許文淵
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,“數(shù)”與“量”是兩個(gè)極其重要的元素,兩者相輔相成,不可分割。與“數(shù)”“量”兩個(gè)元素相對(duì)應(yīng)的,是“數(shù)感”與“量感”,兩者同樣也是數(shù)學(xué)教育的重要組成部分。其中,“數(shù)感”強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生對(duì)“數(shù)”的感覺,而“量感”則是對(duì)“量”的感覺,如物體的大小、多少、輕重、厚薄、粗細(xì)等量態(tài)的直觀感覺。就小學(xué)階段的數(shù)學(xué)教育而言,學(xué)生的量感主要表現(xiàn)在對(duì)長(zhǎng)度、面積、時(shí)間、質(zhì)量等的直觀感覺。在深度學(xué)習(xí)的視野下,小學(xué)數(shù)學(xué)教師如何在數(shù)學(xué)教育中培養(yǎng)學(xué)生的量感呢?文章擬就此進(jìn)行一些討論。
周國(guó)蓉認(rèn)為,“量感是指不使用測(cè)量工具對(duì)某個(gè)量的大小進(jìn)行推斷或推斷用某個(gè)單位表示的量與哪個(gè)實(shí)際物體的大小相吻合的一種感覺”。朱金綿從心理學(xué)角度,將“量感”定義為“感知、理解和操縱面積、大小、周長(zhǎng)等(即數(shù)量的連續(xù)屬性)的能力”。前述定義可能都不盡完善,但反映了對(duì)“量感”的共同認(rèn)知,即都認(rèn)為量感就是一種心理感覺。結(jié)合各家說法,聯(lián)系實(shí)際,我們認(rèn)為,量感是主體對(duì)客觀事物或事物某屬性的量的經(jīng)驗(yàn)性感知。所謂經(jīng)驗(yàn)性感知,強(qiáng)調(diào)的是這種量的推測(cè)能力來源于生活實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),是在生活實(shí)踐中一次又一次的嘗試中建立起來的認(rèn)知系統(tǒng)。這種感知包括兩種情況:一是對(duì)客觀事物本體的量的感知,這主要是客觀事物的數(shù)量方面的感知。比如長(zhǎng)期種玉米的一位農(nóng)民,抓一把玉米粒,大約能估出手中玉米粒的數(shù)量,這是一種基于經(jīng)驗(yàn)形成的物體數(shù)量感。二是對(duì)客觀事物的某方面屬性的量的感知,比如房間的面積、溝渠的土方、物體的表現(xiàn)溫度等。一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的媽媽,摸著孩子發(fā)熱的額頭,大體能說出孩子的體溫有38攝氏度,這就是基于經(jīng)驗(yàn)的關(guān)于人體體溫的一種量感認(rèn)知。
提到“深度學(xué)習(xí)”,就不得不提到相對(duì)的概念“淺層學(xué)習(xí)”。淺層學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)實(shí)質(zhì)上是相對(duì)的兩種學(xué)習(xí)方法。這兩種學(xué)習(xí)方法的提出時(shí)間大約是在20世紀(jì)70年代,最早由年Marton F.等提出,后經(jīng)Ramsden(1988)、Entwistle(1997)和Biggs(1999)等進(jìn)行了發(fā)展??傮w而言,關(guān)于“淺層學(xué)習(xí)”,普遍的認(rèn)識(shí)是:“淺層學(xué)習(xí)是眾多的、所謂教育過程的產(chǎn)物,它是把信息作為孤立的、不相關(guān)的事實(shí)來接受和記憶。這樣的學(xué)習(xí)導(dǎo)致為了考試而對(duì)材料進(jìn)行表面的、短時(shí)的記憶,不能促進(jìn)對(duì)知識(shí)和信息的理解和長(zhǎng)期保持?!倍吧疃葘W(xué)習(xí)”則是:“基于理解的學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)者能夠批判性地學(xué)習(xí)新的思想和事實(shí),并融入原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中,能夠在眾多思想間進(jìn)行聯(lián)系,并能夠?qū)⒁延械闹R(shí)遷移到新的情境,做出決策和解決問題。深度學(xué)習(xí)促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用?!?/p>
由以上可見,深度學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用。就學(xué)生量感培養(yǎng)而言,基于深度學(xué)習(xí)來進(jìn)行培養(yǎng),就要注意引導(dǎo)學(xué)生形成由此及彼的量感遷移能力。比如帶著學(xué)生在教室中通過測(cè)量課桌的長(zhǎng)寬實(shí)踐,學(xué)生形成了對(duì)桌面的長(zhǎng)寬的經(jīng)驗(yàn)性的量感,接下來就要讓學(xué)生在另外的場(chǎng)景中檢驗(yàn)這種量感,比如操場(chǎng)邊上的方桌的邊長(zhǎng)、籃球場(chǎng)邊長(zhǎng)、籃板邊長(zhǎng)等,要實(shí)現(xiàn)量感由此及彼的遷移。這樣的思路,有利于學(xué)生真正形成量感認(rèn)知能力。
量感作為學(xué)生對(duì)“量”的感覺,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要性不言而喻。立足深度學(xué)習(xí)的視角,小學(xué)數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的量感具有必要性:
在應(yīng)試教育背景下,以傳授和灌輸為主的數(shù)學(xué)教育模式,導(dǎo)致很多學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)建立在死記硬背的基礎(chǔ)之上。而死記硬背的方式,直接導(dǎo)致的結(jié)果便是學(xué)生的知識(shí)遷移能力較弱。單就“量感”這個(gè)元素而言,傳統(tǒng)教育背景下,教師忽視對(duì)學(xué)生量感的培養(yǎng),導(dǎo)致學(xué)生量感低下的現(xiàn)狀比比皆是。
例如,在給學(xué)生講解“長(zhǎng)度”的知識(shí)時(shí),教師教學(xué)重點(diǎn)在于單位換算,以至于學(xué)生在學(xué)習(xí)長(zhǎng)度單位之后,知道1米=100厘米,但教師在教學(xué)中并沒有很好地幫助學(xué)生形成“量”的概念,導(dǎo)致學(xué)生在生活中,不知道1米有多長(zhǎng),1厘米有多長(zhǎng),因此而鬧出很多笑話,如一名小學(xué)生說:我家冰箱高5米,我的書桌高20厘米,等等。這是學(xué)生量感缺失的表現(xiàn),同時(shí)也是學(xué)生知識(shí)遷移能力弱的表現(xiàn),而這一切,都源于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解停留在淺層層面。
針對(duì)上述教學(xué)問題,小學(xué)數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中應(yīng)重視對(duì)學(xué)生量感的培養(yǎng),促使學(xué)生在學(xué)習(xí)了長(zhǎng)度、面積、時(shí)間、質(zhì)量等知識(shí)點(diǎn)之后,在日常生活中,面對(duì)生活中的各種事物,能夠直觀地判斷其長(zhǎng)度、面積、質(zhì)量等,這是學(xué)生將所學(xué)知識(shí)遷移到生活中的表現(xiàn),更是學(xué)生高階思維、深度學(xué)習(xí)的表現(xiàn)。因此,筆者認(rèn)為:和傳統(tǒng)的小學(xué)數(shù)學(xué)教育模式相比,教師在教學(xué)中重視對(duì)學(xué)生量感的培養(yǎng),對(duì)促進(jìn)深度學(xué)習(xí)具有重要的意義。
新課程改革的不斷深入發(fā)展,核心素養(yǎng)教育理念的提出,使得“能力”培養(yǎng)愈發(fā)成為現(xiàn)代教育發(fā)展的基本方向?;诤诵乃仞B(yǎng)的視角,小學(xué)數(shù)學(xué)教師在開展數(shù)學(xué)教學(xué)時(shí),應(yīng)當(dāng)將學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、理解能力、遷移應(yīng)用能力等作為教育的基本目標(biāo),以達(dá)到全面提高學(xué)生綜合素養(yǎng)的目的。基于上述教學(xué)目標(biāo)和需要,小學(xué)數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中重視對(duì)學(xué)生量感的培養(yǎng),這種對(duì)“量”的直觀感受,是學(xué)生知識(shí)遷移能力的表現(xiàn),同時(shí)也是應(yīng)用實(shí)踐能力提升的表現(xiàn)。由此可見,和傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育模式相比,小學(xué)數(shù)學(xué)教師在教學(xué)中重視對(duì)學(xué)生量感的培養(yǎng),對(duì)全面提高學(xué)生的知識(shí)遷移應(yīng)用能力具有重要的推動(dòng)作用。
談到教育改革,想必所有一線數(shù)學(xué)教師都不會(huì)陌生。改革是當(dāng)前教育發(fā)展的代名詞,或者說:現(xiàn)代教育要取得長(zhǎng)足的發(fā)展,改革是必經(jīng)之路。針對(duì)傳統(tǒng)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生量感缺失的現(xiàn)狀,筆者認(rèn)為:一切輕視學(xué)生量感培養(yǎng)的數(shù)學(xué)教育,都將是不完整的,不符合時(shí)代教育發(fā)展的需求。就如同上述筆者所舉例子:學(xué)生在學(xué)習(xí)了長(zhǎng)度的知識(shí)之后,卻只懂得單位換算,不知道生活中具體物體的長(zhǎng)度,這種量感缺失的數(shù)學(xué)教育,失去了數(shù)學(xué)教育的本真。在此背景下,小學(xué)數(shù)學(xué)教師基于深度學(xué)習(xí)、教育改革的思想,將培養(yǎng)學(xué)生的量感作為數(shù)學(xué)教育的重中之重,對(duì)促進(jìn)數(shù)學(xué)教育的改革創(chuàng)新具有重要的意義。
思想具有先導(dǎo)性,是行動(dòng)的指南。就小學(xué)數(shù)學(xué)量感的培養(yǎng)而言,教師唯有充分認(rèn)識(shí)到量感培養(yǎng)的重要性,方能在教學(xué)中積極主動(dòng)地強(qiáng)化學(xué)生量感的培養(yǎng)。而就如今的小學(xué)數(shù)學(xué)教育而言,教師對(duì)量感培養(yǎng)重視不足的現(xiàn)象比比皆是。究其原因,源于以下幾點(diǎn):一是根深蒂固的教育思想,束縛了教師教學(xué)思維發(fā)展的廣度和深度。就數(shù)學(xué)教育理念而言,如今很多小學(xué)數(shù)學(xué)教師的思想都是比較單一的,那就是以提高學(xué)生的考試成績(jī)?yōu)槲ㄒ坏慕逃康摹U菓?yīng)試教育思想的影響,很大程度上導(dǎo)致教師教學(xué)的廣度、深度沒有得到有效的拓展,最終影響了教師對(duì)學(xué)生量感培養(yǎng)的重視程度。二是單一的應(yīng)試化考核評(píng)價(jià)機(jī)制。如今,小學(xué)數(shù)學(xué)的教育考核評(píng)價(jià)機(jī)制有嚴(yán)重的應(yīng)試化意味。例如,在日常的數(shù)學(xué)教育中,筆者往往會(huì)過度關(guān)注孩子們的卷面成績(jī)而輕視其各項(xiàng)能力的發(fā)展,數(shù)學(xué)的日常測(cè)評(píng)或者是期末考核機(jī)制,也是以書面考核為主。單一化的、應(yīng)試化的考核評(píng)價(jià)機(jī)制,是導(dǎo)致教師輕視學(xué)生量感培養(yǎng)的主要因素之一。
針對(duì)小學(xué)生的教育,方式應(yīng)當(dāng)是多元的且富有趣味性的,方能吸引小學(xué)生的注意力,提高教學(xué)效果。以小學(xué)生數(shù)學(xué)量感的培養(yǎng)為例,要想建立起學(xué)生對(duì)量的直觀感受,教師需要在教學(xué)中開展多元化的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng),方能實(shí)現(xiàn)理想的教學(xué)效果。而當(dāng)前的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師對(duì)學(xué)生量感的培養(yǎng)重視不足,以至于在量感培養(yǎng)方面,教師往往會(huì)采取比較單一的方式,缺乏改革創(chuàng)新。這種單一的量感培養(yǎng)方式,不僅影響了學(xué)生量感的形成與提升,更影響了小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量的提升。
文章中,筆者研究的重點(diǎn)是深度學(xué)習(xí)背景下如何在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的量感。之所以要以“深度學(xué)習(xí)”為研究背景,源于“深度學(xué)習(xí)”是當(dāng)前教育改革發(fā)展的基本方向,同時(shí)也是教師培養(yǎng)學(xué)生量感的基本目標(biāo)所在。那么,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,基于深度學(xué)習(xí)的視角,教師該如何培養(yǎng)學(xué)生的量感呢?
在數(shù)學(xué)教育實(shí)踐中,“量”的本質(zhì)是什么呢?筆者可以用一句話進(jìn)行概括:萬物皆可數(shù),萬物皆可量。就小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)而言,教材中涉及的“量”的知識(shí)點(diǎn)較多,或者說:數(shù)學(xué)本就是研究生活中萬事萬物“量”的關(guān)系的學(xué)科,如長(zhǎng)度、面積、體積、質(zhì)量等。在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)“量感”方面,為了深化學(xué)生對(duì)“量”的本質(zhì)的理解,小學(xué)數(shù)學(xué)教師可以基于簡(jiǎn)單的圖形,以建立學(xué)生對(duì)“量”的本質(zhì)的直觀認(rèn)知。
例如,三年級(jí)數(shù)學(xué)下冊(cè)“面積”的教學(xué)中,為了幫助學(xué)生更好地理解“面積”這一概念,筆者在教學(xué)實(shí)踐中,開展了與長(zhǎng)度測(cè)量有關(guān)的教學(xué)活動(dòng),設(shè)計(jì)題目如下:如圖1所示,每個(gè)小方格的面積是1cm,那么,長(zhǎng)方形和大正方形的面積各為多少呢?
圖1
該題中,乍一看題,學(xué)生似乎感到無從下手,這是學(xué)生對(duì)“量”的知覺和敏感性不夠強(qiáng)所導(dǎo)致的。為了幫助學(xué)生更好地理解“量”的本質(zhì),本題中,筆者開展了“拼一拼”的數(shù)學(xué)活動(dòng),讓學(xué)生通過畫圖的方式“拼湊”圖形,分別從縱向、橫向兩個(gè)角度感知長(zhǎng)方形和大正方形能夠擺的小正方形的個(gè)數(shù),然后再結(jié)合具體的數(shù)學(xué)公式進(jìn)行計(jì)算,該題便迎刃而解。因此,在量感的培養(yǎng)方面,筆者歷來強(qiáng)調(diào)“以形代量、以量解形”的教育思想的滲透,通過強(qiáng)化學(xué)生幾何量感的培養(yǎng),提高學(xué)生對(duì)“量”的本質(zhì)的理解,實(shí)現(xiàn)良好的教學(xué)效果。
巧妙地借助生活實(shí)物開展教學(xué),是強(qiáng)化學(xué)生“量”的感知的有效途徑,同時(shí)也是培養(yǎng)小學(xué)生數(shù)學(xué)量感的關(guān)鍵所在。理論上講,將生活實(shí)物引入小學(xué)數(shù)學(xué)課堂,并以此來培養(yǎng)小學(xué)生的量感,這是數(shù)學(xué)教育生活化的直觀體現(xiàn)。作為一線小學(xué)數(shù)學(xué)教師,筆者在教學(xué)中歷來認(rèn)為:學(xué)生對(duì)“量”的直觀感知,一定離不開生活實(shí)物的支持。例如,在有關(guān)“長(zhǎng)度”的教學(xué)中,教師在給學(xué)生講解有關(guān)分米、厘米和毫米的相關(guān)知識(shí)時(shí),為了建立學(xué)生對(duì)分米、厘米和毫米的直觀認(rèn)知,教師改變了過去讓學(xué)生死記硬背單位換算公式的教學(xué)方式,而是通過融入生活實(shí)物的方式,幫助學(xué)生建立對(duì)不同長(zhǎng)度的“量”的感知。首先,教師借助學(xué)生普遍擁有的學(xué)具——直尺,通過直尺,引導(dǎo)學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)分米、厘米和毫米,借助具體的直尺感知不同長(zhǎng)度大小的差異。其次,為了幫助學(xué)生建立量的表現(xiàn),教師將講解的重心由課本轉(zhuǎn)向生活實(shí)物,例如,引導(dǎo)學(xué)生估算指甲蓋的寬度和厚度、一枚硬幣的寬度和厚度、手掌的長(zhǎng)度和厚度等。當(dāng)學(xué)生所熟悉的事物被引入到教學(xué)課堂時(shí),其探索的積極性和主動(dòng)性得以廣泛提升,結(jié)果揭曉的過程,同時(shí)也是學(xué)生量感形成的過程。
除了在“長(zhǎng)度”知識(shí)講解的過程中,教師可以立足生活實(shí)物建立學(xué)生對(duì)“量”的感知,在質(zhì)量、面積等知識(shí)點(diǎn)的講解過程中,教師亦可立足生活實(shí)物培養(yǎng)學(xué)生的量感,不僅能夠有效地優(yōu)化小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)課堂,更有助于培養(yǎng)學(xué)生量感,促進(jìn)深度學(xué)習(xí)。
小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的量感,單一化的教學(xué)方式勢(shì)必難以取得好的教學(xué)效果。針對(duì)傳統(tǒng)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中量感培養(yǎng)方式單一的現(xiàn)狀,教師在教學(xué)的過程中,可以巧妙地借助數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的開展,不斷豐富學(xué)生“量”的體驗(yàn),以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生量感的目的。例如,在小學(xué)數(shù)學(xué)“面積”的教學(xué)中,為了培養(yǎng)學(xué)生的量感,筆者將實(shí)踐活動(dòng)貫穿于整個(gè)教學(xué)始終。首先,在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),筆者拿出事先準(zhǔn)備好的兩片大小不一的樹葉,選取兩名同學(xué)A、B進(jìn)行涂色比賽,看誰先涂完,其他同學(xué)觀戰(zhàn)。拿到小葉子的A同學(xué)很快涂完,教師宣布:A同學(xué)獲勝,此刻,B同學(xué)不開心了:老師,這明顯不公平,我的葉子明明比他大。B同學(xué)的質(zhì)疑和不開心,正是教師進(jìn)行涂色比賽的焦點(diǎn),同時(shí)也是教師引入教學(xué)內(nèi)容的關(guān)鍵點(diǎn)。其次,在課堂進(jìn)行的過程中,為了建立學(xué)生對(duì)面積的直觀認(rèn)知,筆者開展了多次“量一量”“比一比”的實(shí)踐活動(dòng),其中,“量一量”主要是引導(dǎo)學(xué)生測(cè)量生活中的各種物體的面積;“比一比”則是對(duì)各種物體面積大小進(jìn)行比較。一堂課下來,學(xué)生通過量一量、比一比的實(shí)踐活動(dòng),建立了對(duì)面積的直觀認(rèn)知,有效地培養(yǎng)了學(xué)生的量感。
除了數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)如“量一量”“比一比”等,小學(xué)數(shù)學(xué)教師在培養(yǎng)學(xué)生量感的過程中,還可以巧妙地借助估測(cè)活動(dòng)的開展,以強(qiáng)化學(xué)生的量感體驗(yàn)。本質(zhì)上,估測(cè)活動(dòng)的有序進(jìn)行,在于學(xué)生具有一定的“量感”;而估測(cè)活動(dòng)的開展,則有助于促使學(xué)生“量感”的提升。因此,估測(cè)活動(dòng)與學(xué)生“量感”培養(yǎng)之間具有密不可分的關(guān)系。小學(xué)數(shù)學(xué)教師可以立足教學(xué)需要,巧妙地通過一些估測(cè)活動(dòng)的開展,提高學(xué)生“量”的感知能力。
例如,在“多邊形面積”的鞏固練習(xí)中,筆者給學(xué)生出示了一道估測(cè)題:
如下圖2所示:假設(shè)每個(gè)正方格的邊長(zhǎng)為1cm,請(qǐng)估算圖2中腳印的面積并寫下思考過程。
圖2
該題中,乍一看,學(xué)生依然無從下手:這分明是一個(gè)不規(guī)則的圖形,如何估算呢?
實(shí)際上,解答該題的方法有很多,既然是“估測(cè)”,那么,學(xué)生可以將滿格定為1格,不滿格定為半格,就可以輕松解答。學(xué)生也可以充分運(yùn)用圖形的分割與填補(bǔ)等方法進(jìn)行腳印面積的估測(cè),從而解答該問題。
在數(shù)學(xué)教育中,數(shù)學(xué)思想既是一種數(shù)學(xué)文化,更是一種方法。小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中有很多數(shù)學(xué)思想方法,應(yīng)用最為普遍的是數(shù)形結(jié)合思想、分類討論思想等。在培養(yǎng)學(xué)生“量感”的過程中,小學(xué)數(shù)學(xué)教師要善于將數(shù)學(xué)思想方法融入其中,不僅有助于強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“量”的感悟,更有助于提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力。
例如,在六年級(jí)《圓柱和圓錐》的鞏固練習(xí)中,筆者給學(xué)生出示了一道“測(cè)量鐵球體積”的試題,題目為:容量為500mL的杯子倒入300mL的水,然后放入4個(gè)鐵球,水沒滿;再放入一個(gè)相同的鐵球,水溢出。試推測(cè)鐵球體積的大小。
解答上題,教師可以充分應(yīng)用數(shù)形結(jié)合和分類討論思想,將題目表達(dá)的意思“畫”出來,解題的方向便明確了,如圖3所示:
圖3
首先,學(xué)生應(yīng)當(dāng)明確該題解題的要點(diǎn)不是題目給出的300mL的水,而是注入300mL水后,剩下的200mL的空間。其次,在第一次放4個(gè)球之后,水并沒有達(dá)到500的刻度,說明4個(gè)球的體積小于200mL的容積,推算下來,每個(gè)球的體積小于50cm;而放入5個(gè)球之后,水溢出,說明5個(gè)球的體積大于200毫升容積,這說明每個(gè)球的體積大于40cm。因此可以推斷:每個(gè)鐵球的體積大于40cm小于50cm。
總而言之,量感是人對(duì)世界事物的量的認(rèn)知能力,在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的“量感”很重要,也很必要。小學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)當(dāng)基于教育改革的思想,基于“四基”的教育目標(biāo),強(qiáng)化學(xué)生量感培養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)提升。在具體開展量感培養(yǎng)時(shí),要注意認(rèn)識(shí)到“量感”的“經(jīng)驗(yàn)性認(rèn)知”的本質(zhì),著力引導(dǎo)學(xué)生從不斷的量的測(cè)算實(shí)踐中積累起量的認(rèn)知經(jīng)驗(yàn),逐步形成合理的量感。