北师大版小学数学四年级上册《温度》核心素养导向教学设计

北师大版小学数学四年级上册《温度》核心素养导向教学设计一、教学内容与课标解读本课是北京师范大学出版社出版的义务教育教科书《数学》四年级上册第七单元“生活中的负数”第一课时《温度》的教学内容。在小学阶段，“数与代数”领域经历了从自然数到分数、小数，再到负数的扩展过程。本节课是学生第一次接触负数，是数概念认识的一次重要拓展，具有承前启后的里程碑意义。在此之前，学生已经认识了自然数、分数和小数，初步建立了数感；在此之后，学生将以此为起点，进一步学习用正负数表示生活中的相反量，如海拔高度、收支盈亏等。因此，本课不仅要让学生学会温度的读写与比较，更要让学生经历负数的产生过程，体验数学符号的简洁与严谨，为后续学习奠定坚实的基础。2022年版《义务教育数学课程标准》在“数与代数”领域指出，要结合具体情境，引导学生初步认识负数，理解负数的意义，能用正负数表示生活中具有相反意义的量。课标特别强调，负数的教学要基于学生的生活经验，让学生在熟悉的情境中感受引入负数的必要性，避免抽象的、纯形式化的概念灌输。据此，本课的教学设计将紧扣“温度”这一生活原型，以“冷热感受”为认知起点，以“符号创造”为思维主线，引导学生在真实问题驱动下，经历“感知—表征—抽象—应用”的完整学习过程，从而在掌握知识与技能的同时，发展符号意识、数感和几何直观，培育理性精神和应用意识。二、学情与学材分析【基础】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。他们具备了一定的生活经验，几乎每天都会接触到天气预报，对“零下温度”“零上温度”“摄氏度”等词汇耳熟能详，甚至能大致判断温度的冷热程度。这种基于生活经验的“前概念”是本课教学的宝贵资源。然而，学生的认识往往是模糊的、零散的，甚至是错误的。例如，有的学生可能会认为“2℃”比“5℃”冷，因为2比5小；有的学生可能会混淆“零下温度的数值越大，温度越低”这一逆向关系。这些认知冲突恰恰是教学的契机。此外，学生已经积累了丰富的数数经验，知道数字越大，数量越多。但这一经验在遇到负数时遇到了挑战：在零下温度中，数字（绝对值）越大，温度反而越低。这种“逆向思维”是学生学习本课的最大障碍。因此，本课的教学设计必须借助直观模型——温度计，将抽象的数与具体的“高度”对应起来，让学生在观察、操作、想象中，逐步建立起数轴上的“序”的概念。基于以上分析，本课的教学资源选用上，坚持“直观性”与“结构性”并重：以动态课件呈现温度计液柱的升降，以可操作的学具温度计让学生在动手实践中感悟规律，以层次递进的生活化问题串驱动思维不断深入。三、教学目标与核心素养基于课程标准和学情分析，本课确立了以下四个维度的教学目标，力求实现知识技能与核心素养的深度融合：【非常重要】（一）知识与技能目标1.结合具体情境，了解天气预报中零下温度的表示方法，能正确读写温度，如“5℃”读作五摄氏度，“5℃”读作零下五摄氏度或负五摄氏度。2.认识温度计，知道0℃是零上温度和零下温度的分界点，能在温度计上正确辨认和标记指定的温度。3.掌握比较两个零下温度高低的方法，能正确比较正数、0、负数之间的大小关系，并能解决简单的实际问题。【重要】（二）过程与方法目标1.经历用不同符号表示零下温度的探索过程，通过对比、分析、优化，体会用数学符号“”表示负数的必要性和简洁性，发展符号意识。2.借助温度计模型，通过观察、操作、想象，在“数”与“形”的结合中理解温度的高低顺序，初步感知数轴上的“左小右大”关系，发展几何直观。【基础】（三）情感态度与价值观目标1.在探究活动中，感受数学与日常生活的密切联系，增强学习数学的兴趣和应用意识。2.通过介绍极端气温、全球变暖等素材，拓宽学生的科学视野，渗透环保教育，培育社会责任感。【高频考点】（四）教学重点与难点重点：正确读写温度，会比较两个零下温度的高低。难点：理解温度计上“数值越大，温度越低”的逆向关系，构建正、负数的大小序列。四、教学设计理念与课堂结构本课以“生本课堂、深度学习”为核心理念，采用“问题链+活动链”双线并行的教学结构。整体设计遵循“从生活走向数学，从直观走向抽象，从理解走向应用”的认知路径，通过五个环环相扣的教学环节，实现知识的自主建构与素养的落地生根。第一环节：情境导入，唤醒经验——以“猜温度”游戏引发认知冲突，激活生活储备。第二环节：探究新知，建构概念——以“任务驱动”为主线，分三个层次推进：（1）制造矛盾，引入负数；（2）直观建模，认识温度计；（3）多维辨析，比较大小。第三环节：巩固练习，深化理解——设计基础性、变式性、拓展性三级练习，实现全员达标与个性发展。第四环节：实践应用，解决问题——结合旅游情境，让学生用所学知识解决实际问题，体会数学价值。第五环节：回顾反思，总结提升——引导学生从知识、方法、情感三个维度进行梳理，构建认知图式。五、教学准备教具准备：多媒体课件（包含动态温度计、天气预报视频）、大号磁性教具温度计、磁力贴片。学具准备：每小组一个可活动的纸质温度计模型（红色液柱可上下抽动）、学习任务单。课前活动：布置学生收看中央电视台天气预报，记录三个感兴趣城市的最高气温和最低气温，并尝试用自己的方式记录下来。六、教学实施过程（一）创设情境，引入新知——游戏激趣，制造冲突1.游戏导入：我说你猜师：同学们，上课前我们先来玩个游戏。老师说出一个词，你们说出意思相反的词。（师说：高、大、上、左、收入……生对：低、小、下、右、支出……）师：生活中有很多这样具有相反意义的量。今天，我们就走进一个充满相反意义的量的领域——温度。（板书课题：温度）2.情境冲突：无法表示的尴尬师：同学们都看过天气预报，谁想来当播报员，播报一下老师收集的这组天气信息？（课件出示：北京，最高气温零上5摄氏度，最低气温零下2摄氏度。）指名两位学生尝试播报，教师及时鼓励。师：刚才大家说得非常好。现在，老师有一个挑战：请你把这两个温度记录下来，写在本子上，比一比谁的方法既清楚又简洁。（学生自主尝试记录，教师巡视，收集典型作品。）3.展示交流，初步感受符号化思想师：我们来看看这几位同学是怎么记录的。（展示预设作品：①用汉字“零上5度，零下2度”；②用箭头“↑5℃，↓2℃”；③用颜色“红5℃，蓝2℃”；④用符号“+5℃，2℃”。）师：大家觉得哪种方法最好？为什么？生1：汉字的方法很准确，但是写起来太慢了。生2：箭头的方法很形象，向上表示热，向下表示冷，但是不知道箭头代表什么意思的人可能会看不懂。生3：用“+”和“”的方法最简洁，一看就明白。师：同学们的分析非常有道理。在数学上，为了简洁、统一地表示这种具有相反意义的量，我们通常用带“+”和“”的数来表示。零上5摄氏度，记作“+5℃”或“5℃”，读作“正五摄氏度”或“五摄氏度”；零下2摄氏度，记作“2℃”，读作“负二摄氏度”或“零下二摄氏度”。（板书规范写法与读法）【设计意图】从“相反游戏”导入，渗透“相反意义的量”这一核心概念。让学生亲身经历记录温度的探索过程，在对比中体会统一符号的必要性，将“要我学”转化为“我要学”，自然而然地引出负号，深刻理解其作用。（二）直观操作，探究新知——数形结合，突破难点1.认识温度计，建立直观模型【基础】师：刚才我们学会了用数字符号记录温度。可是，温度到底是多少，我们用什么工具来测量呢？（生：温度计）师：老师带来一个大温度计（出示磁性教具）。仔细观察，你发现温度计上有什么？生1：有数字，最下面是20、10，中间是0，上面是10、20、30……生2：有刻度线，每个大格中间还有小格。生3：有一根红色的柱子（液柱），它会上升和下降。师：观察得真仔细！这跟红色的液柱就是我们看温度的关键。现在，老师想请你在上面找出0℃的位置。（学生上前指认0刻度线）师：为什么0℃这么重要？生：因为0℃是水和冰混在一起的温度，它把温度和温度分开了。师：说得太好了！0℃是零上温度和零下温度的分界点。（板书：0℃分界点）它不像我们以前学的0表示没有，这里的0℃表示一个具体的、实实在在的温度——冰水混合物的温度。2.在温度计上找温度，建立“序”的概念【重要】师：现在，请同学们拿出小组的学具温度计，我们一起来玩“我说你拨”的游戏。（1）拨出5℃。学生操作，教师巡视。指名展示：从0℃往上数5格。（2）拨出5℃。学生操作，对比发现：从0℃往下数5格。师：同样是数字5，为什么位置却一上一下，截然相反？生：因为“+5”是零上，在0的上面；“5”是零下，在0的下面。上面的温度热，下面的温度冷。师：这个发现太关键了！温度计上的“上”与“下”，正好对应了零上与零下，也对应了热与冷。3.探究比较大小，攻克核心难点【难点】师：掌握了找温度的方法，我们来挑战一下“比较大小”。请看大屏幕（课件动态演示）。（1）比较正数和0：5℃○0℃生：5℃>0℃，因为5℃在0℃的上面，比0℃热。（2）比较负数和0：5℃○0℃生：5℃<0℃，因为5℃在0℃的下面，比0℃冷。（3）比较两个负数：5℃○2℃（此时，学生中可能会出现两种声音：有的说5℃大，因为5比2大；有的说5℃小，因为5℃更冷。）师：看来大家有不同意见了。真理越辩越明，我们请“温度计”来当裁判。（课件动态演示：在温度计上分别闪烁5℃和2℃的位置。）师：仔细观察，哪个温度在下面？哪个温度在上面？生：5℃在下面，2℃在上面。师：在温度计上，位置越往上，温度越怎样？位置越往下，温度越怎样？生：越往上温度越高，越往下温度越低。师：所以，5℃和2℃谁大？生：2℃大，5℃小。师：那为什么有的同学一开始觉得5℃大呢？生：我们只看数字5和2了，忘了看负号，忘了它们是在零下的。师：说得好！所以比较两个零下温度的大小，我们不能只看数字，更不能觉得数字大的温度就大。而是要借助温度计，或者想：哪个温度离0℃更远，更往下，哪个温度就更低。也就是：在零下，数字越大（离0越远），温度反而越低。（教师顺势板书：5℃<2℃，并归纳口诀：零下温度，数越大，天越冷。）【设计意图】此环节是本课的“心脏”。通过学具操作、动态演示、认知冲突、合作辨析，将抽象的“负数大小比较”转化为直观的“位置高低比较”。学生不仅“知其然”，更“知其所以然”，深刻理解了温度计上“数”与“形”的对应关系，为后续学习数轴奠定了坚实的直观基础。（三）分层练习，巩固内化【高频考点】师：掌握了方法，我们来接受几轮挑战！第一关：基础关——我会读，我会写（面向全体，快速反馈）（课件出示四个温度计图，液柱分别指向40℃、15℃、0℃、30℃）学生独立写在任务单上，同桌互批。重点强调：0℃的写法，15℃的读法。第二关：变式关——我会比，我会判（突出重点，突破难点）（1）在圆圈里填上“>”“<”或“=”。①5℃○10℃②0℃○8℃③12℃○20℃④3℃○3℃指名回答，并说出比较的方法。（鼓励学生用多种方法：看温度计、想冷热程度、与0比较）（2）火眼金睛判对错。①今天北京气温15℃，很暖和。（）②8℃比6℃温度高。（）③零下温度，数字越大表示温度越低。（）第三关：应用关——我会排，我会用（综合运用，发展思维）课件出示：哈尔滨22℃、北京8℃、上海5℃、广州15℃。师：这是我国四个城市某一天的最低气温。如果你是旅行家，想去最冷的地方看冰雕，该去哪个城市？想去温暖如春的地方度假，又该去哪个城市？生：看冰雕去哈尔滨，度假去广州。师：请按从北到南的顺序，也就是从气温低到气温高的顺序，把这四个城市的气温排列出来。（学生独立完成：22℃<8℃<5℃<15℃，然后全班交流排序策略。）【设计意图】练习设计体现层次性、趣味性和生活性。从单一的读写到复杂的比较，再到解决真实问题，思维梯度层层递进。特别是判断题和排序题，暴露学生的思维过程，强化对“零下温度逆向比较”的理解。（四）回归生活，拓展延伸师：其实，负数并不神秘，它就在我们身边。除了温度，生活中你还见过用负数表示的量吗？（学生举例：海拔高度、楼层、银行卡余额、电梯按钮……）师：老师也带来一组资料。（课件出示：珠穆朗玛峰海拔+8848.86米，吐鲁番盆地海拔155米；超市盈利+50万元，亏损20万元。）师：正数和负数是一对“好朋友”，它们表示的意义正好相反。没有负数，我们就无法简洁地描述这些相反的量。【设计意图】打通学科壁垒，将数学知识与地理、经济等常识融合，让学生深刻体会到负数的普适性，感受数学的广泛应用价值。（五）课堂小结，梳理提升师：同学们，这节课我们一起走进了“温度”的世界，也初步认识了“负数”这个新朋友。回过头来看看，你有什么收获？引导学生从三个角度总结：知识上：学会了温度的读写，知道了0℃是分界点，学会了比较温度的高低。方法上：学会了借助温度计这个“小帮手”，把抽象的数字变成看得见的高低。情感上：感受到数学就在生活中，数学符号真是既简洁又伟大。七、板书设计温度（一）表示方法零上5摄氏度记作：5℃或+5℃读作：五摄氏度（热）零下2摄氏度记作：2℃读作：零下二摄氏度（冷）（二）认识温度计↑上：温度高0℃——分界点（冰水混合物）↓下：温度低（三）比较大小5℃>5℃2℃