MathIt Blog

Czym jest oś liczbowa i jak dziecko korzysta z niej od liczenia do liczb ujemnych

Autor: Laura Bennett, MathIt · Opublikowano · czas czytania: 11 min
Pasek jasnej taśmy malarskiej na jasnej drewnianej podłodze w kuchni z małymi drewnianymi klockami ustawionymi w równych odstępach, nad taśmą podskakujący dziecięcy pastelowy but, w tle noga krzesła i ołówek.

Co to jest oś liczbowa?

Oś liczbowa to prosta, na której liczby leżą po kolei w równych odstępach, z zerem jako punktem odniesienia, większymi liczbami po prawej i liczbami ujemnymi po lewej stronie zera. Dzieci używają osi liczbowej do doliczania, do dodawania i odejmowania skokami, do zaznaczania ułamków między liczbami naturalnymi, a później do porównywania liczb ujemnych.

W skrócie

  • Oś liczbowa to prosta z liczbami ustawionymi po kolei w równych odstępach, z zerem jako punktem odniesienia i większymi liczbami po prawej stronie.
  • Dziecko dodaje na osi liczbowej, zaczynając od pierwszej liczby i skacząc w prawo, a odejmuje, skacząc w lewo, więc 3 + 4 kończy się na 7, a 9 − 5 na 4.
  • Polska podstawa programowa wprowadza oś liczbową w klasach IV–VI dla liczb naturalnych, całkowitych i ułamków, a w klasach VII–VIII zaznacza na niej zbiory liczb, podczas gdy amerykański Common Core używa jej już od zerówki.
  • Najczęstszy błąd na osi liczbowej to liczenie kresek zamiast skoków, które daje wynik o jeden za duży albo o jeden za mały.
  • Zamalowane kółko na osi liczbowej oznacza, że zaznaczona liczba należy do zbioru, a puste kółko, że do niego nie należy.

Pasek taśmy na kuchennej podłodze, klocki w równych krokach i dziecko skaczące od jednego do drugiego: tak wygląda oś liczbowa, która towarzyszy zadaniom domowym przez całą szkołę podstawową. Pytanie „co to jest oś liczbowa?” pojawia się zwykle wtedy, gdy karta pracy mówi „rozwiąż na osi liczbowej”. Oś liczbowa to prosta z liczbami ustawionymi po kolei w równych odstępach, a dzieci używają jej do liczenia, skakania oraz zaznaczania ułamków i liczb ujemnych.

Co to jest oś liczbowa?

Oś liczbowa ustawia liczby po kolei w równych odstępach. Wikipedia opisuje ją jako graficzne przedstawienie prostej, które służy jako przestrzenny obraz liczb. Jeden punkt wybiera się jako 0, kreski po obu jego stronach leżą w równych odstępach, a strzałka pokazuje kierunek, w którym liczby rosną.

Na szkolnej osi liczbowej większe liczby leżą po prawej. Podręcznik OpenStax Prealgebra 2e podaje zasadę wprost: liczby dodatnie leżą na prawo od zera, a liczby ujemne na lewo od zera. Liczba po prawej jest zawsze większa od liczby po jej lewej stronie i dlatego oś liczbowa stoi za znakami większości i mniejszości.

Jak narysować oś liczbową, która działa

Oś liczbowa, która działa, ma cztery elementy: zero, równe odstępy, kreski i strzałkę. Narysuj od linijki długą prostą, dodaj grot strzałki z prawej strony, aby pokazać kierunek wzrostu liczb, i zaznacz 0 blisko lewego końca (albo pośrodku, gdy pojawią się liczby ujemne).

Rysuj kreski w tej samej odległości, na przykład co dwie kratki w zeszycie, i pod każdą wpisz jedną liczbę: 0, 1, 2, 3. W polskiej szkole długość jednego odstępu nazywa się jednostką. Każdy odstęp musi mieć tę samą długość, bo dziecko odczytuje odległość jako ilość.

Jak dodawać i odejmować na osi liczbowej krok po kroku

Oś liczbowa zamienia dodawanie w skoki w prawo, a odejmowanie w skoki w lewo, co pokazują przykłady 3 + 4 i 9 − 5.

  1. Znajdź start. Połóż palec albo kropkę na pierwszej liczbie: 3 dla 3 + 4, 9 dla 9 − 5.
  2. Wybierz kierunek. Plus oznacza skok w prawo, w stronę większych liczb. Minus oznacza skok w lewo, w stronę mniejszych liczb.
  3. Wykonaj skoki. Narysuj jeden łuk na każdą dodawaną albo odejmowaną jedynkę: cztery skoki w prawo od 3, pięć skoków w lewo od 9.
  4. Licz skoki na głos. Mów „jeden, dwa, trzy, cztery” w chwili, gdy skok ląduje, nigdy wtedy, gdy opuszczasz liczbę.
  5. Odczytaj miejsce lądowania. Cztery skoki od 3 kończą się w 7, więc 3 + 4 = 7. Pięć skoków wstecz od 9 kończy się w 4, więc 9 − 5 = 4.
  6. Sprawdź w drugą stronę. Zacznij w 7 i skocz 4 wstecz; znów powinieneś być w 3. To łączy dodawanie z odejmowaniem, tak jak rozkłady liczb.
Dwie osie liczbowe od 0 do 10: na górnej koralowa kropka w 3 i cztery koralowe skoki +1 kończące się pustym kółkiem w 7, z podpisem 3 + 4 = 7; na dolnej niebieska kropka w 9 i pięć niebieskich skoków −1 kończących się pustym kółkiem w 4, z podpisem 9 − 5 = 4.
Dwie osie liczbowe od 0 do 10: na górnej koralowa kropka w 3 i cztery koralowe skoki +1 kończące się pustym kółkiem w 7, z podpisem 3 + 4 = 7; na dolnej niebieska kropka w 9 i pięć niebieskich skoków −1 kończących się pustym kółkiem w 4, z podpisem 9 − 5 = 4.

Licz skoki, nie kreski

Zasada skoków to element, w którym dzieci mylą się najczęściej. Dziecko, które przy 3 + 4 liczy „3, 4, 5, 6”, dotykając kresek, ląduje w 6, o jeden za mało, bo policzyło punkt startu. Wynik to liczba przebytych odstępów.

Amerykańska zerówka ćwiczy już ten ruch. Standard Common Core K.CC.A.2 prosi dzieci, by liczyły dalej od podanej liczby, zamiast zaczynać od 1, a standard 1.OA.C.5 łączy liczenie z dodawaniem i odejmowaniem, na przykład przez doliczenie 2, aby dodać 2. Doliczanie od 3 do 7 to właśnie ten standard na osi liczbowej.

Poćwicz w aplikacji MathIt

Około 90 rodzajów gier matematycznych z adaptacyjnym poziomem trudności, codzienną praktyką i pojedynkami dla 2–5 graczy — za darmo na iOS i Androida.

Pobierz z App StorePobierz z Google Play

Oś liczbowa od zerówki do klasy 8

Oś liczbowa rośnie razem z dzieckiem: od toru do liczenia do prostej, na której mieszczą się ułamki zwykłe, ułamki dziesiętne i liczby ujemne. Tabela pokazuje amerykańskie klasy z Common Core i miejsce tego samego tematu w polskiej podstawie programowej matematyki dla szkoły podstawowej.

Klasa w USADo czego służy oś liczbowaPrzykładCommon CoreW Polsce
zerówkaDoliczanie od dowolnej liczbyStart w 5: 6, 7, 8K.CC.A.2edukacja wczesnoszkolna, bez osi w podstawie
1Doliczanie przy dodawaniu i odliczanie przy odejmowaniu8 + 3: skoki do 9, 10, 111.OA.C.5edukacja wczesnoszkolna, bez osi w podstawie
2Sumy i różnice do 100, pusta oś liczbowa38 + 25 = 632.MD.B.6klasy IV–VI, I.2: liczby naturalne na osi
3Ułamki jako liczby między 0 a 1¾ to trzy skoki po ¼3.NF.A.2klasy IV–VI, IV.7: ułamki zwykłe na osi
4Ułamki dziesiętne: części dziesiąte i setne0,62 leży między 0,6 a 0,74.NF.C.6klasy IV–VI, IV.7: ułamki dziesiętne na osi
6Liczby ujemne, liczby przeciwne, wartość bezwzględna, porządek−3 > −7, a odległość od 0 do −30 wynosi 306.NS.C.6, 6.NS.C.7klasy IV–VI, III.2: liczby całkowite na osi
6Podwójna oś liczbowa dla stosunków3 jabłka za 2 zł, więc 12 jabłek za 8 zł6.RP.A.3klasy VII–VIII, X.1: zbiory liczb na osi

W USA klasa 2 to moment, w którym oś liczbowa staje się narzędziem do większych sum. Standard 2.MD.B.6 prosi dzieci o przedstawianie liczb naturalnych jako długości od 0 na osi liczbowej oraz sum i różnic do 100 na osi. W tym miejscu dzieci poznają pustą oś liczbową: prostą bez podziałki, na której wpisują tylko potrzebne liczby. Polska podstawa programowa nie wymienia osi w klasach 1–3, a w punkcie I.2 dla klas IV–VI wymaga, by uczeń „interpretuje liczby naturalne na osi liczbowej”.

Dla 38 + 25 dziecko pisze 38, skacze +10 do 48, +10 do 58, +2 do 60 i +3 do 63. Dla 52 − 17 dziecko może doliczać od 17: +3 do 20, +30 do 50, +2 do 52, a 3 + 30 + 2 = 35. Skakanie dziesiątkami od dowolnej liczby to liczenie co kilka na prostej, a skok do najbliższej dziesiątki to obraz, na którym opiera się zaokrąglanie liczb.

Ułamki zwykłe i dziesiętne na osi liczbowej

Ułamki zaznacza się na osi liczbowej, dzieląc odcinek od 0 do 1 na równe części. Standard 3.NF.A.2 prosi uczniów amerykańskiej klasy 3, by rozumieli ułamek jako liczbę na osi liczbowej: odcinek od 0 do 1 to całość, podzielona na b równych części. W Polsce punkt IV.7 podstawy programowej mówi, że uczeń „zaznacza ułamki zwykłe i dziesiętne na osi liczbowej”. Dla ćwiartek podziel odcinek na 4 równe części: każda część to ¼, a trzy z nich kończą się w ¾.

Dwa skoki po ¼ lądują w tym samym punkcie co ½, więc 2/4 i ½ są równe. Cztery skoki kończą się w 1, a piąty w 1¼, za jedynką. Poradnik o ułamkach dla rodziców wyjaśnia słowa, które idą w parze z tym obrazem.

Ułamki dziesiętne przychodzą później. Standard 4.NF.C.6 prosi amerykańskich czwartoklasistów o zapis dziesiętny ułamków o mianowniku 10 lub 100, a jego przykład zaznacza 0,62 na osi liczbowej: 10 części od 0 do 1 daje części dziesiąte, a 10 części wewnątrz jednej dziesiątej daje części setne.

Liczby ujemne na osi liczbowej

Liczby ujemne leżą na osi liczbowej na lewo od 0, jako lustrzane odbicie liczb dodatnich. W amerykańskiej klasie 6 standard 6.NS.C.6 prosi uczniów, by przedłużyli znane osie liczbowe i układy współrzędnych na liczby ujemne oraz rozpoznawali przeciwne znaki jako położenie po przeciwnych stronach 0. W Polsce punkt III.2 dla klas IV–VI wymaga, by uczeń „interpretuje liczby całkowite na osi liczbowej”.

Liczby 3 i −3 są liczbami przeciwnymi: każda leży 3 odstępy od 0, po różnych stronach. Ta odległość to wartość bezwzględna. OpenStax definiuje ją jednym zdaniem: wartość bezwzględna liczby to jej odległość od 0 na osi liczbowej. Standard 6.NS.C.7 podaje przykład długu: saldo konta −30 zapisuje się jako |−30| = 30, wielkość długu.

Liczba po prawej jest zawsze większa, więc standard 6.NS.C.7 prosi o odczytanie −3 > −7 jako informacji, że −3 leży na prawo od −7, a −3 °C to cieplej niż −7 °C. Pełny zestaw zasad dotyczących znaków znajdziesz w poradniku o liczbach ujemnych.

Dwie osie liczbowe. Górna: prosta od −5 do 5 z dużym 0, lewa połowa zabarwiona na niebiesko, prawa na koralowo, niebieska kropka w −3 i koralowa kropka w 3, każda z klamrą oznaczoną 3 do zera. Dolna: prosta od 0 do 2 podzielona na ćwiartki z oznaczeniami 0, ¼, ½, ¾, 1, 1¼, 1½, 1¾ i 2, z trzema zielonymi skokami po ¼ od 0 do pustego kółka w ¾.
Dwie osie liczbowe. Górna: prosta od −5 do 5 z dużym 0, lewa połowa zabarwiona na niebiesko, prawa na koralowo, niebieska kropka w −3 i koralowa kropka w 3, każda z klamrą oznaczoną 3 do zera. Dolna: prosta od 0 do 2 podzielona na ćwiartki z oznaczeniami 0, ¼, ½, ¾, 1, 1¼, 1½, 1¾ i 2, z trzema zielonymi skokami po ¼ od 0 do pustego kółka w ¾.
Zagraj za darmo w przeglądarcePorównywanie liczbZerówka–klasa 1

Puste i zamalowane kółka na osi liczbowej

Puste kółko na osi liczbowej oznacza, że liczba w kółku nie należy do zbioru, a zamalowane kółko, że należy. Kółka pojawiają się wtedy, gdy oś pokazuje cały zbiór liczb, na przykład wszystkie liczby większe od 2. Wykres x > 2 ma puste kółko w 2 i strzałkę w prawo, bo 2 nie jest większe od 2.

Wykres x ≥ 2 ma zamalowane kółko w 2, bo „większe lub równe” wpuszcza 2. Używaj pustych kółek dla < i >, a zamalowanych dla ≤ i ≥. Polska podstawa programowa wprowadza to w klasach VII–VIII w punkcie X.1, gdzie uczeń zaznacza na osi liczbowej zbiory liczb spełniających warunek taki jak x ≥ 1,5, a w zapisie przedziałowym polska szkoła pisze ⟨2, +∞) dla x ≥ 2.

Ćwiczenia z osią liczbową w domu i jak sprawdzać postępy

Ćwiczenia z osią liczbową w domu działają najlepiej na osi, po której dziecko może chodzić. Przyklej taśmę malarską do podłogi, zaznacz karteczkami liczby od 0 do 10 co jeden duży krok i mów „zacznij w 4, skocz 3”. Dziecko skacze, liczy każde lądowanie i mówi, gdzie skończyło: 7.

Po tygodniu lub dwóch przenieś zabawę na papier: narysuj prostą, wpisz tylko liczbę startową i pozwól dziecku zaznaczyć skoki. Później umieść 0 pośrodku taśmy, a liczby od −1 do −5 po lewej. Termometr to pionowa oś liczbowa i pomost do układu współrzędnych, w którym dwie osie liczbowe przecinają się w 0.

Zagraj za darmo w przeglądarceZaokrąglanie liczbKlasa 3–4

Pięć pytań, które sprawdzają oś liczbową

Pięć krótkich pytań pokazuje, czy dziecko rozumie oś liczbową. Zadawaj jedno albo dwa dziennie i pozwól dziecku narysować prostą.

  • Doliczanie: rozwiąż 6 + 5 skokami. Skok o 4 dochodzi do 10, a jeszcze 1 kończy się w 11.
  • Odejmowanie: rozwiąż 43 − 18 na pustej osi liczbowej. Skocz 10 wstecz do 33, potem 8 do 25.
  • Ułamki: zaznacz ¾ między 0 a 1. Oś potrzebuje 4 równych części, a ¾ leży przy trzeciej kresce.
  • Porządek: która liczba jest większa, −4 czy −1? Odpowiedź to −1, bo −1 leży na prawo od −4.
  • Odległość: jak daleko jest od −2 do 3? Dwa odstępy do 0 i 3 odstępy do 3 dają 5.

Dziecko, które w ciągu tygodnia odpowiada dobrze na cztery albo pięć pytań, jest gotowe na kolejny wiersz tabeli klas. Dziecko, które w dwóch pierwszych pytaniach myli się o jeden, liczy kreski i potrzebuje jeszcze tygodnia skakania po podłodze.

Najczęstsze błędy na osi liczbowej

Cztery błędy powodują większość złych odpowiedzi w zadaniach z osią liczbową, a każdy da się szybko naprawić.

  • Liczenie kresek zamiast skoków: przy 3 + 4 liczenie „3, 4, 5, 6” kończy się w 6. Licz tylko lądowania, zaczynając od pierwszego skoku.
  • Nierówne odstępy: na osi rysowanej odręcznie, ze ściśniętymi kreskami, 7 wygląda na bliższe 5 niż 9. Używaj zeszytu w kratkę albo linijki, aby każdy odstęp miał tę samą długość.
  • Start od 1: oś bez zera ukrywa pierwszy odstęp, więc 2 + 3 albo długość od 0 wychodzą źle. Zawsze rysuj i podpisuj 0.
  • Czytanie liczb ujemnych na odwrót: dziecko, które uważa −6 za większe od −2, bo 6 jest większe od 2, pomija położenie. Zapytaj, która liczba leży dalej na prawo.

Przypadek szczególny: podwójna oś liczbowa

Podwójna oś liczbowa to dwie osie liczbowe narysowane jedna nad drugą, z kreskami ustawionymi w jednej linii, i pokazuje stosunek. Standard 6.RP.A.3 wymienia ją wśród narzędzi, których amerykańscy szóstoklasiści używają w zadaniach o stosunkach i prędkościach; polskie podręczniki rozwiązują te same zadania częściej tabelką albo proporcją.

Weź 3 jabłka za 2 zł: górna oś liczy jabłka 0, 3, 6, 9, 12, a dolna złote 0, 2, 4, 6, 8 pod tymi samymi kreskami. Odczytanie w pionie pod 12 jabłkami daje 8 zł. Poradnik o stosunkach pokazuje ten sam pomysł w tabeli.

Twoja lista kontrolna osi liczbowej i następne kroki

  • Zero: najpierw narysuj i podpisz 0, a na prawym końcu dodaj strzałkę.
  • Odstępy: każdy odstęp ma tę samą długość; pomaga zeszyt w kratkę albo linijka.
  • Kierunek: plus skacze w prawo, minus w lewo, a liczba po prawej jest większa.
  • Skoki: licz lądowania, nigdy kreskę startową.
  • Ułamki: podziel odcinek od 0 do 1 na równe części, zanim go podpiszesz.
  • Kółka: puste dla < i >, zamalowane dla ≤ i ≥.

Darmowe gry w porównywanie liczb i w zaokrąglanie działają w przeglądarce bez zakładania konta i ćwiczą to samo myślenie „po której stronie osi”. Darmowa aplikacja MathIt na iOS i Android dodaje około 90 rodzajów gier z adaptacyjnym poziomem trudności na kilka minut codziennych ćwiczeń.

Najczęstsze pytania

Co to jest oś liczbowa w matematyce?

Oś liczbowa w matematyce to prosta z liczbami zaznaczonymi po kolei w równych odstępach. Zero jest punktem odniesienia, liczby rosną w prawo, a liczby ujemne leżą na lewo od zera. Strzałka na końcu osi pokazuje kierunek, w którym liczby stają się większe, a sama oś biegnie dalej w obie strony.

Jak dodawać i odejmować na osi liczbowej?

Oś liczbowa służy do dodawania przez start od pierwszej liczby i skoki w prawo o drugą liczbę, a do odejmowania przez skoki w lewo. Dla 3 + 4 zacznij w 3 i wykonaj cztery skoki o 1, aby wylądować w 7. Dla 9 − 5 zacznij w 9 i wykonaj pięć skoków w lewo, aby wylądować w 4.

Jak zaznaczyć ułamki na osi liczbowej?

Ułamki zaznacza się na osi liczbowej, dzieląc odcinek od 0 do 1 na równe części. Dla ćwiartek podziel ten odcinek na 4 równe części: kreski oznaczają ¼, ½ (dwie czwarte) i ¾, a czwarty skok kończy się w 1. Ułamki dziesiętne działają tak samo, z 10 albo 100 równymi częściami.

Co oznacza puste kółko na osi liczbowej?

Puste kółko na osi liczbowej oznacza, że liczba w kółku nie należy do zbioru, a zamalowane kółko, że należy. Wykres x > 2 ma puste kółko w 2, bo 2 nie jest większe od 2. Wykres x ≥ 2 ma zamalowane kółko w 2, a w polskim zapisie przedziałowym to ⟨2, +∞).

Co to jest podwójna oś liczbowa?

Podwójna oś liczbowa to dwie osie liczbowe narysowane jedna nad drugą, z pasującymi kreskami, które pokazują stosunek. Jeśli 3 jabłka kosztują 2 zł, górna oś liczy jabłka 0, 3, 6, 9, 12, a dolna złote 0, 2, 4, 6, 8, więc 12 jabłek kosztuje 8 zł. W USA uczniowie klasy 6 używają jej w zadaniach o proporcjach.