摘要《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》新引入了“量感”核心素養(yǎng),反映了對學(xué)生測量相關(guān)能力的重視,強調(diào)了量感在理解世界中的重要性。文章通過具體的案例分析,指出小學(xué)數(shù)學(xué)教師可以通過引領(lǐng)學(xué)生親歷度量實踐活動,數(shù)學(xué)思考量感,通過估測活動增強量感的能力。這些策略促使學(xué)生通過體驗、思考和應(yīng)用,逐步深化對量感的理解,進而提升解決問題的能力。
關(guān)鍵詞小學(xué)數(shù)學(xué);量感;教學(xué)策略
中圖分類號G6235
文獻標(biāo)識碼A
文章編號20955995(2024)02003903
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》在上一版課標(biāo)提出十個核心概念的基礎(chǔ)上,進一步調(diào)整了小學(xué)階段數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),新增了“量感”這一關(guān)鍵素養(yǎng)。量感主要是指對事物的可測量屬性及大小關(guān)系的直觀感知。它包括了對度量的意義的了解,理解統(tǒng)一度量單位的必要性,能夠在真實情境中選擇合適的度量單位進行度量,能夠在同一度量方法下進行不同單位的換算,初步感知度量工具和方法引起的誤差,并能合理得到或估計度量的結(jié)果。建立量感有助于養(yǎng)成用定量的方法認(rèn)識和解決問題的習(xí)慣,是形成抽象能力和應(yīng)用意識的經(jīng)驗基礎(chǔ)。新
課標(biāo)之所以增加量感,一是因為我國小學(xué)數(shù)學(xué)有四個領(lǐng)域,但沒有設(shè)置以“度量”或“測量”為領(lǐng)域的內(nèi)容;二是因為量與生活密不可分,要更好地認(rèn)識生活世界,需要具備一種度量的“數(shù)學(xué)眼光”。因此,培養(yǎng)量感對于更好地認(rèn)識生活世界至關(guān)重要。
量感不是天生的,而是在不斷體驗、思考和應(yīng)用的過程中逐漸培養(yǎng)出來的。學(xué)生需要在親歷度量中形成量感,在數(shù)學(xué)思考中發(fā)展量感,在估測活動中增強量感。下面將結(jié)合具體課例,探討在小學(xué)數(shù)學(xué)中培養(yǎng)量感的教學(xué)策略。
一、在親歷度量中形成量感
量感的培養(yǎng)始于測量教學(xué)的起點,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從不了解測量工具、不知道測量單位開始,在真實情境中親身經(jīng)歷度量的過程。
(一)多元實踐活動,深度理解概念本質(zhì)
教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過實踐活動獲得對測量對象屬性的豐富感知,不斷積累經(jīng)驗,形成對概念本質(zhì)的深刻理解。
例如,在教學(xué)“面積”時,教師可以設(shè)計三個環(huán)環(huán)相扣的實踐活動,幫助學(xué)生理解面積的含義。一是“比一比”:讓兩個學(xué)生進行清潔活動,一個擦黑板,一個擦課桌的桌面,他們擦的速度是一樣的,問哪位同學(xué)會先擦完;二是“摸一摸”:當(dāng)有學(xué)生談到桌面小,黑板大時,進一步追問“黑板比桌面大,具體哪里大”,讓學(xué)生用手比畫,摸一摸,明確這里指的是表面;三是“說一說”:讓學(xué)生說說身邊事物的表面,感受到物體表面的大小不同,理解“面積就是物體表面的大小”。通過這些循序漸進的實踐活動中,學(xué)生能夠多感官協(xié)同參與,深刻領(lǐng)悟面積概念,為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。
(二)引發(fā)認(rèn)知沖突,體驗單位產(chǎn)生過程
量源于量(liáng),教師應(yīng)模擬“原始場景”,讓學(xué)生在認(rèn)知沖突中親身經(jīng)歷由直接比較到間接比較,由粗略比較到精確比較,由自創(chuàng)單位到統(tǒng)一單位的過程,從而形成量感。
例如,在認(rèn)識“厘米”時,筆者創(chuàng)設(shè)問題情境,讓學(xué)生經(jīng)歷了這個長度單位的“誕生”過程。首先,說明比較的方法。對于長度差距較大的物體,可以直接通過觀察比較;對于長度差距較小的物體,可以并排放在一起比較。其次,請兩位學(xué)生到講臺,讓學(xué)生用“()比()長”這樣的句子進行比較,如“甲比乙長一個頭”“甲比乙長兩拃”等等。然后,讓學(xué)生比較墻面上兩個裝飾條的長短,由于長度接近且無法并排放在一起,學(xué)生意見不統(tǒng)一,引發(fā)爭論。這時有學(xué)生提出要實際測量一下。既然要測量,就需要有標(biāo)準(zhǔn),于是進入下一個環(huán)節(jié),討論剛才有學(xué)生說到的以“頭”、“拃”等作為標(biāo)準(zhǔn)是否合理,得出結(jié)論:有時候兩個物體長度無法直接比較,即使能夠直接比較,要想精確表示比較結(jié)果,都需要用到統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),也就是長度單位,從而引入“厘米”的學(xué)習(xí)。最后,向?qū)W生介紹了古今中外長度單位的歷史文化演變。整個教學(xué)過程層層遞進,讓學(xué)生了解了長度單位的產(chǎn)生和發(fā)展,更深刻地理解了度量的本質(zhì)。
(三)尋找度量共性,建立系統(tǒng)知識結(jié)構(gòu)
度量單位的產(chǎn)生都伴隨著大小比較,可測量屬性的特點對度量單位提出了具體要求,而溝通的需要使度量單位具備了統(tǒng)一的必要性,被測對象含多少個度量單位,就是它的量的大小。
例如,在教學(xué)“體積單位”時,教師可以注重體積單位與長度、面積單位之間的溝通聯(lián)系。在比較兩個長方體的體積,引出體積單位時,教師可以強調(diào):“比較兩個物體的體積需要一個標(biāo)準(zhǔn),就像度量長度需要長度單位,度量面積需要用到面積單位一樣,度量體積也需要體積單位?!保辉谟懻撨x用什么圖形作體積單位時,教師可以啟發(fā)學(xué)生:“長度單位用一條線段表示,面積單位是用一個正方形表示,那么體積單位用什么圖形表示比較合適呢?”在進行體積單位的測量活動時,教師可做總結(jié):“無論是測量物體的長度、面積還是體積,都是數(shù)它們包含多少個度量單位”。這樣的表述可以幫助學(xué)生找到長度、面積和體積單位的共性,幫助學(xué)生建立整體、系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)。
(四)豐富體驗活動,充分感受度量單位
有些度量單位,如重量單位和時間單位,非常抽象,對它們的理解完全基于經(jīng)驗。教師應(yīng)開展形式多樣、生動有趣的體驗活動,幫助學(xué)生形成對這些單位的表象。 例如,在體驗“分”這個時間單位時,教師可以進行一個趣味活動“1分鐘能做什么事”,讓學(xué)生嘗試在1分鐘內(nèi)做一些事情,比如讀文章、做口算、寫字、走幾步等等。在這個過程中,學(xué)生能夠感受到1分鐘的時長,知道1分鐘內(nèi)可以做哪些事情,將1分鐘的時長與熟悉的事情聯(lián)系起來,讓1分鐘有了可知可感的直觀模型,從而獲得豐富的表象儲備,更好地建立起有關(guān)1分鐘的量感。
二、在數(shù)學(xué)思考中發(fā)展量感
“數(shù)學(xué)永遠是用思考來解決問題的”,培養(yǎng)量感也是如此。學(xué)生不僅需要豐富而生動的體驗,還應(yīng)該深度參與思維理性的思考,以增加數(shù)學(xué)思維的深度。
(一)創(chuàng)設(shè)問題情境,激發(fā)學(xué)生主動探究
教師可結(jié)合小學(xué)生的心理特征和生活實際,根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)有趣的問題情境,讓學(xué)生接觸和經(jīng)歷與量感有關(guān)的實例,通過深入思考問題來加深對知識的理解。
例如,在學(xué)習(xí)“體積”這一概念時,筆者創(chuàng)設(shè)了有趣且有意義的問題情境,激發(fā)學(xué)生興趣的同時并引發(fā)思考。教師首先展示了兩張圖片:一張是牛頓在樹下看到蘋果掉下來的現(xiàn)象,通過思考發(fā)現(xiàn)了萬有引力;另一張是瓦特看到燒水時壺蓋被蒸汽頂起的現(xiàn)象,通過思考發(fā)明了蒸汽機。接著,教師播放了烏鴉喝水寓言故事的動畫,烏鴉將小石子一顆一顆扔進瓶子里,水面逐漸升高。教師鼓勵學(xué)生像科學(xué)家一樣去探索,從動畫中觀察到了什么現(xiàn)象,有什么思考。通過這個問題的探索過程,學(xué)生更加形象、具體地理解了體積的概念,自然地培養(yǎng)了對“空間”的量感。
(二)借助推理想象,感受衍生度量單位
在學(xué)習(xí)測量的過程中,并不是所有的量都可以直接感受,這時培養(yǎng)量感需要依靠推理和想象活動。
例如,在認(rèn)識“公頃”這個較大的面積單位時,筆者設(shè)計了幾個活動來幫助學(xué)生感受。一是回顧已經(jīng)學(xué)習(xí)過的面積單位,并梳理它們間的進率關(guān)系;二是創(chuàng)造新的面積單位,用過去學(xué)習(xí)的這些面積單位去量學(xué)校的面積,發(fā)現(xiàn)它們都太小,于是引入一個邊長100米的正方形作為新的面積單位,稱之為“公頃”;三是通過計算推理出公頃和平方米的進率關(guān)系;四是借助黑板上貼的平方米和平方厘米的關(guān)系,類比平方米和公頃的關(guān)系,想象1公頃有多大;五是借助信息技術(shù)手段,借助地圖的測距功能,在學(xué)生熟悉的位置圈出1公頃大小的土地,讓學(xué)生進一步感受1公頃的大小。通過這些活動,學(xué)生在已有的面積單位基礎(chǔ)上,借助推理和想象等思維活動,逐漸清晰地感受到1公頃的量。
(三)強調(diào)對比思辨,激發(fā)學(xué)生理性思考
教師可以適時創(chuàng)設(shè)對比和辨析活動,引導(dǎo)學(xué)生通過思辨進行回顧反思、總結(jié)提升,加深對度量單位之間聯(lián)系的理解,深刻感受度量的價值和意義。
例如,在教學(xué)“分與秒”時,筆者針對分與秒的進率,引導(dǎo)學(xué)生進行深入思考。為什么生活中常見單位的進率往往都是10、100、1000,而規(guī)定1分是60秒呢?通過討論和交流,學(xué)生了解到60可以方便地分成2、3、4、5、6份,古人在進行天文觀測時經(jīng)常需要進行等分,而60恰好滿足這個特點,如果換成進率是100,那么三等分和六等分就無法實現(xiàn)了。學(xué)生通過比較和辨析,不僅深刻體會到選擇60作為分鐘和秒鐘之間進率的合理性,還感受到測量中所蘊含的人類智慧。
(四)布置特色作業(yè),鼓勵學(xué)生個性表達
作為對課堂教學(xué)的補充,教師可增加開放化、體驗式的特色作業(yè),讓量感體驗由課堂延伸至課外。
例如,在學(xué)習(xí)了“升”這個容積單位后,筆者布置了“我眼中的1升”這個實踐作業(yè),要求學(xué)生用自己的方式表述對1升的理解。有的學(xué)生觀察了水龍頭滴水的速度,發(fā)現(xiàn)每秒滴1滴水,1分鐘滴的水大約是25毫升,也就是400分鐘滴的水大約就是1升。他們將這個過程制作成數(shù)學(xué)小報,并以此宣傳節(jié)約用水的環(huán)保理念。另一些學(xué)生則拍了短視頻,展示家中茶杯的容積大約是200毫升,將5杯水合在一起就是1升。通過完成這個作業(yè),學(xué)生用不同的方式來描述1升,豐富了對1升的直觀感知。在全班交流時,這些作業(yè)促進了班級群體量感的發(fā)展。
三、在估測活動中增強量感
量感更多體現(xiàn)在脫離測量工具的環(huán)境下,仍能對量的大小有較準(zhǔn)確地感知,增強量感需要進行估測活動。
(一)積累生活經(jīng)驗,奠定估測良好基礎(chǔ)
作為對標(biāo)準(zhǔn)度量單位的補充,教師要引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)和生活中記住一些常見的量,為進一步認(rèn)識和估測陌生對象提供參照。
例如,學(xué)習(xí)“克和千克”這一內(nèi)容時,筆者向?qū)W生介紹了賣糖果的售貨員張秉貴的“一抓準(zhǔn)”絕活,讓學(xué)生扮演小售貨員,將全班學(xué)生分成若干學(xué)習(xí)小組,每個小組前面放一臺電子秤,還有糖果、瓜子、果凍等常見的小零食。小組同學(xué)合作進行實驗,一人扮演顧客報出要買的數(shù)量,另一人扮演售貨員去抓,然后放到電子秤上稱一稱,看看與實際重量相差多少。完成后,小組成員交換角色再繼續(xù)實驗。在學(xué)生的實驗中,在他們先估后驗的活動中。他們通過先估測后驗證的活動,將生活中常見物品的重量經(jīng)驗存儲在記憶中,這些生活常識的積累有助于學(xué)生更快地判斷其他物品的重量,從而增強量感。
(二)學(xué)會參照對比,提升學(xué)生估測能力
教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會在自己的“資源庫”中尋找合適的對象,通過標(biāo)準(zhǔn)單位與非標(biāo)準(zhǔn)參照物的對比,提升估測能力。
例如,在解決“測量”這一單元的練習(xí)時,筆者讓學(xué)生通過與參照物的對比來填寫合適的單位:一根黃瓜長20();小麗立定跳遠跳了15()。教師鼓勵學(xué)生以鉛筆、手掌、身高等自己熟悉的物體為參照物,通過對比分析其他物體的長度。例如,黃瓜的長度與鉛筆的長度差不多,一支鉛筆長十幾厘米,所以黃瓜的長度應(yīng)該是20厘米;立定跳遠的長度和身高差不多,應(yīng)該是跳了15分米。在這個完成練習(xí)的過程中,通過引導(dǎo)學(xué)生尋找參照物,學(xué)生可以從已有經(jīng)驗出發(fā),合理探究如何準(zhǔn)確確定物體的長度單位。
(三)進行轉(zhuǎn)換拓展,不斷豐富估測策略
教師可引導(dǎo)學(xué)生將抽象的且不易感知的量轉(zhuǎn)化為直觀的且容易感知的量,學(xué)會用對立統(tǒng)一的觀點認(rèn)識不同的量。例如,在認(rèn)識“噸”這個重量單位時,筆者將重量感與空間感聯(lián)系起來,進行了轉(zhuǎn)換。由于“噸”這個單位太大,沒有人能夠親身體驗1噸有多重。教師利用信息技術(shù),展示了1噸棉花、1噸水、1噸鐵塊、1噸大米堆放的圖片,將不同材料的1噸轉(zhuǎn)化為對空間的感受,讓學(xué)生對1噸有更立體、多元的認(rèn)識。這樣的設(shè)計將無法表達的抽象體驗轉(zhuǎn)化為可以對比和描述的直觀感受,幫助學(xué)生進一步認(rèn)識噸的概念。
(四)解決實際問題,體現(xiàn)估測方法優(yōu)勢
在解決某些測量問題的過程中,結(jié)果的誤差在一定范圍內(nèi)是可以接受的。教師可以引導(dǎo)學(xué)生選擇合適的估測方法,合理處理誤差,從而更容易得到結(jié)果,找到規(guī)律。
例如,在教學(xué)“圓的面積”這一內(nèi)容時,筆者在確定研究方向時,讓學(xué)生討論如何研究圓的面積。有學(xué)生提到可以借鑒以往研究面積的經(jīng)驗,用數(shù)方格的方法研究圓的面積。教師出示一個邊長1分米的圓,用邊長1分米的正方形鋪設(shè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)圓是一個曲線圖形,無法用正方形完全鋪滿,無法準(zhǔn)確測量其面積。教師隨即引導(dǎo)學(xué)生:“能否估測一下它的面積呢?”學(xué)生通過比較和推測,認(rèn)為每個格子中的圓占了一半多,4個格子拼在一起,大約是3個格子,所以這個圓的面積大約是3平方分米。雖然這不是準(zhǔn)確的結(jié)果,但它為學(xué)生猜測圓的面積和什么有關(guān),確定研究方法提供了支持。
(危雄,華中師范大學(xué)附屬小學(xué),武漢 430070)
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責(zé)任編輯:劉源
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