基于“具身認知”的小學(xué)數(shù)學(xué)量感可視化教學(xué)策略

張秀梅

【摘要】基于“具身認知”的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)強調(diào)讓學(xué)生進行沉浸式、自由的學(xué)習(xí).在這一理論框架下的小學(xué)數(shù)學(xué)量感可視化教學(xué)，有助于學(xué)生理解并把握抽象的數(shù)學(xué)概念，形成初步的數(shù)量意識和空間觀念，為后續(xù)解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題奠定基礎(chǔ).文章針對小學(xué)數(shù)學(xué)量感可視化教學(xué)，在明確教學(xué)原則的基礎(chǔ)上提出了以下教學(xué)策略：一方面，通過設(shè)計對比任務(wù)、創(chuàng)設(shè)情境問題以及引導(dǎo)推理分析等手段，在辨析過程中豐富學(xué)生的量感，提升其量化估算能力；另一方面，倡導(dǎo)實物模型演示、互動游戲體驗及日常生活應(yīng)用，鼓勵學(xué)生在實踐操作中內(nèi)化量感，動態(tài)探索并強化量的概念，從而實現(xiàn)量感教學(xué)的落地.

【關(guān)鍵詞】“具身認知”；數(shù)學(xué)量感；可視化；教學(xué)策略

量感是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，它有助于學(xué)生理解并把握抽象的數(shù)學(xué)概念，形成初步的數(shù)量意識和空間觀念，為后續(xù)解決復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題奠定基礎(chǔ).“具身認知”視角下，小學(xué)數(shù)學(xué)量感可視化教學(xué)應(yīng)以實踐活動為核心，讓學(xué)生在親自操作中內(nèi)化量感，同時運用直觀教具與多媒體技術(shù)進行可視化展示，幫助學(xué)生將抽象的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為具象的認知體驗，從而豐富和發(fā)展他們的量感認知.

一、“具身認知”的概念及其與數(shù)學(xué)教學(xué)的關(guān)系

“具身認知”是指人的認知過程深深根植于身體體驗與感知動作之中，強調(diào)認知并非大腦內(nèi)部的抽象運作，而是依賴于個體的身體狀態(tài)、感覺運動經(jīng)驗與環(huán)境的交互作用.在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，應(yīng)用“具身認知”理論意味著將抽象的數(shù)學(xué)概念與學(xué)生的生活經(jīng)驗、身體活動相結(jié)合，通過動手操作、模擬情境、空間感知等方式幫助學(xué)生直觀理解數(shù)學(xué)知識.

二、基于“具身認知”的小學(xué)數(shù)學(xué)量感可視化教學(xué)原則

（一）直觀體驗與實踐操作相結(jié)合原則

“具身認知”理論強調(diào)身體在認知過程中的重要作用，主張通過實際感知和操作活動來理解和掌握知識.在小學(xué)數(shù)學(xué)量感可視化教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生親身參與實踐活動，親手觸摸、觀察、比較，直觀感受數(shù)量的大小、長短、輕重等特性，從而形成對量的直觀感知和理解.

（二）情境創(chuàng)設(shè)與視覺表征相融合原則

教師應(yīng)將數(shù)學(xué)知識融入生活情境，結(jié)合圖形、圖像等視覺工具進行量感的可視化教學(xué)，可以通過設(shè)計豐富多樣的情境問題，引導(dǎo)學(xué)生在解決實際問題的過程中形成量的概念，并借助圖表、數(shù)軸、幾何圖形等視覺化工具，把難以直接感知的量以直觀的視覺形式展現(xiàn)出來，幫助學(xué)生構(gòu)建清晰的量感認知結(jié)構(gòu).

三、基于“具身認知”的小學(xué)數(shù)學(xué)量感可視化教學(xué)策略

（一）引導(dǎo)思維活動，在辨析中豐富量感

1.設(shè)計對比任務(wù)，直觀展現(xiàn)數(shù)量差異

設(shè)計對比任務(wù)這一策略旨在通過精心設(shè)計直觀、具有顯著差異的比較性任務(wù)，讓學(xué)生在直接觀察和感知中理解數(shù)量關(guān)系及其變化規(guī)律.對比任務(wù)的核心理念在于激活學(xué)生的主體體驗，使他們在具體情境中對比分析不同數(shù)量的實體或圖形，從而對量的概念形成深度認識.

例如，教學(xué)人教版教材中有關(guān)“克與千克”的內(nèi)容時，教師可準(zhǔn)備一些不同質(zhì)量的小物件（如100克、500克和1千克的大米或水果），讓學(xué)生親手觸摸并比較這些物品的質(zhì)量，通過直接感知不同物體的質(zhì)量差異，初步建立對“克”與“千克”的量化感知.同時，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生討論并描述自己在手握不同質(zhì)量物品時的感覺變化，激活他們的主體體驗，將抽象的質(zhì)量概念轉(zhuǎn)化為具象的身體感受.例如，教師可以組織一個互動式對比任務(wù)，讓每名學(xué)生分別準(zhǔn)備兩個裝有不同數(shù)量米粒的透明塑料瓶，一個裝100克米粒，另一個裝1千克米粒.通過視覺觀察瓶子內(nèi)米粒的多少以及實際稱重驗證，學(xué)生可以在比較中明確感知“千克”與“克”之間的數(shù)量級差異，并在此過程中理解質(zhì)量單位間的關(guān)系及轉(zhuǎn)換規(guī)律.總之，借助對比任務(wù)，教師能夠充分調(diào)動學(xué)生的多種感官參與學(xué)習(xí)過程，使他們從具體情境出發(fā)，通過對不同數(shù)量實體的直觀辨識與深度分析，逐漸形成對“量”這一概念的深刻認識，并掌握“克”與“千克”的實際應(yīng)用，有效提升數(shù)學(xué)量感素養(yǎng).

2.創(chuàng)設(shè)情境問題，深入理解量的性質(zhì)

創(chuàng)設(shè)情境問題強調(diào)在真實或模擬的情境中設(shè)置具有挑戰(zhàn)性和啟發(fā)性的數(shù)學(xué)問題，引導(dǎo)學(xué)生通過解決實際問題感知和理解“量”的本質(zhì)特征及其變化規(guī)律.這種情境化的教學(xué)方式能激發(fā)學(xué)生的探索欲望和自主思考，使他們從生活中熟悉的事物出發(fā)，將抽象的數(shù)學(xué)概念與具體情境相結(jié)合，從而實現(xiàn)對“量”的性質(zhì)的深度理解.

以“分米和毫米的認識”相關(guān)教學(xué)為例，教師可以創(chuàng)設(shè)如下情境問題.首先，教師展示一系列大小不一、長度接近1分米的物品，并邀請學(xué)生用手比畫1分米的實際長度，使學(xué)生初步建立對“分米”的直觀認識.然后，教師提出情境問題：“如果我們要測量繡花針的長度或者書本的厚度，你覺得使用‘分米合適嗎？為什么？”引導(dǎo)學(xué)生意識到“分米”在某些情況下可能過大，不適合測量較小物體的長度，從而引入更小的長度單位———“毫米”.

通過實踐，學(xué)生不僅能深刻理解“毫米”相對于“分米”所代表的量級，還能在對比測量中把握兩個單位間的換算關(guān)系.最后，教師可設(shè)計情境問題，幫助學(xué)生進一步鞏固分米和毫米的概念，培養(yǎng)他們運用知識的能力.

通過上述情境問題的設(shè)計和實踐操作，學(xué)生不僅能在具體的活動中深入理解分米和毫米這兩種長度單位的性質(zhì)，還能學(xué)會根據(jù)不同情境選擇恰當(dāng)?shù)臏y量單位，真正實現(xiàn)了量感的可視化教學(xué).

3.引導(dǎo)推理分析，培養(yǎng)量化估算能力

教師設(shè)計一系列有層次、逐步遞進的問題情境，可鼓勵學(xué)生運用邏輯思維和已有的數(shù)學(xué)知識進行推理分析，提升他們解決復(fù)雜問題的能力.而在這一過程中，教師要注意指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何根據(jù)實際情況合理估算，并逐漸形成對大數(shù)概念的理解與感知，從而幫助他們實現(xiàn)從具體到抽象、由直觀到理性的認知飛躍.

例如，在學(xué)習(xí)“1億有多大”這一課中，教師可以先引入“1億”這個抽象的大數(shù)概念，然后通過小學(xué)生易于理解的事物進行具象化描述，如提出問題：“如果每秒數(shù)一個數(shù)，那么數(shù)完一億需要多久？”讓學(xué)生初步感知一億的數(shù)量級之大.接著，教師可引導(dǎo)學(xué)生進行推理分析：一年約有365天，一天有24小時，一小時有60分，一分有60秒，一年總共有多少秒？進而估算數(shù)完一億個數(shù)所需的時間.此過程有助于學(xué)生建立時間單位與計數(shù)單位之間的聯(lián)系，鍛煉他們的推理能力和量化估算技能.接著，教師可設(shè)置更為直觀且具有挑戰(zhàn)性的活動，如假設(shè)每個小學(xué)生身高1.3米，探究需要多少名小學(xué)生才能組成一億米的高度.最后，教師應(yīng)組織小組討論，讓學(xué)生分享各自的估算結(jié)果和推理過程，相互學(xué)習(xí)借鑒，共同優(yōu)化解決方案，使他們在互動交流中鞏固對“一億”的量感認識，提升自身的量化估算能力.

總之，在“一億有多大”的教學(xué)實踐中，教師精心設(shè)計推理分析環(huán)節(jié)，不僅能夠幫助學(xué)生深入理解大數(shù)的概念，還能有效鍛煉他們的量化估算能力，使其在解決實際問題時更加從容自信.

（二）開展實踐活動，在操作中內(nèi)化量感

1.實物模型演示，“具身感知”數(shù)學(xué)之量

教師可以借助實物模型，將抽象的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為可觀察、可觸摸、可度量的具體形式，從而使學(xué)生在動手實踐中感受和理解數(shù)學(xué)中的“量”，提高理解和記憶效果.

比如，在“角的度量”相關(guān)教學(xué)中，教師可以為學(xué)生打造一種直觀、生動且富有實踐性的學(xué)習(xí)環(huán)境.課堂初期，教師可以準(zhǔn)備一系列具有不同角度的教具，如活動角尺，這些教具設(shè)計精巧，方便學(xué)生動手調(diào)整并觀察角度變化帶來的形狀差異.當(dāng)學(xué)生親手操作時，他們能真切感受隨著角度的細微變化，圖形形態(tài)如何隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而建立對角度這一抽象概念的初步感知.緊接著，在互動教學(xué)環(huán)節(jié)中，教師可進一步引導(dǎo)學(xué)生使用量角器進行實際測量，通過逐步遞增或遞減角度的方式，讓學(xué)生親自測量實物模型上的各個角度，并記錄下相應(yīng)的數(shù)據(jù).這個過程中，學(xué)生不僅能掌握量角器的正確使用方法，更能在一次次的實際操作中深入理解角度大小與其所代表的幾何特征之間的內(nèi)在聯(lián)系，逐漸形成精確的量化意識和估算能力.

這樣的教學(xué)設(shè)計可將抽象的數(shù)學(xué)知識轉(zhuǎn)化為具體的操作體驗，使學(xué)生在探索、發(fā)現(xiàn)和實踐中不斷深化對角的度量的理解.整個過程既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)了他們在解決實際問題時所需的創(chuàng)新思維與實踐能力，充分體現(xiàn)了“具身認知”視角下的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)理念.

2.互動游戲體驗，動態(tài)探索量的變化

要想讓小學(xué)生在游戲中學(xué)習(xí)，動態(tài)探索量的變化，教師需要設(shè)計富有趣味性、參與性和探究性的游戲活動，讓學(xué)生在實際操作和游戲中親身體驗并理解數(shù)量單位之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系及變化規(guī)律等.這種教學(xué)方式能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高其主動參與意識.

比如，在“時、分、秒”這一課的教學(xué)中，教師可以設(shè)計“時間小管家”的互動游戲.首先，教師可以讓學(xué)生扮演“時間小管家”，他們的任務(wù)是準(zhǔn)確把握并合理安排一天中各項活動所需的時間.游戲中，教師為每名學(xué)生提供一個虛擬計時器或電子表模型，學(xué)生需要根據(jù)教師給出的不同情境（如刷牙2分、做作業(yè)1小時30分、跑步15分等）調(diào)整計時器上相應(yīng)的時、分、秒數(shù)字.教師還可以設(shè)置挑戰(zhàn)環(huán)節(jié)，如在限定時間內(nèi)完成一系列活動，促使學(xué)生在緊張有趣的環(huán)境中估算和感知時間流逝的速度以及不同時間段的差異.為了讓學(xué)生更深入理解時間單位間的換算關(guān)系，教師可設(shè)計接力賽形式的游戲，讓學(xué)生依次進行“秒化成分”“分化為小時”的快速計算，并在計時器上實時展示結(jié)果.這樣可以進一步增強學(xué)生的參與熱情，同時檢驗他們對時間單位之間轉(zhuǎn)換規(guī)則的實際應(yīng)用能力.

總之，在“時、分、秒”的教學(xué)中，教師借助互動游戲體驗這一策略不僅能夠提高小學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，而且能幫助他們在實踐中深化對時間單位的理解，進而強化量化思維能力和實踐運用能力.

3.日常生活應(yīng)用，實踐中強化量的概念

將抽象的數(shù)學(xué)知識與學(xué)生的生活實際相結(jié)合，鼓勵學(xué)生在現(xiàn)實生活中尋找和解決與所學(xué)知識點相關(guān)的實際問題，能夠增強學(xué)生的數(shù)學(xué)意識，提高其解決問題的能力，培養(yǎng)他們從數(shù)學(xué)角度理解和處理日常生活的習(xí)慣.因此，教師要積極創(chuàng)設(shè)生活化情境，并設(shè)計實踐活動，使學(xué)生在參與、體驗中加強對數(shù)學(xué)概念的認識，并學(xué)會運用這些概念去量化和解析日常生活中的現(xiàn)象.

以教授“長方形和正方形的面積”這一課為例，教師可以先展示家中客廳地磚、書桌桌面等實物圖片，讓學(xué)生直觀感受不同形狀和大小的面，從而引入面積的概念.接著，教師講解計算長方形和正方形面積的基本公式，并結(jié)合實例演示如何運用公式進行計算.然后，教師組織一次實踐活動，讓學(xué)生利用課后時間測量自己家地面的瓷磚尺寸，并計算出整個臥室地面的總面積，這樣不僅能讓學(xué)生親自操作，動手測量，親身體驗面積的計算過程，還能讓他們認識到數(shù)學(xué)知識在現(xiàn)實生活中的實用性.教師還可以在學(xué)校開展一場關(guān)于校園綠地面積測量的活動，讓學(xué)生分組合作，實地測量學(xué)校操場、花壇等各種形狀區(qū)域的面積，匯總數(shù)據(jù)并分析比較，這樣既能鍛煉學(xué)生的團隊協(xié)作能力，又能強化學(xué)生對面積計算方法的應(yīng)用和對量感的認識.

總之，針對面積的相關(guān)內(nèi)容，教師通過日常生活應(yīng)用和豐富的實踐活動，能使學(xué)生在實踐中不斷鞏固和深化對知識點的理解，同時提升他們的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和解決實際問題的技巧，真正做到學(xué)以致用.

結(jié) 語

總之，基于“具身認知”的小學(xué)數(shù)學(xué)量感可視化教學(xué)有助于培養(yǎng)小學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)與創(chuàng)新能力.教師通過開展思維活動和實踐活動，不僅能豐富學(xué)生的量感認知，還能鍛煉他們的量化估算能力和問題解決技巧.而實物模型演示、互動游戲體驗以及日常生活應(yīng)用等活動形式能使學(xué)生在輕松愉快的學(xué)習(xí)氛圍中掌握量的概念，并將其靈活運用到實際生活中去.教師在實踐中持續(xù)優(yōu)化和完善這一教學(xué)模式，可進一步推動我國小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的改革與發(fā)展.

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