核心素养导向下“升与毫升”量感建立的大单元教学设计（小学数学四年级上册）

核心素养导向下“升与毫升”量感建立的大单元教学设计（小学数学四年级上册）

一、教学内容重构与单元整体定位

本设计针对冀教版四年级上册第一单元《升和毫升》进行整体重构。本单元属于“图形与几何”领域中“测量”部分的重要内容，是学生首次系统接触容量单位。【基础】容量单位的学习不同于长度单位或质量单位，液体具有流动性，其“可视而不可触”的计量特性使得量感的建立相较于线性长度感和质量感更具挑战性。基于《义务教育数学课程标准（2022年版）》提出的核心素养导向，本单元的教学核心在于“量感”的培育——即对事物可测量属性及大小关系的直观感知。【非常重要】量感不是简单的单位换算技能，而是一种在不依赖工具的前提下对物体容量进行合理估测，并能够灵活选用参照系进行比较和推理的数学直觉。

本设计打破了传统“认识单位—进率换算—机械练习”的线性教学模式，转而采用“大单元”视角下的项目化学习框架。将整个单元的教学置于“校园节水行动派”或“家庭健康饮水顾问”的真实项目情境中，让学生在解决真实问题的过程中，亲历“容量的比较—统一单位的必要性—单位的建立与应用—借助单位解决实际问题”的完整知识建构过程。这种设计旨在将冰冷的单位符号转化为滚烫的生活经验，将枯燥的进率记忆转化为深刻的数学理解，最终实现从“学会”到“会学”再到“乐学”的素养跃升。

二、学情精准画像与教学逻辑起点

四年级的学生正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的关键期。【重要】在日常生活中，学生虽然早已接触过诸如“买一大瓶可乐”“喝一小袋牛奶”的生活经验，但这种经验往往是模糊的、非量化的。他们可能知道“大瓶”比“小瓶”装得多，却鲜有人关注瓶身标注的“2L”或“250mL”具体意味着什么。这种生活经验的“前科学化”状态，既是教学的资源，也是认知冲突的触发点。

学生在学习本单元时可能存在的认知障碍主要集中在三个方面：其一，概念混淆。容易将“容量”与“体积”、“容积”混为一谈，或与已经学习过的质量单位“千克/克”产生负迁移，认为“大的东西一定重，也一定能装”。其二，表象模糊。【难点】对于“1升”究竟有多大，“1毫升”究竟有多少，缺乏具体的、可触摸的心理表征。当液体被倒入不同形状的容器中时，液面高度的剧烈变化会严重干扰学生的判断，使他们无法守恒“量的多少”。其三，进率理解的机械性。学生或许能流利背诵“1升=1000毫升”，但在解决如“一个杯子能装200毫升水，几杯水大约是1升”这类实际估算问题时，往往束手无策。

因此，本单元的教学逻辑起点不应是“单位”本身，而应是“比较的需要”。从比较两个杯子哪个装水多开始，引发认知冲突，让学生在经历“用眼观察—用手操作—用脑思考”的全过程中，深刻体会到：要精确描述一个容器能装多少，就必须有一个统一的“度量衡”。这才是数学产生的本源，也是培养学生核心素养的根本途径。

三、教学目标分层叙写（指向核心素养）

基于上述分析，本单元的教学目标不仅限于知识与技能，更侧重于关键能力和必备品格的培养。

（一）基础性目标（知识技能）

1.【基础】结合具体情境，理解“容量”的含义，知道“升”（L）和“毫升”（mL）是常用的容量单位。

2.认识常见的测量工具（量筒、量杯），掌握正确的读数方法（视线与凹液面最低处水平），能准确读出液体的体积。

3.【高频考点】掌握升与毫升之间的进率关系，即1升=1000毫升，并能进行简单的单位换算，解决日常生活中的实际问题。

（二）核心素养目标（过程方法）

1.【非常重要】通过“猜想—验证—归纳”的实验活动，亲身经历“升”与“毫升”单位的产生过程，建立丰富的、多维度的“1升”和“1毫升”的实物表象，发展量感和空间观念。

2.在“估测—实测—调整”的循环活动中，初步学会以“1升”或“1毫升”为标准，运用“叠加”或“细分”的推理方法去估测未知容器的容量，培养逻辑推理能力和估测策略。

3.经历小组合作的探究过程，学会在动手实践中收集数据、分析数据，并用数学语言（口头或书面）清晰表达实验过程和结论，提升合作交流能力。

（三）情感态度目标（价值引领）

1.【热点】结合“节约用水”或“健康饮水”等真实议题，感受数学知识在改善生活、服务社会中的价值，培养应用意识和环保责任感。

2.在操作活动中体验数学的严谨性与趣味性，激发探索欲望，形成积极主动的学习态度。

四、教学准备与资源整合

为了确保学生在课堂上能够“动”起来，感官能够“活”起来，必须准备丰富且结构化的学具：

1.分组实验材料（以四人小组为单位）：大小、形状各异的透明杯子若干（包括细高的、粗矮的）、两个完全相同的纸杯或一次性塑料杯、一个大的水盆（用于盛水）、抹布（强调实验卫生）、量筒（100mL）和量杯（1000mL）各一个、250mL的矿泉水瓶、滴管、食用色素（为了便于观察，可将水滴入颜色）。

2.多媒体资源：课件（展示超市货架、各种饮料瓶、药瓶等）、没有拧紧的水龙头滴水视频、电子秤（用于拓展，感知1升水的质量）。

3.课前实践任务单：提前一周布置“寻找生活中的L和mL”活动，让学生走进超市、厨房，记录下哪些物品用升作单位，哪些用毫升作单位，并尝试用手比划一下它们的大小。

五、教学实施过程（核心环节深度展开）

本设计以两个核心课时为主，辅以拓展活动，将教学过程细化如下。

第一课时：在“玩水”中生成概念——容量的比较与单位的初步认识

（一）引发认知冲突，揭示“容量”本质（约10分钟）

【基础】教师摒弃传统的说教，直接呈现教具：一个又高又细的杯子和一个又矮又粗的杯子（目测难以直接判断容量大小）。提出问题：“同学们，如果不借助任何工具，你能准确判断出哪个杯子装的水更多吗？”

学生基于生活经验会纷纷猜测，意见不一。此时，教师并不急于给出答案，而是追问：“怎样才能让人心服口服地证明你的猜测是对的？”从而引出“实验”的必要性。

小组活动一：【重要】给每个小组提供这两个杯子以及一盆水，要求学生用自己的方法比一比。学生可能会出现多种方法：方法A，将高杯子装满水，倒入矮杯子中，观察是溢出还是不满；方法B，将两个杯子都装满水，再分别倒入两个完全相同的备用杯子中，比较水面的高度；方法C，用小杯子作为量器，分别测量两个大杯子各能装几小杯水。

活动后，请小组代表上台演示并讲解思维过程。教师顺势抽象出核心概念：“通过实验我们发现，杯子装水的多少，与它的高矮胖瘦没有必然关系。这个‘能装多少东西’的属性，在数学上我们就称之为——容量。【难点】哪个杯子装水多，我们就说它的容量大。”

（二）创设标准冲突，催生“单位”需求（约8分钟）

在学生对“容量”有了初步感知后，教师再次设疑，提升问题的复杂度。出示两个瓶子（一个细高，一个粗矮），但里面装有不同量的有色液体（例如，一个装了大半瓶，一个装了少半瓶，但总体积可能相等也可能不等）。

提问：“不打开瓶盖，也不能把水倒出来，你还能比较出哪个瓶子里装的液体多吗？”

学生陷入沉思，原有的“倒水法”在此刻失效了。经过讨论，可能会想到“找一个相同的小杯子，分别把两个瓶子里的水倒出来量一量”的方法。教师追问：“为什么要找相同的小杯子？”引导学生意识到：比较必须建立在“同一标准”之上。

接着，教师展示一瓶500毫升的矿泉水和一瓶1升的果汁，让学生观察标签。【高频考点】学生发现上面有“500mL”和“1L”的字样。教师揭示：“刚才我们费尽心思比较的过程，其实商家早就用这两个字母和数字告诉我们了。在国际上，为了精确地表达容量的多少，人们规定了统一的单位，这就是——升（L）和毫升（mL）。”至此，单位的引入不是强加的，而是解决问题的必然产物。

（三）多重感官体验，深度建立“单位”表象（约17分钟）

这是本课时的重中之重，也是量感培养的关键。【非常重要】仅仅知道单位名称是远远不够的，必须将抽象的单位与具体的实物建立强关联。

活动二：寻找并建立“1毫升”的表象。

1.直观感知：教师用滴管吸取1毫升的有色水，滴入学生手心。让学生观察手心上的水珠，说说感受（几滴而已，很小，很容易蒸发）。教师介绍：这大约是1毫升。

2.操作量化：用滴管向10毫升的量筒中滴水，一边滴一边数，看看滴多少滴大约是1毫升。通过实验，学生发现大约20滴左右水是1毫升（具体滴数视滴管而定，关键是让学生经历细分的过程）。

3.参照建立：引导学生寻找生活中的“1毫升”。例如，眼药水瓶口那么一小滴，或者想想一小瓶眼药水通常是10毫升，那么它的十分之一大概就是1毫升。通过这样的联想，将“1毫升”这个极小的单位与生活经验对接。

活动三：寻找并建立“1升”的表象。

4.直观感知：出示1升的量杯，展示里面装有的红色水。让学生观察，用手比划1升水在这样一个大杯子里的高度。

5.关系构建：拿出学生熟悉的500毫升矿泉水。【高频考点】提出问题：“想一想，几瓶这样的矿泉水倒在一起，就和这个1升量杯里的水一样多？”学生脱口而出“两瓶”。通过“倒水”验证，2瓶500毫升的矿泉水正好倒满1升的量杯。这一刻，学生不仅记住了“1升=1000毫升”，更是亲眼见证了1000毫升的累加过程。

6.迁移体验：将1升水倒入一个形状完全不同的、又矮又粗的方盒中，观察液面的高度变化。引导学生讨论：“水变少了还是变多了？”（没有变，只是形状变了，高度变了，但水的总量不变，还是1升）。这个环节旨在突破守恒概念，防止学生误以为液面高就是水多。

7.动手制作：课后延伸作业——利用大饮料瓶或牛奶盒，尝试制作一个“1升”的量器。要求学生在瓶身上标出1升的刻度，为下节课的实验做准备。

第二课时：在探究中发现关系——升与毫升的进率及拓展应用

（一）展示与校准：我是“1升”制作者（约5分钟）

课堂伊始，让学生展示自己自制的1升量器。这是一个相互评价和自我修正的过程。有的学生可能做得比较精准，有的可能偏差较大。教师出示标准的1升量杯，请学生上台验证自己的作品。误差较大的学生需要思考：为什么会不准？是标记刻度的位置不对，还是起始的容器本身容量标注就有问题？这个“校准”的过程，本身就是严谨科学态度的培养。

（二）实验与推理：发现“1000”的秘密（约12分钟）

【重要】本环节是核心知识“1升=1000毫升”的深度探究。

1.猜测：教师拿出100毫升的量筒，提问：“要用这个小量筒，几次才能装满我们这个大1升的量杯？”

2.验证：小组合作，用100毫升量筒取水，向1升量杯中倒水，每倒一次，就做一个标记。学生们全神贯注地数着：100、200、300……直到1000毫升。

3.结论：当第10次倒完，1升量杯恰好满杯。学生在惊奇的欢呼声中深刻领悟到：10个100是1000，1升里面包含了10个100毫升。此时板书并齐读：1升=1000毫升。教师补充介绍字母表示法：1L=1000mL。

4.思辨：为什么偏偏是1000？引导学生回顾长度单位（1米=1000毫米）、质量单位（1千克=1000克），初步感知十进制和千进制在计量单位中的广泛应用，体会数学内部的统一性与规律性。

（三）实验与推理：发现“1000”的秘密（约12分钟）

【重要】本环节是核心知识“1升=1000毫升”的深度探究。

1.猜测：教师拿出100毫升的量筒，提问：“要用这个小量筒，几次才能装满我们这个大1升的量杯？”

2.验证：小组合作，用100毫升量筒取水，向1升量杯中倒水，每倒一次，就做一个标记。学生们全神贯注地数着：100、200、300……直到1000毫升。

3.结论：当第10次倒完，1升量杯恰好满杯。学生在惊奇的欢呼声中深刻领悟到：10个100是1000，1升里面包含了10个100毫升。此时板书并齐读：1升=1000毫升。教师补充介绍字母表示法：1L=1000mL。

4.思辨：为什么偏偏是1000？引导学生回顾长度单位（1米=1000毫米）、质量单位（1千克=1000克），初步感知十进制和千进制在计量单位中的广泛应用，体会数学内部的统一性与规律性。

（四）真实任务驱动：项目化学习“滴水实验”（约18分钟）

【热点】【非常重要】将数学知识应用于现实，是素养达成的最终表现。本环节引入真实情境：播放一段关于“没拧紧的水龙头”的视频，提出问题：“一个没拧紧的水龙头一天大约会浪费多少水？这个量够我们一个人喝几天？”

1.方案设计：小组讨论，如何测量一分钟的滴水量？由于一分钟滴水量可能很少，直接读数困难，学生自然会想到“累积法”——测量3分钟或5分钟的滴水量，再除以时间，或者测量滴满100毫升需要多少分钟。

2.动手实验：每组利用滴管模拟水龙头滴水，用量筒收集并计时。记录数据，计算一分钟滴水量。再根据一分钟数据推算一小时、一天的滴水量。

3.意义建构：将计算出的“一天浪费水（以升为单位）”与学生的饮水习惯结合。假设学生每天需要饮水1500毫升（1.5升），那么这个浪费的水够几个人喝一天？当学生计算出触目惊心的数据时，节约用水的意识不再是空洞的口号，而是基于数学推理的深刻认知。

【难点】在此过程中，学生需要灵活运用“升与毫升的换算”，处理大数计算，并尝试用数学语言表达自己的节水建议。这个过程自然地融合了数学、道德与法治、科学等多个学科，实现了跨学科学习。

六、板书设计（结构化呈现）

中央主体部分：

容量

比较→需要统一单位

升（L）——毫升（mL）

字母表示：LmL

核心关系：1升=1000毫升

（1L=1000mL）

左侧辅助区（实验记录）：

1毫升≈20滴水

1升=2瓶（500mL矿泉水）

右侧延伸区（生活应用）：

看刻度：视线与凹液面平齐

估测方法：选参照，做累加

七、教学评价与作业设计

（一）课堂过程性评价

关注学生在小组实验中的参与度，是否能提出合理的猜想，是否能严谨地操作并记录数据，是否能倾听他人的意见。采用“实验小能手”的即时奖励机制，不追求唯一答案，更看重思考的路径。

（二）分层作业设计

1.【基础性作业】完成课本练习题，进行基础的“L”和“mL”换算与读数练习。判断生活中常见物品应选用什么单位（如：一桶油5（