北师大小学数学四年级上册《温度》融创式教案

北师大小学数学四年级上册《温度》融创式教案【基础·核心概念】一、教材与学情分析：在“融合”与“创生”中定位教学起点（一）【重要·内容解析】教材的纵向衔接与横向关联本节课《温度》是北京师范大学出版社小学数学四年级上册第七单元《生活中的负数》的起始课，属于“数与代数”领域中“数的认识”的拓展与延伸。在小学阶段，学生已经系统学习了自然数（0除外）、分数和小数，初步建立了数感。本节课是学生第一次接触负数的概念，是数系认识的一次重要扩展，标志着学生的数学思维从“算术思维”开始向“代数思维”的初步跨越。从教材编排体系来看，本节课并非孤立的知识点。在纵向维度上，它是对整数认知范围的补充，为后续学习用负数表示相反意义的量（如海拔高度、收支情况、盈亏问题）以及认识数轴上的点奠定了坚实的认知基础。在横向维度上，教材巧妙地将数学知识与科学学科中的“温度计原理”“热胀冷缩”现象，以及地理学科中的“我国冬季南北温差大”的时空特征进行了隐性融合。这种编排方式体现了当前课程改革倡导的“跨学科主题学习”理念，要求学生不仅掌握数学符号的表示方法，更要理解其背后的现实意义和科学原理，从而在真实情境中发展核心素养。（二）【基础·学情诊断】学生的认知起点与潜在障碍四年级的学生正处于由具体形象思维向初步抽象逻辑思维过渡的关键阶段。他们的生活经验是本节课宝贵的教学资源。几乎所有的学生都有通过天气预报了解气温的生活经历，对“零下几度”有着模糊的感知，部分学生甚至已经能看懂电视上“5℃”的表示方法。这种基于生活经验的“前概念”是教学的重要起点。然而，学生的认知中存在着几个关键的“迷思概念”和学习难点：1.“0”的意义重构：在以往的学习中，学生视“0”为“没有”或“起点”。但在温度情境中，“0℃”是一个特定的、有着实际物理意义的温度点（冰水混合物的温度），它既不是“没有温度”，也不是简单的起点，而是零上温度和零下温度的“分界点”。帮助学生完成对“0”的意义的重构，是本节课的第一个认知飞跃。2.负数的符号意识：学生习惯于用不带符号的自然数表示具体的量。对于用“”号表示“相反意义”的数学思想感到陌生。理解“”号在这里不是减号，而是一种“方向”或“状态”的符号，是需要渗透的核心概念。3.【难点】零下温度的比较：学生通常认为数字“5”比“2”大，但在比较两个负数（如5℃和2℃）谁更冷、谁更小时，会出现思维反转的困难。这涉及到对数轴的初步感知和对“相反意义”量大小关系的理解。（三）【热点·融合理念】基于“双新”的教学设计思路本设计以2022版《义务教育数学课程标准》为纲领，深度践行“素养导向、综合学习、学科实践”的理念。摒弃传统的单一知识传授模式，构建“数学+科学+地理+劳动”的跨学科融合课堂。以“真实问题”为驱动，以“实验探究”为路径，以“数字化工具”为辅助，引导学生在做中学、用中学、创中学，不仅学会用带符号的数表示温度，更能从系统的角度理解温度作为“能量形式”的科学内涵，初步形成“量感”和“符号意识”，培养严谨的科学态度和解决实际问题的能力。【热点·素养导向】二、核心素养导向的多元化教学目标（一）【基础】知识与技能目标1.结合具体情境，掌握用+2℃、5℃这样的符号来表示零上温度和零下温度的方法，能正确读写温度，理解“℃”是温度的单位。2.能在温度计模型上准确找到并标出指定的温度，理解温度计上刻度的均匀性和0℃的基准作用。3.结合生活经验与温度计模型，掌握比较两个零下温度高低的方法，并能正确使用“>”或“<”进行表示。（二）【重要】过程与方法目标1.通过经历“表示温度”的符号创造过程，体会引入带符号的数的必要性，培养符号意识和创新意识。2.通过小组合作探究“温度计的秘密”和“比较温度高低”，经历观察、比较、猜测、验证的数学活动过程，初步掌握利用几何直观（温度计模型）解决抽象问题的方法。3.通过探究“同一时间不同地域温度不同”的现象，初步学会收集数据、分析数据，并用数学的眼光解释自然现象。（三）【非常重要】情感、态度与价值观目标1.在跨学科探究中，感受数学与科学、地理的紧密联系，体会数学在描述世界、解释现象中的工具性价值，激发学习数学的内在兴趣。2.通过了解我国幅员辽阔带来的气候多样性，增强爱国主义情感和民族自豪感。3.通过小组合作学习，培养乐于交流、认真倾听、敢于质疑的科学精神。【高频考点】三、教学重难点定位（一）教学重点理解并掌握用正负数表示零上温度和零下温度的方法，能正确读写温度。【依据：这是本课最核心的知识技能目标，是学生进入负数世界的“入场券”。】（二）教学难点理解0℃是零上温度和零下温度的分界点，会比较两个零下温度的大小。【依据：这涉及到对“0”的重新定义和负数大小关系的逆向思维，是学生认知冲突的集中爆发点。】四、教学准备：技术与资源的深度融合（一）教师准备1.多媒体课件（包含动态天气预报视频、全国主要城市气温分布图、温度计动态升降动画）。2.【创新教具】自制“数字化可视化温度计模型”：利用白板软件或实体教具，设计一个可以拖动的液柱，液柱右侧实时显示对应温度数值。3.【科学实验包】每组一套：烧杯、温水（约40℃）、冰水混合物（0℃）、冷水（约5℃，可用盐水加冰自制）、普通温度计（酒精或煤油温度计，确保安全）、数字温度传感器（连接电脑或平板，用于实时数据采集和绘图）4。4.学习任务单（包含温度记录表、温度分类任务、温度比较探究任务）。（二）学生准备1.课前小调查：收看中央电视台《天气预报》节目，记录3个自己感兴趣的城市的最低气温和最高气温。2.预习课本，提出一个自己关于“温度”最想知道的问题。五、【重中之重】教学过程设计与实施（一）情境导入：招募“红领巾气象播报员”（预计5分钟）1.【创设真实任务】上课伊始，教师播放一段没有声音的天气预报视频，画面依次显示哈尔滨、北京、上海、海口四个城市的风景图片及温度信息（例如：哈尔滨15℃~5℃，北京2℃~5℃，上海3℃~8℃，海口18℃24℃）。2.教师提问：“同学们，学校红领巾广播站要招聘一名气象播报员，需要把这段天气预报准确地播报出来。可是画面没有声音，你能帮帮老师，把画面里的温度信息记录下来，然后试着播报吗？”53.【暴露前概念】学生在学习任务单上用自己的方式记录温度。教师巡视，收集有代表性的记录方式。预设学生可能出现以下几种记录方式：方式一：文字描述型：“哈尔滨零下15度到零下5度”方式二：符号创造型：“哈尔滨↓15°↓5°”或“哈尔滨15°~5°下面画横线”方式三：生活模仿型：“哈尔滨15℃~5℃”4.教师将几种典型记录展示在黑板或屏幕上，组织学生进行评价：“你认为哪一种记录方法最简洁、最清楚？为什么？”5.【引出课题】学生通过比较，自然会认同第三种“15℃~5℃”的表示方法既简洁又准确。教师顺势揭示课题：看来，要想成为一名合格的气象播报员，我们需要先来学习关于“温度”的知识。（板书：温度）（二）探究新知（一）：符号化思想——创造并规范“零上”与“零下”的表示方法（预计10分钟）1.【重要·辨析符号的意义】聚焦“2℃”与“2℃”。（1）教师在黑板上写下“2℃”和“2℃”，提问：这两个温度一样吗？有什么不同？（2）学生回答：一个是零下2度，一个是零上2度。一个冷，一个暖和。（3）教师小结并规范读法：“2℃”表示零上2摄氏度，也可以简说为2摄氏度，通常读作“二摄氏度”；“2℃”表示零下2摄氏度，读作“负二摄氏度”或“零下二摄氏度”。强调：“”在这里不是减号，而是表示“零下”的状态符号，不能省略。2.【基础·类比迁移】完善其他城市的温度表示。引导学生将黑板上的其他城市温度，都统一用这种“+”（可省略）或“”的符号形式进行改写。如：上海3℃~8℃，海口18℃~24℃。并请几位学生尝试用新学的读法进行播报。3.【非常重要·体会符号产生的必要性】组织学生讨论：为什么我们要发明用“”这个符号来表示零下温度？如果没有这个符号，会带来什么麻烦？学生通过讨论意识到，随着对世界认识的深入，我们遇到的量不再都是“越来越大”，还有“相反意义的量”。用符号来区分它们，是人类数学智慧的结晶，体现了数学的简洁美和精确性。（三）探究新知（二）：几何直观与科学原理——探秘温度计（预计12分钟）1.【难点·认识0℃的基准作用】初识温度计。（1）教师分发实物温度计（每组一个），引导学生观察：“请同学们仔细观察温度计，它由哪几部分组成？（玻璃管、刻度、液柱、液泡）上面的数字是怎样排列的？”（2）学生汇报，教师结合课件动画总结：温度计上的刻度是均匀的，有一个非常重要的分界线——0刻度线。向上数字越来越大，表示零上温度；向下数字越来越大，表示零下温度。2.【跨学科融合·科学实验】探究0℃的由来。（1）任务驱动：“我们知道0℃是水和冰的分界线，那么0℃究竟是怎么确定的呢？让我们通过一个小实验来揭秘。”（2）小组实验：每组将普通温度计的液泡分别放入装有温水、冷水和冰水混合物的烧杯中，观察液柱的变化和最终稳定后的读数。（3）汇报发现：学生发现，温度计放入温水中，红色液柱上升；放入冷水中，液柱下降；放入冰水混合物中，液柱稳定在0℃的位置。（4）【重要】教师讲解科学原理：科学家把标准大气压下，冰水混合物的温度规定为0℃；把标准大气压下，水沸腾时的温度规定为100℃。0℃是零上温度和零下温度的分界点，它既不是正数也不是负数。23.【难点突破·数字化赋能】在模型上标注温度。（1）教师在大屏幕上出示“数字化可视化温度计模型”。提问：谁能上来把北京的2℃标在这个大温度计上？（2）学生上台拖动液柱。教师在学生操作时引导全体学生观察：是从0刻度开始，向上找还是向下找？要向下数几格？（3）强化练习：在任务单上的静态温度计图片上，分别标出哈尔滨15℃、上海3℃和海口的24℃。教师巡视，重点指导零下温度的标注方法，强调“0”是起点。（四）探究新知（三）：模型应用与深度思辨——比较温度的高低（预计10分钟）1.【热点·真实问题】制造认知冲突。教师利用情境提问：北京的冬季，最高气温是2℃，最低气温是5℃。你觉得哪一个是更冷的温度？为什么？学生根据生活经验能答出：5℃更冷。2.【重要】探究比较方法。教师追问：“你能利用手中的温度计模型，或者结合生活经验，向你的同桌解释为什么5℃比2℃小（更冷）吗？”学生小组讨论，教师参与其中，引导学生从多角度思考。预设生成：（1）生活经验法：衣服要穿得更厚，水结的冰更厚。（2）温度计观察法：在温度计上，5℃的液柱比2℃的液柱更低。（3）数轴感知法：温度计就像一个竖起来的数轴，0在上面，越往上温度越高，越往下温度越低，所以5在2的下面，5更小。3.【难点】归纳总结规律。教师根据学生的汇报，抽象出数学模型：在温度计上，以0℃为分界线，越往上温度越高，越往下温度越低。所以，零上温度都大于0℃，零下温度都小于0℃。比较两个零下温度，离0越远的数反而越小。例如：5℃<2℃。4.即时练习：比较下列几组温度的大小（用手势判断）。5℃○0℃；8℃○3℃；0℃○10℃；哈尔滨15℃○北京2℃。（五）巩固应用：小小气象分析师（预计5分钟）1.【地理融合·数据分析】呈现“我国冬季某日部分城市气温统计表”，不仅包括之前四个城市，再加入拉萨、昆明等城市。2.小组合作完成以下任务：（1）按温度从高到低给这些城市排排队。（2）【跨学科思考】观察南方城市和北方城市的温度，你有什么发现？为什么会出现这种现象？（引导学生从地理纬度角度简单思考，体会我国地域辽阔，激发爱国情怀）（3）温差计算：算出你最喜欢的那个城市这一天的温差（最高温与最低温的差）。（六）【非常重要】课堂总结与拓展延伸（预计3分钟）1.回顾梳理：今天我们通过“温度”认识了哪一位数学新朋友？（负数）你有哪些收获？还有什么疑问？2.知识图谱构建：引导学生将本节课的知识点（温度的读写、0℃的意义、比较大小）用思维导图的形式在脑中或本子上呈现出来。3.【跨学科拓展·劳动教育】布置实践性作业。（1）【基础】回家用今天学到的知识，为家人准确播报明天的天气。（2）【难点】小小园艺师：小明养了一盆对温度很敏感的花，它只能在5℃以上的环境中生存。今天晚上最低气温将降至2℃。请你结合科学课上学过的“热传递”和“insulating”知识，为小明设计一个给花盆保暖的方案，并用数学语言解释你的方案为什么有效。（提示：可考虑覆盖干草、塑料袋、搬到室内等方式，引导学生用温度高低比较的数学语言解释方案的科学性）【设计意图：将数学知识应用于劳动与科学实践，解决真实的生活问题，打通学科壁垒，实现从“解题”到“解决问题”的转变。】六、板书设计：思维的可视化呈现（左侧区域：核心概念）（中间区域：模型建构）（右侧区域：规律总结）温度温度计模型规律零上温度：+2℃（2℃）↑高（热）零上温度>0℃读作：二摄氏度0℃：分界点——0℃0℃是基准零下温度：2℃↓低（冷）比较零下温度：读作：零下二摄氏度5℃<2℃（离0越远，温度越低）（下方贴学生代表作品：标注的温度计）七、【重要】教学反思与预设（基于生成性视角）（一）预设与生成的调控策略1.关于符号的创造：在“用自己的方式表示温度”环节，学生可能会创造出千奇百怪的符号。教师不应直接否定，而应珍视这些“原始创新”，引导学生在交流碰撞中感受到人类创造符号的历程，从而更深刻地理解“”号作为通用符号的优越性。2.关于0℃的迷思：