江蘇省蘇州市吳江經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)江陵實驗小學 顧夢娜
量感是學生通過大量的體驗和感悟建立起來的,量感的基礎是感知培養(yǎng),感知主要包括視覺感知、聽覺感知、觸覺感知、心理感知等,是學生在生活和學習過程中不斷體驗和積累的。學生通過直觀感知過渡到具體事物的抽象認識,形成自有體系的一套邏輯思維,循序漸進地形成自身的量感。小學階段的量感主要集中在長度、面積、體積等方面,長度量感是基礎,面積量感是過渡,體積量感是綜合,量感維度架構感知從“線”到“面”、從“面”到“體”,循序漸進。
量感培養(yǎng)與我們的生活息息相關,但是由于小學生生活經(jīng)驗不足,他們對現(xiàn)實世界的量感感知能力是非常有限的,同時教師在教學中過度抓“數(shù)感”而忽視“量感”的傾向,無法整體統(tǒng)籌小學階段跨學段量感培養(yǎng),缺乏量感整體架構的意識,導致學生量感素養(yǎng)培養(yǎng)較為薄弱。
本文就以“長度、面積、體積單位”教學實踐為例,關注量感維度關聯(lián)性,提升量感整體架構。
小學生的數(shù)學學習都是以實際生活經(jīng)驗為背景的,脫離實際生活背景的數(shù)學學習對于小學生來說是有難度的。以生活經(jīng)驗為背景的數(shù)學學習,能夠激發(fā)學生的學習興趣,同時也能夠激發(fā)學生的求知欲,引發(fā)學生對于數(shù)學學習與生活實際需求的思考。量感是聯(lián)系數(shù)學知識與學生實際生活的橋梁,量感的培養(yǎng)顯得尤為重要。學生具備良好的量感,可以促進其自主思考能力和思維創(chuàng)新能力的進階,對今后的學習和生活都有重要意義。
但由于學生生活實際經(jīng)驗的差異性,學生對于量感的感知能力差異很大,這就需要教師在實際教學中統(tǒng)籌量感培養(yǎng)整體架構,關注量感維度關聯(lián)性,密切聯(lián)系跨單元、跨學段知識,把握量感培養(yǎng)重難點,夯實單位量,強化測量本質(zhì)。
何謂量感?簡而言之,“量感”就是對“量”的感悟,感悟就有可能會帶來偏差。
在教學體積單位時,學生對于立方米和立方分米的感知比較敏銳,但是對于立方分米的判斷存在很大的偏差。就像生活中對于極大和極小的物體,學生是很容易分辨出來的,但是對于“不大不小”的物體其實是很難把握的。就像體積單位中的立方分米,是體積單位中的“錨基單位”,是學生典型的“盲區(qū)概念”。特別是將立方厘米、立方分米和立方米放在一塊時,學生對于三者的感知邊界是模糊的,無法準確區(qū)分。如讓學生自己選擇體積單位填空時,對于“微波爐的體積是40( )”這道題,很多學生選擇填“立方厘米”。學生的想法是微波爐不是很大,前面數(shù)據(jù)又比較大,所以選擇填寫“立方厘米”,未想到“立方分米”。由此可見,對于“立方分米”這個單位量感的把握,是學生的盲區(qū)和弱點。
教材中直接出示“立方分米”這個測量單位的規(guī)定含義,“棱長1 分米的正方體體積為1 立方分米”,然后出示圖片,指出粉筆盒的體積為1 立方分米,但學生一般接觸到的都是小于1 立方分米的粉筆盒。1 立方分米的粉筆盒沒有現(xiàn)成的,于是筆者就讓學生自己小組合作制作,學生在制作之前基本猜測是2 個粉筆盒拼起來大概有1立方分米的體積,但是制作完成后發(fā)現(xiàn)3 個粉筆盒差不多有1 立方分米的體積。通過動手操作,學生深切感知1 立方分米有多大,從而矯正量感盲區(qū)。同時,在課間利用生活中的物體,如西瓜、哈密瓜、南瓜等,切出1 立方分米的正方體,讓學生去感受“錨基單位”的大小,進一步增強單位量感的直觀體驗。
新課標指出,要理解長度、面積、體積等都是相應度量單位的累加。測量的本質(zhì)是對比,是以測量單位為標準將被測物進行再分,看被測物中有多少個測量單位相累加。根據(jù)這一測量本質(zhì),在學習體積單位時,教師就要引導學生尋找身邊的“標準體積單位量”,如:數(shù)學作業(yè)本、魔方、橡皮等,去測量課桌肚的容積和鉛筆盒的體積等。雖然實施起來比較困難,但是學生非常感興趣。
在教學體積單位立方厘米、立方分米和容積時,教師可運用三階魔方這個標準體積單位量來帶領學生學習探究新知。學生在探究一個課桌肚的容積時,發(fā)現(xiàn)如果用橡皮去探究需要的橡皮數(shù)量就太多了,從而發(fā)現(xiàn)用魔方去測量比較合適,因為一個標準的三階魔方的體積大約是125 立方厘米,學生通過多個魔方的疊加發(fā)現(xiàn)了一個課桌肚大約是由8 個魔方組成的大小,也就是1 立方分米的大小。學生通過猜想估計、操作驗證,感受到找到合適的標準體積單位量的重要性,并且更能深刻感知測量的本質(zhì)就是一個個標準單位量的累加。通過操作認識到邊長是1 分米的正方體的體積是1 立方分米,同時也發(fā)現(xiàn)了生活中一些非正方體物體的大小接近1 立方分米。學生對于知識的獲取不再局限于書本,而是從生活實踐中學習和感悟,積累了發(fā)展量感的豐富經(jīng)驗,也促進了對“量”的敏銳度。
在量感培養(yǎng)架構中,估測策略是將感性理解轉(zhuǎn)化為理性認知的重要一步。量感的提升并非一朝一夕之功,它是學生經(jīng)歷量感學習的一個循序漸進的過程。長度單位為一維,面積單位為二維,體積單位為三維。學習的過程也是從一維到二維再進階到三維的。
長度單位的學習是面積單位學習的基礎,也是之后體積單位學習的基礎。在學習長方體和正方體體積時,學生很難意識到長方體的12 條棱為何會與長方體的體積有聯(lián)系,12 條棱搭建的面又與體積有著何種聯(lián)系。究竟是棱決定了長方體的體積還是面決定了長方體的體積,這是困擾學生的一個問題點。
在教學時,教師可從長度單位出發(fā),“長”表示一行平均分成幾個單位量,“寬”表示一層有幾行,“高”表示一共有幾層,由一個線上的單位量的數(shù)量進階到一個面上的單位量的數(shù)量,最后是一個體由多少單位量的數(shù)量組成。前后貫通,從一維到三維,將量感素養(yǎng)落實到每一步的理解中。從而,讓學生了解到,長和寬的長度也就是“線”的長度決定了一個面的大小,在長和寬確定的情況下也就是“線”的長度確定了,那高就決定了體積的大小。所以,體積既與12 條棱有聯(lián)系,和6 個面也有聯(lián)系,這樣,也能幫助學生更深刻地理解體積公式。同時,在教學時,教師不僅要設計由長寬高到體積的練習題,還應該呈現(xiàn)由體積反推長寬高的練習題,訓練學生正向估測和反向推理的能力,利用“體積—長度—體積”的思維思考較大物體的表象,發(fā)展學生推理能力,助推其量感素養(yǎng)的形成。
培養(yǎng)由線到體的空間想象能力是比較容易的,但是培養(yǎng)由體到面再到線的空間想象能力是比較困難的。在教學中,教師可以設計一些逆推小練習,如:體積為2 立方米的長方體主席臺,長、寬、高分別為幾米?這樣的長方體主席臺又有幾米長呢?學生列出了很多種情況,并在生活中努力尋找這樣類似的長方體,如長1米、寬1米、高2 米的冰箱,又或者是長2 米、寬1 米、高1 米的書房書桌等。學生在充分思考的基礎上,以班級為單位展開了深入溝通,互相交流所見所得所獲,將數(shù)學知識與生活實際相聯(lián)系,從生活中發(fā)現(xiàn)數(shù)學,也能更好地理解數(shù)學的用途。為此,教師要把純粹的數(shù)據(jù)與發(fā)展學生空間觀念聯(lián)系起來,充分發(fā)揮“一維”長度的作用。這樣,通過理性推理,使教學從運用公式到用熟悉的“長度”聯(lián)系實際物體,從而讓學生對體積大小有更加直觀的感知。
量感素養(yǎng)的維度多樣決定了量感培養(yǎng)不是單一孤立的,而是多維度整合的。教師在教學中應該注重量感關聯(lián)維度建構,立足大單元教學和跨學段意識。
“長度”是幾何測量的核心,也是學生在小學階段感知最強的維度。教師要以“長度”為思維支撐,逆向思維、逆向想象,幫助學生理性推理獲得“數(shù)”與“量”的融合感知,從而在面積量感、體積量感等方面培養(yǎng)學生的素養(yǎng)。在圖形和幾何領域,長度、面積與體積緊密聯(lián)系。新課標對各學段量感培養(yǎng)的學業(yè)要求已有明確表述,見表1。
表1 各學段量感培養(yǎng)的學業(yè)要求
由此在進行教學時,教師要從三位一體出發(fā),系統(tǒng)設計線、面、體的練習題,整合“數(shù)感”和“量感”之間的聯(lián)系,將長度產(chǎn)生的數(shù)與面積、體積產(chǎn)生的大小進行整合,建立不同計量單位之間的關聯(lián),促進知識遷移。
教師要引導學生通過思辨內(nèi)化,將感性體驗上升到理性思維,建立量感維度的清晰概念。數(shù)學學習在本質(zhì)上是有同一性的,并且在學習方式上有著一致性。在長度、面積和體積內(nèi)容學習上的一致性尤為明顯。在教學中,教師應該滲透給學生三種單位類別的不同,分別在“錨基單位”、感官體驗和衍生單位中體會各自特點(見表2)。教師通過對比分析、橫縱比較,讓學生理解內(nèi)化三種計量單位的本質(zhì)區(qū)別,有利于學生在之后的學習和生活中持續(xù)發(fā)展和內(nèi)化量感素養(yǎng)。
表2 三種類別單位的特點
教師要突出知識結構的形成過程,通過知識展開序列。同時,要突出學生認知結構的形成過程,以學生的思維推進序列為基礎。這樣就把形成知識結構的過程和學生的認知結構有機地統(tǒng)一起來,互相融合,形成學生的數(shù)學素養(yǎng)結構,促進學生的數(shù)學認識和知識遷移能力提升,使量感素養(yǎng)在學生的心靈深處得到很好的根植,發(fā)展學生量感素養(yǎng)能力。