分数本质上是在建立一个统一的比较标准:

把整体统一看成100份。

所以:20% = 20个1%
它依然没有跳出“计数单位”的逻辑。

5. 负数:当量出现了相反方向

温度有零上和零下。
收入有盈利和亏损。
向东和向西是相反方向。
于是,自然数不够用了。
我们需要:

正数与负数。

所以负数也不是凭空出现的新知识。
它是在描述:

具有相反方向的量。


三、“形”:从点、线、面到体,再到转化

如果“数”主要解决数量问题,那么“形”主要解决:

空间是什么样的?

小学几何看起来公式很多:
长方形、正方形、平行四边形、三角形、梯形、圆……
到了高年级,又出现:
长方体、正方体、圆柱、圆锥……
但如果把它们全部拆开,会发现小学几何有两条非常清晰的主线。

第一条线:维度不断增加

可以把小学几何理解成一个逐渐“长出来”的过程:
点 → 线 → 面 → 体
点:

0维

线段、角:

1维

长方形、三角形、圆:

2维

长方体、圆柱、圆锥:

3维

所以,几何并不是一堆孤立的图形。
它是在研究:

空间中的对象,如何从低维走向高维。


第二条线:未知图形 → 转化 → 已知图形

小学几何真正重要的能力,不是背公式。
而是:转化。
比如长方形:长 × 宽
本质就是在数:铺了多少个1平方单位。

平行四边形
把旁边的一块剪下来,移动到另一边:平行四边形 → 长方形
于是:面积 = 底 × 高

三角形
两个完全一样的三角形拼起来:三角形 → 平行四边形
于是:面积 = 底 × 高 ÷ 2

梯形
两个完全一样的梯形拼起来:梯形 → 平行四边形
于是:面积 = (上底+下底)×高÷2

圆
把圆切成许多小扇形,再交错拼接:圆 → 接近长方形
于是:面积 = πr²

立体图形
长方体、正方体、圆柱的体积,又可以统一成:

底面积 × 高

也就是:一个底面沿着高度方向不断“堆叠”起来。
圆锥则进一步建立:

等底等高的圆锥,体积是圆柱的1/3。

所以小学几何真正需要建立的不是“公式库”,而是一种思维:

这个陌生图形,能不能通过剪、拼、移、补,转化成我已经认识的图形?

这就是几何中的化归思想。

四、“关系”:从“算出答案”走向“看懂结构”

如果说:量、数、形是数学中的基本材料,那么:关系,就是把这些材料组织起来的规则。
这也是小学数学后期最重要的一次升级。

1. 从算术思维走向代数思维

低年级孩子解决问题,经常是:

已知什么 → 算什么 → 得到答案。

这属于典型的算术思维。
比如:小明有10元,买东西花了3元,还剩多少?
直接:10-3=7
但到了高年级,问题开始变复杂:
一个数的3倍比另一个数多12,这两个数是多少?
这时候,继续一步一步猜数字、倒推,会越来越麻烦。
于是需要换一种思维:

不急着算答案,先找数量之间的关系。

这就是代数思维的起点。

2. 等量关系:方程的核心

方程最重要的不是字母x。
真正重要的是:

找到两个量之间的等量关系。

比如:原来的数 + 增加的数 = 现在的数
或者:单价 × 数量 = 总价
或者:速度 × 时间 = 路程
字母只是把未知量“占个位”。
真正的核心是:关系。
所以方程不是一种更复杂的计算方法。
它是一种新的表达方式:把题目中的数量关系直接写出来。

3. 比例关系:寻找变化规律

比例研究的不是一个孤立的结果,而是:

两个量发生变化时,它们之间有什么稳定的关系。

例如:如果:y ÷ x = k
比值始终不变,那么就是正比例关系。
一个增加,另一个也按一定规律增加。
而如果:x  y = k
乘积保持不变,那么就是反比例关系。
一个增加,另一个就减少。
这其实已经在为初中数学中的:正比例函数、反比例函数 打基础。

4. 数形结合:让“关系”看得见

很多应用题难,不一定是因为计算复杂。
而是因为:文字把数量之间的关系藏起来了。
例如一道行程问题。
如果只盯着文字:甲从A地出发……乙从B地出发……两人相向而行……
孩子很容易越读越乱。
但如果画一条线段:
A ──────── C ──────── B
再把速度、时间、路程标上去。
原本藏在文字里的关系,就被“看见”了。
所以:数形结合,就是把抽象的关系借助图形显化出来。
这也是小学高年级非常重要的能力。

五、四个字,其实是一条完整的数学发展路线

把前面的内容压缩起来,可以得到这样一条主线:

现实世界

↓

量

↓ 抽象、度量

数

↓ 运算、分类、扩展

形

↓ 表征空间、转化

关系

↓ 建模、推理

更高层次的数学

但它们又不是四个彼此独立的盒子。
真正的数学学习,是:

量、数、形、关系不断相互连接。


六、小学数学不是“四门课”,而是一棵树

可以把它想象成一棵树:
根:量
来自真实世界:
长度、重量、时间、面积、体积、数量……
↓
主干:数
自然数、小数、分数、百分数、负数……
↓
枝干:形
点、线、面、体;
面积、体积;
图形的运动与转化……
↓
树冠:关系
四则运算;
数量关系;
方程;
比和比例;
数形结合;
数学建模……
最终形成:

从现实 → 抽象 → 表征 → 建模 → 推理

这才是小学数学的成长路线。

七、孩子到底卡在哪里?可以反过来诊断

当孩子遇到一道题不会时,不要第一反应就是:“这道题怎么做?”
先问:他究竟卡在了“量、数、形、关系”的哪一层?
① 题意读不懂
可能是:“量”没有建立起来。
孩子不知道题目中的“3米”“5千克”“2小时”究竟意味着什么。
解决办法:回到生活,重新建立真实的量感。

② 计算总出错
可能是:“数”的结构没有真正理解。
例如:
数位没有建立;计数单位混乱;小数点不会对齐;分数单位不同却直接相加;单位换算没有理解。
解决办法:不要只纠正答案,要追问“你算的到底是什么单位”。

③ 几何公式总记混
可能是:“形”的转化没有建立。
不要继续让孩子背公式。
而是问:“这个图形能不能变成长方形?”“这个三角形能不能拼成我们认识的图形?”“这个立体图形是不是一个底面不断堆起来?”
让公式重新长出来。

④ 应用题完全没思路
很多时候真正缺的不是计算能力,而是:

“关系”没有显化。

这时候可以让孩子:
画线段图;画示意图;列数量关系;找等量关系;找变化规律;再决定用什么运算。

最后:数学教育是帮孩子把“书读薄”

小学数学最容易出现的一种学习方式,就是:

今天学面积,记一个公式;

明天学分数,记一种方法;

后天学方程,再记一种步骤;

遇到新题,再寻找对应的“套路”。

于是,孩子脑子里慢慢塞满了一个又一个抽屉。
数学学习,应该反过来:

把知识越学越少,把结构越看越清楚。

最终让孩子发现:
“量”是数学面对的现实;“数”是描述数量的工具;“形”是描述空间的工具;
“关系”则把数量、图形和变化组织起来。
小学数学表面上是在学:

数位、计算、分数、小数、单位、几何、方程、比例……

实际上是在不断训练孩子四种能力:

感知量 → 理解数 → 建立形 → 发现关系。

而这四个字最终会汇成一句话:

从具体的量出发,用数和形表达,再通过关系进行思考。

这就是小学数学真正的骨架。
书可以越读越厚,但理解应该越来越薄。
薄到最后,孩子脑子里不再是几百个零散的知识点,而是一棵完整的数学树。
数学,是孩子认识世界的一种方式
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END

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