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G3:我们来丈量世界(之六):重量和整合

来源:花图问答

测量板块总结:重量测量和整合度量衡

测量板块系列文章

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五、重量测量

重量是第一个测量板块的最后一个主题了,也是一个要整合度量衡的板块。

重量 vs. 长度/容积

这部分是我的个人看法,供参考,欢迎探讨。

长度和容积测量都可以说是从“意志”启动,经由“感受”,而生发了“思考”的过程。在意志活动中生发和积累的感受和经验,进而引发思考。其中“意志活动”是核心,是“Feeling-Willing”中的启动剂,在大量的实践中,孩子滋生出了“胜任感和满足感”。

但重量会有些大同而小异,虽然仍是“意志-情感-思考”的学习生成路径,但它更多是从“感受+意志”出发的,并经由“意志”和“思考”,最终又回到了“感受”。“感受”是核心,是“Feeling-Willing”的“催化生成剂”。所以,重量主题是一个非常合适的“小结性”或者说“整合式”的测量主题。

重量测量在最初引入时,希望孩子体验到的是:“重量是一种感觉,这种感觉更个体化”。这与长度和容积不同,它们可以依赖视觉或触觉去感受,结果上也更客观更容易趋于一致。但“沉重”还是“轻松”则需要全身心共同感受,其结果也更偏重于个性化。

重量与质量的关系

我感觉,三年级的“重量测量”不能拔高为“质量测量”(尽管物理上后者更精确)。对孩子而言,重量就是一种轻重的感觉,是与我相关的。这种“外在的感知”呼应了“孩子的内在感受和感官”,最终我们希望孩子能将其感受的一部分引向“衡”。是的,从二年级我们就开始在两极中摆动,而三年级的“我”的出现,就是“天”、“地”之外的“人”。“我”如何去平衡调谐,是人一生的功课。

十二感官中的平衡觉对应的品质就是“和谐”,这也是全人教育的目的之一。Anyway,这只是我们的希望,我们怀着这种意识去设计教学环节、教学活动,但不能说破,因为品质都是生长出来的,它基于体验的丰盈鲜活,而“说教”则是人性品质生长的盐碱地!

然后,我们仍然可以通过“意志”-“感受”-“思考”的路径,理解“重量”是可以被认识,被度量,并且可以达成一致的。至于“质量”这个词,我感觉还是过于分离和客观,留待六七年级的“Mechanics”吧。

5.1 引入

事先找来两个一模一样、四四方方的包,分别塞满了“轻轻”的东西和“沉重”的东西。它们外观上看上去一样大,但分量相差很大。(所有这些孩子不知道)

中午吃饭前,装作不经意把它放在教室中间。大家感恩之前,装作很随便的叫一个孩子,把它拿开。这时戏剧化的效果就出现了!

每个人都非常感兴趣,都要排队去掂量一番。很好!这就是重量测量的开始。

“感兴趣的活动” + “似是而非的理解”,简直就是教学绝佳出发点了。

5.2 实践

第二天主课,问问大家昨天提包的事?

  • 在提之前,靠眼睛看能区分轻重吗?
  • 提的时候,你能区分得清轻重吗?

能感受轻重,说明我们的身体就是一杆秤。然后请孩子来掂量和比较身边的物品:蜡块,彩铅,笔袋,练习本,主课本,书桌,马步凳....。看看孩子能否通过自己的掂掇来区分轻重,甚至排出轻重顺序。

然后请他们来掂量彼此的体重。请两个孩子到前面来,请其他来自来抱一抱,说一说“你觉得谁重?”孩子们会发现几乎所有的孩子都会取得一致的看法。(也有个别孩子会说自己掂的时间短,感觉不太明显)

然后我们很自然的得到一个结论:“我的身体是杆秤。”同样,当我们把我们做过的活动都记录下来的时候:“提包,抱人,抬桌子,搬椅子,掂量,掂掇”。孩子们发现他们都是“手家族”的,这时候他们就更能理解身体是杆秤,能”掂斤估两“”。

接下来就可以逐渐延伸到自然物工具了。我们用到了跷跷板,衣架,杆秤,台秤,挂秤,天平等工具,他们都可以区分轻重。用的最多的是“中国传统的杆秤”,我来操作,让他们仔细观察,不同重量的物体是如何用秤(秤砣)来平衡的。“权与物钧而生衡”,让他们仔细感受。在实践几天之后,请孩子把用过的主要衡器画下来。


衡器们

并且要求每个孩子都需要自己做一杆秤。这时候的秤需要孩子根据观察制作,包括秤杆,提扭,挂钩和秤砣四部分就行,不需要有刻度(有后续):

每人都要自制杆秤

而在木工课上,孩子在不知情的情况下,正在分组制作天平的各个部件。这些意志性的工作对他们后期生成对重量测量的感受很有帮助。

天平 vs 杆秤

在天平和杆秤都做好之后,我们在使用和称量时,孩子很快就发现了“天平”与“杆秤”在使用时有着显著的不同:

  • 天平需要一组砝码才能称重;杆秤只需要一个秤砣(权);
  • 天平要称重,必须有与称重物相同重量的砝码才行;但杆秤只需要移动秤砣的位置;
  • 天平操作相对麻烦些;杆秤则快捷一些。
  • 天平不好携带;杆秤好携带;

孩子通过比较,对两种衡器都饶有兴趣。于是就对发明它们的人感了兴趣。
他们问我:“天平是谁发明的?”“杆秤是谁发明的?”
我在课堂上答不上来。
他们便给我布置家庭作业:“记着啊,回去弄明白了给我们讲!”

后来回去查了查,告诉他们。天平是很早之前就在埃及(这里只说是一个国家,不延伸。回头到了第二个希伯来板块还有Exodus会再次听到这个国家的名字)发明的,外国(西方)用的比较多。我们国家很早也有类似的,但是一是没有他们早,二是后来就主要用杆秤了。

杆秤我就直接告诉他们,是一个叫做范蠡的古代人发明的,也没有延伸,感觉三年级的孩子也没有深究的欲望,他们知道名字就很满足了。但是就会有孩子赞叹:“中国人真是聪明啊,发明了杆秤!”

在我看来,天平和杆秤真是完美的阐释了东西方文化和哲学。

  • 天平精确,一丝不苟,测量需要等价物(等重的砝码,不计游标),隐含着“公平”、“精准”、“契约”、“法度”等西方精神。
  • 而杆秤则只需要秤砣(秤砣虽小压千斤),移动秤砣就能称量,平衡时也可以有少许的不准确,隐喻着“平衡”,“灵活”,“变易”,“和谐”等东方哲学。

当然,所有这些不需要说给孩子。但天平和杆秤和他们最终还会在高年级数学和物理中再次相会。

5.3 建构

重量的测量主题,即与感受紧密相连,也需要孩子很多的思考。

既然有了秤和天平,可以“分辨轻重”,但我们还需要知道“到底有多重”?也就是需要引入重量单位了。在我看来,相较于度量,重量工具和重量单位则更为抽象和专用化。比如:

  • 步子或尺可以度量长短,但还可以做别的(行走或取直划线);
  • 升斗可以测量多少,但也可以就是盛东西做容器。
  • 但重量单位或工具,例如杆秤,砝码,秤砣,似乎生来就是做这个的。其所代表的单位也更为抽象一些。

国王分半和墨涵称象

为了让孩子理解这种抽象。便从“谜题”入手。一天放学讲了一个“张国国王”的故事。张国国王墨涵非常威严,为了搞清楚他的王国到底一年出产多少粮食,他便指定以他的体重作为“张国的重量单位:墨重”。一切都很顺利,大家做了1墨重的砝码,就可以称量粮食了。

有一天,他突然想到了一个问题,琢磨半天不得其解,便向全国征集答案:“如何能称量出半墨重来?”

将这个谜题作为思考题布置给了孩子们,让孩子们去思考。同时还有第二问:“有一个小国家很仰慕张国,送来了一头大象做礼物。国王知道大象比自己重,但还想知道具体有多少墨重?该如何称量大象呢?

第二天,大多数孩子思考出了分半的第一问;即如何量出“半墨重”。很多孩子举手回答了。

  • 贾九如的回答是:“因为国王真人不能割开,剖开人就死了,所以找石头做一个墨涵,然后割开就行。”
  • Demi则说:“赵国科技比较发达,有全套砝码。可以请张国国王墨涵到赵国来学习和称重,学习先进经验,然后带半墨重砝码回去就行。”
  • 黄宝宝贡献了一个“标准”答案:“请墨涵上天平左边,然后再右边加粮食,知道两边平衡。则目前的粮食是1墨重,然后让国王下来。把右边的粮食一点点往左边盘子装,知道两边平衡,此时两边都是半墨重,可以做半墨重的砝码了。”

关于第二问,如何测出大象的重量,很多孩子都说他们想了,但没想出来。最后还是张国国王墨涵自己回答出了自己的方法:“先做一个大秤,用粮食称大象,称量出大象那么重的粮食。然后自己坐在一个盘子里,不断地称出1墨重的粮食,直到称量完毕。此时就秤出了大象到底是多少墨重。 ”

然后大家就是开始讨论“是否可行”和“如何改进”。最后说可以参照第一问的方式,做出一整套砝码来(半墨重,1墨重,2墨重,4墨重,8墨重....),这样国王就不用坐在盘子里秤半天了。

这个故事被我命名为“墨涵称象”。等我赞叹过他们的聪明才智后,给孩子讲了《曹冲称象》的故事。

看得见,有情感的重量单位

有了这个“墨重”半抽象的重量单位概念,接下来就自然而然,水到渠成的介绍中国的重量单位“铢-两-斤-钧-石”,并同时介绍国际标准单位(SI)的“克-千克-吨”。因为中国古代重量单位也是从“黄钟之龠”出发来制定标准的,而且抽象的单位与具象联系起来,与数学联系起来。

黄钟之龠所容纳的1200秬黍,其重量规定为 12铢。两龠的秬黍重就成为。(顺便复习,两龠合起来容积是1合,重量是1两,体会汉字之美)。因为铢、两、斤、钧、石的进位比较复杂,所以只是提及不做要求。而克、千克、吨的进位比较简单,而且孩子在日常生活中也比较常见。

所以就决定“重量单位”的教学,更多的和操作,还有图景化的感受联系起来,而降低认知要求

首先,我列出了我们在日常背诵的《声律启蒙》《成语接龙》中的一些词语来讲解:“铢对两,只对双,华岳对湘江;铢积锱累,铢两相称,半斤八两,千钧一发,雷霆万钧”等等。(五铢


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其次,我们分别先通过实际比较和操作,把1铢=100秬黍;1两=2400秬黍等称量出,然后分别称量出(汉代的)一两约15克,一斤约240克。因为还比较抽象,所以一带而过,主要是观察天平的使用。

接着,分别要让孩子感受:

  1. 1克大概是多重?
    用天平比较1g和孩子带来的各种粮食,得出1克大概是4粒大红豆/黑豆;或2粒饭豆的重量,孩子都很喜欢苏糖带来的老外豆。(带来学校的豆子很大,她说是红豆,我说我见过大红豆,和赤小豆,没有见过这样的,估计是外来品种的,孩子们都很喜欢那个豆,起了个名字叫做“老外豆”。)

  2. 1千克大概有多重?
    我们也尝试称重了不少东西,最后发现我们班坐的马步凳差不多就是1千克(上下浮动不超过80克)。班里大元的自制马步凳最轻,只有443克,不到专用马步凳的一半重,甚至还没有有些孩子的高级转笔刀重,这个反差性的发现让孩子很兴奋。

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  3. 1吨大概有多重?
    一吨重,我一开始说一辆家用小轿车的重量大概是2吨多;孩子们没有感受。
    然后我想了想说:差不多是12个少华老师加起来的重量(我说复制12份,有孩子L5A23就立即说11份)孩子就开始惊叹;
    接着我说,我们全班24个孩子加起来的体重只有半吨重。乐知五期全部孩子47个孩子加起来的体重约是1吨重。孩子们立马惊呼起来。但也随后马上热议二班的某某有96斤重······

5.4 延伸与整合

自以为在重量测量板块做的最好的就是延伸和整合。

  • 把认知延伸到感受和图景中;
  • 把度量衡的测量整合起来,把意志情感思考整合起来。
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因为我们利用“黄钟”和“秬黍”把度、量、衡都联系起来了。这也给我了一个灵感:利用这个粮食把度量衡整合起来,把“意志-情感-思考”也整合起来,这部分主要体现在:
(1)“一千克黑豆短跑赛”,“一千克绿豆短跑赛”;
(2)做天平的砝码和尝试做杆秤的刻度;

一千克黑豆锦标赛

之前我们在长度测量主题,曾经即兴举办过“1引长短跑赛”。深受孩子欢迎。在重量测量板块,我们在“一克到底是多重”时,曾经用天平比较:1克大约是4粒黑豆的重量。

因为这是孩子们带来较多的豆类,所以我们决定数一数“1千克黑豆”到底有多少。没想到孩子们对于数数还有那么大的兴趣。我们数出来200克左右的黑豆,大约是800粒,容积为250毫升。然后我们出去到操场上把黑豆排成一排(想之前做黄米尺那样)。排好后,先用我的正常步去测量:45个正常步;然后请孩子用皮尺测量:约28米左右。


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好,有了距离,我们准备赛跑啦。

这样我们就把

  • 1千克黑豆(重量)
  • 约4000粒黑豆(数数)
  • 1250毫升黑豆(容积 )
  • 约45个老师正常步,约合28米(长度)
  • 兴奋,感兴趣,期待和喜欢(情感)
  • 摆豆子,赛跑,呐喊,冲线!(意志)
  • 做主课本(整合,建构)

全部延伸和整合起来了。孩子们欲罢不能啊,过了一天还举办了“1千克绿豆短跑赛”(孩子又不知疲倦的数数到6000多)。


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第二次绿豆短跑,就全程孩子自己张罗了。我多是旁观。


准备1千克绿豆短跑赛

天平的砝码和杆秤的刻度

孩子们会用天平和杆秤了。那么需要给自己的天平配上砝码,给杆秤加上刻度。请注意,这个工作我定义为扩展活动。即参与活动就好,不要求任何结果。

这个过程类似“统一度量衡”。
(1)老师给出1两重的砝码。
(2)各组利用这个1两重的砝码,要用自己的陶泥(做泥塑比较多,正好顺手做陶泥)做出:“1两,2两,3两,....,1斤”等10个一套的砝码来。
(3)然后再利用这些做好的砝码,来为杆秤做好刻度。

中间过程暂且不表了。分组活动总是活泼热闹的,但这个工作包含了不少审美,数学,动手,思考...。孩子们还是是不是需要老师去示范的。如有疑问,我只示范过程,争取不多做讲解。还可以带回家去做。做好了,拿过来给大家分享下。不明白,没做好也没关系。

下面是我们的发现和结果:

  • 各种各样形状的砝码:有仿砝码带提钮的,有类似金条带标记重量的,有类似秤砣的,还有就是一团泥疙瘩,时间长了,忘了那团是几两了。
  • 陶泥砝码干了就不准了,变轻了。
  • 各式各样的刻度。有很均匀的,也有很不均匀的。而且你知道吗,有的刻度会跑到挂钩那边,也就是秤砣和挂钩都会跑到杆秤提钮的另一侧。不可思议吗?我一开始也这么想,这就是大脑袋的坏处!
  • 标上刻度的杆秤就像一把尺子!

经过这一系列的活动,在测量板块的最后,孩子们对天平和杆秤就有很大的感受:

  • 外国人用天平量重量,要等重的砝码。
  • 中国人的杆秤只需要一个秤砣,而且把称重量转换成了看尺子!

大家一起赞叹我们中国人的智慧。嗯,很好的收尾。

综合学习

在测量板块的学习中,我们玩了很多游戏,做了很多事情,遇到和思考了很多问题,也把很多问题都联系到了一起。
例如:烹饪做了两次玛芬蛋糕(第一次:身体度量和自然物度量;第二次:精确度量;),做了一次姜饼屋(精确度量)


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这些问题的答案并不重要,重要的是我们有过自己的思考。这为高年级的探索做了很好的铺垫;

包括:黄钟与度量衡,长度(视觉和直观);容积(触觉,固体,液体,容器);容积的实用工具(与粮食、烹饪);容积和储存的关系;重量和运输的关系;从容积到重量背后的原因;重量也是一种感受;砝码和秤砣是为了测量而发明的;一千克黑豆短跑把所有的度量衡都联系起来了;手工制作、农耕和希伯来都在测量板块中反复呼应;天平和秤太有趣了。

这里就不再赘述了。

教学点(略)