在《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》(下文簡稱“新課標”)指引下,數(shù)學教育對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)提出了更高要求。量感意識作為其中一個重要維度,逐漸成為數(shù)學教學關(guān)注的焦點。長度單位作為小學數(shù)學的基礎(chǔ)內(nèi)容,不僅是學生認識“量”的起始,更是培養(yǎng)量感意識的關(guān)鍵載體。通過長度單位的教學,學生能直觀地感知量的大小、理解單位的概念、提升估計和測量能力,為后續(xù)數(shù)學學習和生活實踐中的量的運用奠定基礎(chǔ)。因此,教師深入研究在“長度單位”教學中培養(yǎng)學生量感意識的策略具有重要意義。
一、量感意識的理論基礎(chǔ)與構(gòu)成要素
(一)新課標中量感意識的內(nèi)涵
新課標明確指出,量感是指個體對事物的可測量屬性及大小關(guān)系的直觀感知,它是對物體輕重、多少、大小、長短、粗細、厚薄等屬性的一種感受力,是學生對“量”的敏感性、直接反應能力的體現(xiàn)。新課標對學生的量感意識提出新的要求,如下:一是要求學生能理解度量的意義,認識到統(tǒng)一度量單位的必要性。二是針對真實情境選擇合適的度量單位進行度量,并在同一度量方法下進行不同單位的換算。三是初步感知度量工具和方法引起的誤差,合理得到或估計度量的結(jié)果。四是建立量感,養(yǎng)成用定量的方法認識和解決問題的習慣。
量感意識的培養(yǎng)應遵循以下原則:(1)自主性原則。該原則強調(diào)學生的主體地位,教師應鼓勵學生自主思考、自主探索,通過自我發(fā)現(xiàn)和自我構(gòu)建的方式深化對數(shù)學概念的理解;通過小組合作、獨立探究等方式增強量感意識。(2)體驗性原則。教師應設計豐富的實踐活動,如使用測量工具測量物體長度、制作長度單位模型等,讓學生在操作中直觀感受長度的概念,理解長度單位的實際意義。(3)實踐性原則。該原則強調(diào)將量感意識的培養(yǎng)與現(xiàn)實生活相結(jié)合,讓學生在解決問題中鍛煉和提升量感能力。教師應引導學生將所學知識用于解決實際問題,通過實踐性學習,學生在真實情境中運用長度單位增強量感意識。(4)應用性原則。該原則將量感意識的培養(yǎng)與數(shù)學知識的應用相結(jié)合,提升學生的量感能力。教師應注重知識的遷移和拓展,引導學生將長度單位的知識應用于其他數(shù)學領(lǐng)域,提升其綜合運用數(shù)學知識的能力。
(二)量感意識的核心構(gòu)成要素
量感意識作為一個復雜的認知結(jié)構(gòu),其核心構(gòu)成要素包括以下幾個方面:一是量的直觀感知要素。它要求學生能通過感官直接感知量的存在,理解量的意義,形成對量的初步認識。感知能力依賴于學生的生活經(jīng)驗,注重其數(shù)學思維的運用。在感知過程中,學生運用觀察、比較等方法對量的屬性進行初步描述與分類,為后續(xù)增強量感奠定基礎(chǔ)。二是量的大小比較與估計能力要素。它要求學生運用所學知識對量進行比較,判斷量的大小關(guān)系,并進行估計,給出量的近似值。在比較與估計過程中,學生運用數(shù)學語言對量的關(guān)系進行描述,如使用“大于”“小于”“等于”等詞匯進行比較,使用“大約”“左右”等詞匯進行估計。三是量的單位選擇與運用能力要素。它要求學生理解不同度量單位的意義與適用范圍,在實際情景中選擇合適的度量單位進行描述和測量。在選擇與運用過程中,學生需了解不同度量單位之間的換算關(guān)系,如米與厘米的換算,以便在實際測量中進行單位轉(zhuǎn)換。四是量的測量操作與結(jié)果解讀要素。它要求學生正確使用測量工具進行測量,并準確解讀測量結(jié)果,給出量的準確值。在測量與解讀過程中,學生要了解測量工具的使用方法與注意事項,如測量尺的使用和讀數(shù)方法。學生還要關(guān)注測量誤差和精度問題,學會對測量結(jié)果進行修正評估,提高測量的準確性。
二、“長度單位”教學內(nèi)容的深度解析
(一)長度單位知識體系梳理
長度單位作為衡量物體尺寸或空間距離的標準,其概念并非一成不變,而是隨著人類社會的發(fā)展、科學技術(shù)的進步不斷演變。長度單位經(jīng)歷了漫長的發(fā)展過程,從最初的簡單劃分,如以身體部位為參照,再到標準化、國際化,如國際單位制中的米等。在長度單位的教學內(nèi)容中,毫米、厘米、分米、米和千米是小學生需要掌握的基本長度單位。每個單位都有其特定的內(nèi)涵和使用場景,如毫米用于精確測量,千米常用于表示較長的距離。且單位之間存在明確的換算關(guān)系,如1米等于100厘米,1千米等于1000米等。學生系統(tǒng)梳理長度單位之間的相互關(guān)系,有助于形成清晰的量感概念框架,為后續(xù)的量感實踐奠定基礎(chǔ)。
(二)長度單位教學目標與量感培養(yǎng)的契合
一是知識目標與量感意識各要素的對應關(guān)系。教師通過對長度單位的定義、性質(zhì)及換算關(guān)系的理解,培養(yǎng)學生的量感感知能力;通過實際測量活動,提升學生的量感操作能力;通過解決實際問題,鍛煉學生的量感思維能力。二是技能目標對量感實踐能力的培養(yǎng)要求。在測量工具使用方面,教師要求學生掌握直尺、卷尺等的操作方法,深化對測量起點、終點及刻度含義的理解,并依據(jù)物體實際長度范圍和測量情境精度,從多種單位中選擇,靈活運用所學知識解決實際問題。三是情感態(tài)度目標在量感意識發(fā)展中的引導作用。教師通過創(chuàng)設富有吸引力的教學情境,激發(fā)學生的數(shù)學學習興趣;通過鼓勵學生在實踐中探索、嘗試和創(chuàng)新,培養(yǎng)其勇于挑戰(zhàn)、樂于探究的精神;通過引導學生關(guān)注生活中的數(shù)學問題,增強其數(shù)學應用意識。
三、新課標下學生量感意識的培養(yǎng)現(xiàn)狀
(一)教材現(xiàn)狀
一是內(nèi)容編排缺乏系統(tǒng)性。部分教材在內(nèi)容編排上較為零散,且不同年級的教材之間缺乏必要的銜接和過渡,使學生在學習過程中難以形成完整的知識體系。例如,有的教材在低年級僅簡單介紹了厘米、米等基本長度單位,而到了高年級則引入千米、毫米等更為復雜的長度單位,沒有給學生足夠的適應和過渡空間,使學生在學習中易感到困惑,產(chǎn)生挫敗感。二是實踐操作環(huán)節(jié)不足。部分教材過于注重理論知識的灌輸,忽視了實踐操作對培養(yǎng)學生量感意識的重要作用。同時,由于缺乏足夠的實踐操作機會,學生難以將所學知識轉(zhuǎn)化為實際能力,影響了量感意識的培養(yǎng)效果。三是與生活實際脫節(jié)。教學內(nèi)容上過于抽象和理論化,學生難以將所學知識應用到實際生活中,降低了學習的積極性。
(二)學生現(xiàn)狀
一方面,學生量感意識薄弱,單位換算理解困難,難以準確感知和判斷不同長度單位的實際大小,缺乏對量的概念的理解和認識。學生在解決涉及單位換算的問題時容易出錯,不能將單位換算與實際長度的比較相結(jié)合。薄弱的量感意識影響了學生的學習效果,限制其實際應用能力的提升。另一方面,學生的學習興趣不高,在學習過程中缺乏足夠的興趣和動力,他們往往將數(shù)學學習視為一種枯燥無味的任務,而不是充滿樂趣和挑戰(zhàn)的探索過程。消極的學習態(tài)度易對其未來的數(shù)學學習產(chǎn)生負面影響。此外,學生的應用能力不足,表現(xiàn)出操作不規(guī)范、對測量結(jié)果解讀不準確等問題。學生在面對實際任務時,難以將所學知識轉(zhuǎn)化為實際能力去解決問題,影響量感意識在實際生活情境中的應用。
(三)教師教學現(xiàn)狀
教師在量感意識培養(yǎng)的過程中存在不足。部分教師仍采用傳統(tǒng)的講授式教學方法,只是機械地向?qū)W生灌輸量的概念、單位換算以及相關(guān)公式,將大量的課堂時間用于理論知識的講解,很少給學生提供親身體驗和實踐操作的機會。此種教學方式不利于學生理解量的本質(zhì),無法將抽象的數(shù)學知識與現(xiàn)實生活中的量建立有效聯(lián)系,阻礙學生量感意識的發(fā)展。同時,部分教師未充分認識到量感意識培養(yǎng)在學生數(shù)學素養(yǎng)提升中的重要價值,在教學計劃的制訂和教學時間的分配上,對量感教學的投入較少,導致量感教學內(nèi)容無法深入、系統(tǒng)地展開,使學生只能淺嘗輒止地學習相關(guān)知識,難以構(gòu)建起完整的量感知識體系。教師在設計教學時缺乏整體性、連貫性,各教學環(huán)節(jié)之間缺乏有效的銜接與遞進,無法為學生提供循序漸進的學習路徑,使學生在量感學習過程中易感到困惑、迷茫。在教學評價方面,教師對學生量感的考查方式過于單一,僅通過書面考試來檢驗學生對量的知識的掌握程度,忽視對學生量感實際應用能力和思維過程的評價。片面的評價方式無法全面、準確反映學生量感意識的發(fā)展水平,也不能為教師的教學改進提供有針對性的反饋信息,更不利于教學質(zhì)量的提升和學生量感意識的培養(yǎng)。
四、基于量感意識培養(yǎng)的“長度單位”教學策略
(一)情境創(chuàng)設:激發(fā)量感意識的萌發(fā)
教師應基于生活實際創(chuàng)設情境,將長度單位的學習與學生日常生活緊密結(jié)合。以家居裝修情境為例,教師提出問題:“我們要給房間鋪設木地板,房間的長是5米,寬是4米,需購買多少平方米的木地板呢?‘米’的長度單位有什么作用呢?”學生在思考問題時會意識到長度單位是解決實際問題的關(guān)鍵,在此過程中也能感受到不同長度所代表的實際空間大小。再如,以體育比賽中的跑道長度情境為例,教師描述:“在學校的運動會上,我們要進行400米賽跑,跑道一圈是400米,那運動員跑半圈是多少米?若要在跑道旁設置一些間隔為10米的助威點,需要設置多少個?”以此幫助學生將長度單位與體育活動聯(lián)系起來,會思考400米、10米這些長度在具體場景中的含義,以及不同長度之間的數(shù)量關(guān)系,激發(fā)學生的量感意識。教師還可將故事、歷史情境引入長度單位的教學。例如,在教授“英寸”時,講述古代英國國王亨利一世的手掌長度被定為1英寸的故事。教師通過故事情境,幫助學生了解英寸這一長度單位的由來,感受量感在歷史長河中的演變與發(fā)展。還可引入我國古代測量長度的方法,如步幅測量距離、竹簡或木尺進行長度換算等,拓寬學生的知識面。
教師在創(chuàng)設情境時還應注重問題的設計與引導,通過提出富有啟發(fā)性和挑戰(zhàn)性的問題,促使學生主動思考長度單位和量的關(guān)系。例如,在教授“毫米”等較小長度單位時,教師可以創(chuàng)設讓學生尋找最小物體的情境。教師讓學生在家中或教室里尋找一個最小的物體,并使用毫米刻度尺進行測量。在測量過程中,教師可引導學生思考:為什么需要用毫米來測量這么小的物體?毫米和厘米、分米等長度單位之間有什么關(guān)系?教師通過問題引導,加深學生對長度單位的含義和換算關(guān)系的理解,建立對長度單位的量感意識。
(二)直觀教學:夯實量感意識的基礎(chǔ)
教師可運用豐富的實物教具來輔助教學,如直尺、卷尺、不同長度的實物模型等,引導學生使用直尺測量書本的長度、寬度,用卷尺測量教室的長度等。學生通過觸摸直尺的刻度、觀察卷尺的刻度變化,直觀地感受厘米、分米、米等長度單位。例如,當學生用直尺測量鉛筆的長度時,會看到鉛筆的一端對齊直尺的零刻度,另一端對應的刻度值就是鉛筆的長度,認識1厘米的大概長度。除測量工具外,教師還可準備長度為1厘米、1分米、1米的木棒模型,學生通過觸摸木棒感受它們的長度差異。比如,學生在比較1厘米和1分米的木棒時,能明顯感覺到1分米比1厘米長;通過數(shù)1分米木棒包含幾個1厘米木棒,直觀地理解1分米等于10厘米,夯實量感基礎(chǔ)。教師還可借助多媒體技術(shù)增強學生對長度單位和量感的視覺感知,如利用動畫演示長度單位的換算過程,展示1米等于100厘米、1厘米等于10毫米等換算關(guān)系。還可利用視頻展示生活中長度測量的實例,如測量房間大小、測量身高、測量物品尺寸等,促使學生掌握長度單位在生活中的應用范圍。
此外,教師還可以引導學生通過不同感官,如視覺、觸覺等感官通道強化對量感意識的理解和記憶。比如,在觀察動畫中米和厘米的換算時,學生可看到大單位“米”和小單位“厘米”轉(zhuǎn)化的細分過程。在觀察實物教具的測量過程中,視覺信息會被大腦快速處理和存儲,學生也能掌握物體的長度與刻度的對應關(guān)系。又如,在使用直尺測量物體長度時,學生通過視覺觀察刻度、通過觸覺感受直尺與物體的接觸,以及手部移動直尺的動作,讓學生準確地理解長度單位在測量中的應用,提高對量的大小比較、單位選擇等量感意識要素的掌握程度。
(三)實踐活動:深化量感意識的內(nèi)化
教師應組織多樣化的測量實踐活動,從課堂內(nèi)外到復雜的校園環(huán)境測量。例如,教師引導學生使用厘米尺測量鉛筆、橡皮、書本等文具的長度,一支鉛筆的長度大約為15厘米,一塊橡皮的長度則為3厘米。學生通過操作掌握測量方法,建立對厘米單位的直觀認識。教師還可組織學生測量樹木的高度、操場的長度等。例如,為測量一棵大樹的高度,學生會使用繩子、竹竿等工具進行輔助測量,或利用相似三角形的原理進行估算。通過實踐活動,學生加深對米、分米等較大長度單位的理解,還能增強團隊協(xié)作和解決問題能力。為培養(yǎng)學生的自主探索能力,教師應鼓勵他們開展與長度單位相關(guān)的探究活動。又如,教師給出不同大小的物品,如小飾品、書籍、籃球等,讓學生思考如何選擇合適的長度單位來描述物品的尺寸。學生會選擇毫米或厘米等長度單位來描述尺寸較小的飾品;對于書籍,厘米可以很好地描述其具體長度;籃球的直徑則可用分米來描述。在此過程中,學生要考慮物品的實際大小、測量的精度要求、包裝設計的便利性等因素,深入理解不同長度單位的適用范圍及在特定情境下的最優(yōu)選擇。同時,在測量結(jié)束后,教師可組織學生進行討論。以測量樹木高度為例,教師問學生:“在測量過程中,你們遇到了哪些困難?是如何解決的?你們選擇的測量方法和長度單位是否合適?”在此過程中,學生也會反思、總結(jié)自己的測量方法和結(jié)果,不斷調(diào)整、優(yōu)化測量策略。
(四)對比與估計訓練:提升量感意識的精度
學生通過對比不同長度單位之間的實物長度,可感受不同單位間的差異;通過估計訓練,鍛煉直覺判斷能力及量的感知精度。教師可設計不同長度單位之間的對比活動,通過展示實物、播放視頻等方式進行。例如,教師準備一些長度分別為1厘米、1分米、1米的實物,如紙條、木棍等,并讓學生觀察、比較和測量實物的長度,他們會發(fā)現(xiàn)1分米是1厘米的10倍,而1米是1分米的10倍或1厘米的100倍。教師還可開展長度量的估計訓練,引導學生先估計再測量。又如,教師先讓學生估計一些較小物體的長度,如鉛筆、書本等,并記錄估計結(jié)果。然后使用測量工具進行實際測量,并比較估計結(jié)果與實際測量結(jié)果之間的差異,提高自我學習能力。
除了較小物體的估計訓練,教師還可引導學生對較大的場地進行長度估計。估計訓練不僅要求學生具備較強的估計能力,還考驗著他們的空間想象能力。比如,教師可讓學生估計教室的長度、寬度和高度,學生會根據(jù)步數(shù)來估計教室的長度,學生的一步大約是50厘米,走10步大約是5米,所以教室的長度大約為5米。教師隨后帶領(lǐng)學生用卷尺測量教室的實際長度,假設測量結(jié)果是8米,學生會發(fā)現(xiàn)自己的估計存在較大誤差。在估計較小物體和較大場地的長度過程中,學生需依靠自己對長度單位的理解和平時積累的量感經(jīng)驗,促使學生在沒有測量工具的情況下運用量感意識來判斷物體的長度。隨著估計訓練的進行,學生對長度的直覺判斷能力會逐漸提高,并且能根據(jù)物體的特征和周圍環(huán)境更加準確地估計其長度。同時,估計訓練后的測量驗證環(huán)節(jié)也很關(guān)鍵,通過對比估計值和實際測量值,學生能發(fā)現(xiàn)自身量感意識的不足之處,從而調(diào)整和完善自身的量感判斷,提升量感意識的精度。
五、總結(jié)
綜上所述,在新課標背景下,以“長度單位”教學為切入點培養(yǎng)學生的量感意識是一項具有深遠意義的教學活動,它是學生理解數(shù)學概念、掌握數(shù)學技能的基礎(chǔ),更是學生形成科學思維、提升問題解決能力的關(guān)鍵。教師通過深入理解量感意識的內(nèi)涵,準確把握長度單位教學內(nèi)容與量感培養(yǎng)目標的契合點,靈活運用情境創(chuàng)設、直觀教學、實踐活動及對比與估計訓練等多種教學策略,有效激發(fā)學生的量感意識,促進其在知識、技能和情感態(tài)度等多方面的發(fā)展。教師在教學實踐中應不斷探索,完善教學方法,為學生的全面發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
編輯:陳鮮艷
作者簡介:馮艷軍(1982—),女,漢族,大專,中小學一級教師,研究方向:小學數(shù)學。