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米制是什么?常用单位、词头和单位换算方法

作者 Laura Bennett, MathIt · 发布于 · 阅读约9分钟
浅色厨房台面上放着一台平板厨房秤,秤上有两个橙子,旁边是一个空玻璃量壶、一卷薄荷绿丝带、几个红苹果、一根香蕉和一把木勺。

米制(公制)是什么?

米制也叫公制,是以十进制为基础的国际通用计量制度,正式名称是国际单位制(SI)。日常最常用的米制单位是表示长度的米、表示容积的升和表示质量的克。千(1000 倍)、厘(百分之一)、毫(千分之一)等词头改变单位的大小,所以单位换算只要乘或除以 10、100 或 1000。

要点速览

  • 米制就是国际单位制(SI),日常最常用的米制单位是表示长度的米、表示容积的升和表示质量的克。
  • 米制词头表示 10 的幂:千表示 1000 倍,百表示 100 倍,十表示 10 倍,分表示十分之一,厘表示百分之一,毫表示千分之一。
  • 米制单位换算时,在词头阶梯上每往下走一级就乘 10,每往上走一级就除以 10,所以 2.5 千米 = 2500 米,350 毫升 = 0.35 升。
  • 教育部 2022 年版义务教育数学课程标准要求一、二年级认识米和厘米,三、四年级认识千米、分米和毫米,并能进行简单的单位换算。
  • 国务院 1959 年确定米制为我国的基本计量制度,1984 年又决定在采用国际单位制的基础上统一全国的计量单位。

上四年级的孩子带回一道作业:2.5 千米是多少米?而你上一次琢磨米制,还是几十年前的化学课。好消息是,米制单位换算比尺、寸、斤、两简单,因为每个单位都是相邻单位的 10 倍、100 倍或 1000 倍。只要把米制词头看成一架以十为一级的梯子,每次换算就只是一次乘法或一次除法。

米制是什么,为什么用十进制

米制是世界通用的计量制度,正式名称是国际单位制,简称 SI。美国国家标准与技术研究院(NIST)说,国际单位制“通常被称为米制”,是“国际计量标准”。孩子最先学到三个日常单位:表示长度的米(m)、表示容积的升(L)和表示质量的克(g)。

科学家使用七个国际单位制基本单位。NIST 列出的是米、秒、摩尔、安培、开尔文、坎德拉和千克,并说明国际单位制建立在光速等七个定义常数的基础上。对写作业来说,有用的事实更简单:每个米制单位都按 10 的幂变大或变小。

从 km 到 mm 的米制词头阶梯:km、hm、dam、m、dm、cm 和 mm 七级台阶,每往下一级有一个珊瑚色的 × 10 箭头,每往上一级有一个蓝色的 ÷ 10 箭头。
从 km 到 mm 的米制词头阶梯:km、hm、dam、m、dm、cm 和 mm 七级台阶,每往下一级有一个珊瑚色的 × 10 箭头,每往上一级有一个蓝色的 ÷ 10 箭头。

为什么米制和数位一样是“十进制”

米制词头和数位一一对应。NIST 的词头页面把千、百、十放在千位、百位、十位上,基本单位放在个位上,分、厘、毫放在十分位、百分位、千分位上。在阶梯上走一级,就和在数位表上移动一位一样。

正因为有这层联系,米制不只是科学课的内容,也是数学课的内容。如果数位还不太熟,给家长的数位讲解有米制单位照搬的数位表,给家长的小数讲解讲了十分位和百分位。

怎样一步一步换算米制单位

米制单位换算分五步,米、升、克都适用。把词头阶梯写一次,每道题都能用。

  1. 写出阶梯。 从左到右写 k、h、da、(基本单位)、d、c、m,顺序和图中的阶梯一样。基本单位根据测量的东西是 m、L 或 g。
  2. 找出起点和终点。 圈出已有的单位和要换成的单位。把 2.5 千米换成米,就从 k 出发,到基本单位为止。
  3. 数级数。 数一数要走几级。千米到米是 3 级,厘米到米是 2 级。
  4. 确定方向。 往下换成较小的单位,每走一级乘 10;往上换成较大的单位,每走一级除以 10。
  5. 移动小数点。 乘 10、100、1000,小数点向右移 1、2、3 位;除法就向左移。数字不够时用 0 补足:2.5 千米 × 1000 = 2500 米。

三道例题能覆盖大部分作业。2.5 千米换成米,往下走 3 级,2.5 × 1000 = 2500 米。350 毫升换成升,往上走 3 级,350 ÷ 1000 = 0.35 升;同样数级数,1200 克 ÷ 1000 = 1.2 千克。

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最容易错的地方:单位变小时要乘

换成较小的单位,得到的数总是更大,很多孩子觉得这是反的。1 千米很长,所以 1 千米里有很多米:1 千米 = 1000 米。单位越小,表示同样的长度需要的个数就越多。

一个简单的估算检查,能在答案写上作业之前发现错误。如果用米表示的答案比用千米表示的数还小,说明乘除方向反了。小数乘除法讲了为什么每乘或除以一个 10,小数点就移动一位。

米制词头对比:从千到毫

米制词头是加在单位前面、让单位变大或变小 10 倍、100 倍、1000 倍的字。NIST 说明,十、百、千分别表示 10、100 和 1000,分、厘、毫分别表示十分之一、百分之一和千分之一。

词头符号倍数10 的幂例子
千k100010³1 千米 = 1000 米
百h10010²1 百米 = 100 米
十da1010¹1 十米 = 10 米
(基本单位)m、L、g110⁰米、升、克
分d0.110⁻¹1 分米 = 0.1 米
厘c0.0110⁻²1 厘米 = 0.01 米
毫m0.00110⁻³1 毫升 = 0.001 升

10 的幂这一列把米制和乘方(指数)联系起来:10³ 就是 10 × 10 × 10 = 1000。NIST 一共列出 24 个词头,从亏科托(10⁻³⁰)到昆它(10³⁰),特别大和特别小的数就要用科学记数法来表示。

孩子最先要会的词头

小学阶段的题目几乎都离不开千、分、厘、毫这几个词头和基本单位。教育部印发的《义务教育课程方案和课程标准(2022年版)》中,数学课程标准要求第一学段(1~2年级)认识长度单位米、厘米,第二学段(3~4年级)认识千米、分米、毫米,认识面积单位平方厘米、平方分米、平方米,并能进行简单的单位换算。美国共同核心标准 4.MD.A.1也要求四年级学生了解同一单位制内各单位的相对大小,并把较大单位的量用较小的单位表示。

百和十很少出现在作业里,但它们让阶梯完整。跳过它们的孩子会把厘米到米数成一级而不是两级,得到的答案大了 10 倍。

家里的米制:厨房、水瓶和身高尺

孩子换算自己手里拿得到的东西,米制换算就记得牢。厨房里三种单位都有:秤上的克,饮料标签上的毫升,门边身高尺上的厘米。

这周试试三个小任务。称一袋标着 1 千克的面粉,问孩子能装满几个 250 克的小碗(1000 ÷ 250 = 4)。读一瓶标着 500 毫升的水,把它写成升(0.5 升),再用厘米量出孩子的身高,比如 132 厘米,换算成米(1.32 米)。

怎样读尺子讲了身高尺上厘米和毫米刻度的读法。

在数位表上做的三个米制换算:2.5 km = 2,500 m,小数点向右移 3 位(× 1,000);350 mL = 0.35 L 和 1,200 g = 1.2 kg,小数点向左移 3 位(÷ 1,000)。
在数位表上做的三个米制换算:2.5 km = 2,500 m,小数点向右移 3 位(× 1,000);350 mL = 0.35 L 和 1,200 g = 1.2 kg,小数点向左移 3 位(÷ 1,000)。

让米制变得具体的参照物

参照物是知道米制大小的常见物品,孩子可以用它们判断答案是否合理。下面的数值一部分来自 NIST 的日常估算表,一部分是国内家喻户晓的常识:

  • 1 克: 据 NIST,一张美元纸币,不论面额。
  • 500 克: 一斤,买菜时最常听到的重量。
  • 100 克: 据 NIST,一个中等大小的苹果。
  • 250 毫升: 一盒常见的纸盒牛奶。
  • 500 毫升: 一瓶小瓶装饮用水,大约就这么多。
  • 19 厘米: 据 NIST,一支铅笔大约这么长。

知道一斤是 500 克的孩子,看到“一个苹果重 10 千克”的答案就会起疑。这种估算正是课程标准说的“能恰当地选择单位”、美国 4.MD.A.1 说的“相对大小”。

怎样检查孩子有没有学会米制单位

五个小问题就能看出孩子是真懂米制换算,还是在猜方向。口头问,答案和思路都要检查。

  • 大换小: 3 千米是多少米?答案是 3000 米,因为千米到米往下走 3 级。
  • 小换大: 45 毫米是多少厘米?答案是 4.5 厘米,因为毫米到厘米往上走 1 级。
  • 两级: 5 厘米是多少米?答案是 0.05 米,正是美国共同核心 5.MD.A.1里的原例。
  • 质量: 750 克是多少千克?答案是 0.75 千克。
  • 合理性: 一支铅笔长 19 米、19 厘米还是 19 毫米?答案是 19 厘米。
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五分钟厨房测试

五分钟厨房测试把同样的本领变成一个习惯。从橱柜里挑三个包装标签,大声读出上面的量,再换成另一个单位:克换千克,毫升换升。

评分时先看方向,再看数字。美国五年级标准 5.NBT.A.2 要求学生解释一个小数乘或除以 10 的幂时小数点位置变化的规律,所以能说出小数点为什么移动的孩子就达到了目标。连续一个月每周测一次,记下三道换算里孩子不靠提示做对了几道。

米制换算的常见错误和特殊情况

米制题的错答大多来自五种错误,每种都有简单的改法。

  • 方向反了: 单位变小却用除法,得到 2.5 千米 = 0.0025 米。每次作答前说一遍“单位变小,数变大”。
  • 漏了台阶: 把厘米到米数成一级,得到 5 厘米 = 0.5 米,正确答案是 0.05 米。七级台阶全写出来,一级一级地数。
  • 漏写 0: 写成 .35 升会把小数点藏起来。NIST 要求小于 1 的数在小数点前写 0,所以写 0.35 升。
  • 米的 m 和毫的 m: 单独一个 m 是米,但在 mL 或 mm 里,m 表示毫。读符号要整体读,先读词头。
  • 以克为基本单位? 国际单位制里质量的基本单位是千克。学校仍以克为中心搭阶梯,因为千、厘、毫都可以加在克前面。

中国的市制、美国的惯用单位和米制

中国过去用尺、斤、两这样的市制单位,后来逐步统一为米制。《国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令》(1984 年)写明,1959 年国务院发布命令,确定米制为我国的基本计量制度;1984 年又决定在采用国际单位制的基础上进一步统一计量单位,日常生活中的市制单位可以延续使用到 1990 年。所附的法定计量单位表把千克写作“千克(公斤)”,所以“公斤”就是千克。

美国至今两套单位并用。NIST 关于米制立法的页面说,1866 年的《米制法》使米制在美国合法化,1988 年国会通过对 1975 年《米制转换法》的修正案,宣布米制是贸易和商业的首选度量衡制度,美国法律允许使用国际单位制或惯用单位。NIST 还指出,自 1893 年的门登霍尔令以来,美国的质量、长度和容积单位都是用米制单位定义的。NIST 米制常见问题补充说,包括美国在内的所有国家都承认并采用了国际单位制。

米制换算检查清单和下一步

  • 阶梯: 开始之前写出 k、h、da、基本单位、d、c、m。
  • 级数: 两个单位之间的每一级都要数到。
  • 方向: 往下每级乘 10,往上每级除以 10。
  • 小数点: 每走一级移动一位,空位用 0 补足。
  • 前面的 0: 写 0.35 升,不写 .35 升。
  • 估算检查: 把答案和参照物比一比,比如 500 克的一斤或 19 厘米长的铅笔。

米制换算靠的是数位和乘 10,四年级数学游戏用一轮一轮的短练习巩固这些基本功。

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常见问题

米制是以什么为基础的?

米制以 10 的幂为基础:每个词头都把单位乘或除以 10、100 或 1000。它的正式形式国际单位制(SI)建立在光速等七个定义常数之上,有七个基本单位,其中包括米、千克和秒。

中国从什么时候开始使用米制?

中国从 1959 年起以米制为基本计量制度,这一年国务院发布了《关于统一计量制度的命令》。1984 年,国务院决定在采用国际单位制的基础上进一步统一计量单位,并规定日常生活中的市制单位可以用到 1990 年,1990 年底以前完成向法定计量单位的过渡。

美国为什么不全部改用米制?

美国的米制政策是自愿的,企业、机构和个人可以自己决定改用的快慢。NIST 解释说,国会确定的国家政策是增加米制的自愿使用,美国法律允许使用国际单位制,也允许使用美国惯用单位。很多日常商品标签和路标仍用惯用单位,所以大多数美国人两套单位都要学。

哪些国家不用米制?

据 NIST 说,所有国家都承认并采用了米制,美国也不例外。“只有美国、利比里亚和缅甸不用米制”的流行说法是一种误传。NIST 指出,这种说法来自 20 世纪 60 年代的一些名单,当时只要一个国家没有强制使用米制的法律,就被算作不用米制的国家。

米制的容积单位是什么?

米制日常使用的容积单位是升(L),少量时用毫升(mL):1 升 = 1000 毫升。在国际单位制里,体积的单位是立方米(m³),1 升等于 1 立方分米。常见的一盒纸盒牛奶是 250 毫升,一瓶小瓶装饮用水大约 500 毫升。

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