■福建省廈門市集美區(qū)兌山小學(xué) 鄭 晨
小學(xué)數(shù)學(xué)教師采用體驗式教學(xué)方法開展“量感”培養(yǎng),不僅能夠進(jìn)一步落實素養(yǎng)教育要求,提高學(xué)生的量感素養(yǎng),還能促使他們發(fā)展感悟數(shù)學(xué)的思想方法,在物體觀察、物體測量過程中形成較強的數(shù)學(xué)直覺,建立良好的數(shù)學(xué)量感,進(jìn)而實現(xiàn)對事物屬性及特征的精準(zhǔn)認(rèn)識。對此,為了使“量感”培養(yǎng)達(dá)到應(yīng)有的效果,本文從體驗式教學(xué)視角出發(fā),闡述教師通過開展情境體驗、直覺比較、物體估測、遷移想象、實踐測量等活動,幫助學(xué)生建立量感的具體策略。
“量”反映的是客觀事物某些具體特征的基本屬性,如高矮、快慢、大小、多少等,可以通過實際測量的方式,用具體數(shù)值將其屬性可視化呈現(xiàn)出來。“量感”是依托視覺、觸覺等感官,對客觀事物的運動速度、規(guī)模形態(tài)等各方面特征所產(chǎn)生的感覺。在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,量感能夠用“數(shù)+單位”這一數(shù)學(xué)語言進(jìn)行表示,其中的數(shù)是用來直觀反映事物的量,而單位則是反映事物量的形態(tài)。小學(xué)數(shù)學(xué)知識中所涉及的量感主要包括長度、面積、體積、時間等幾個維度,學(xué)生需要通過課程學(xué)習(xí)形成正確的度量意識,能夠選擇正確的方式對所見事物進(jìn)行估測或刻畫,同時提高事物分析和技能應(yīng)用能力,能夠科學(xué)構(gòu)建度量模型,深入分析事物的特征及屬性,并靈活運用度量知識解決實際問題,進(jìn)而形成較強的數(shù)學(xué)量感。
量感具有直觀性、實踐性和漸進(jìn)性等特征。小學(xué)階段的學(xué)生在認(rèn)知知識時主要依靠形象思維和直覺體驗,而體驗式量感培養(yǎng)活動恰好符合其認(rèn)知特點,學(xué)生可以通過直觀觀察和動手測量的方式,在各種感官的刺激下加深對事物屬性的認(rèn)識,對物體的各種度量值建立直觀的感知,從而形成一定的量感。另外,量感的形成不能僅依靠對文字語言和數(shù)學(xué)符號的理解,學(xué)生更應(yīng)當(dāng)參與實踐活動,在真實體驗中感受事物的具體特征,通過度量精確事物的屬性。量感培養(yǎng)不是一朝一夕的,而是一個循序漸進(jìn)的過程,特別是對于身心處于發(fā)展?fàn)顟B(tài)的學(xué)生而言,教師應(yīng)當(dāng)設(shè)計符合他們當(dāng)前認(rèn)知水平的量感培養(yǎng)活動,使其由淺入深、循序漸進(jìn)地強化對物體量的感受,逐漸從感性認(rèn)知轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇哉J(rèn)知,進(jìn)而逐步形成良好的量感素養(yǎng)。
體驗式教學(xué)指的是教師根據(jù)當(dāng)前學(xué)生的實際認(rèn)知能力和認(rèn)知規(guī)律,圍繞教學(xué)內(nèi)容構(gòu)建實際的學(xué)習(xí)情境,創(chuàng)造現(xiàn)實體驗的機會,促使學(xué)生在活動中再現(xiàn)或還原學(xué)科知識,以強化他們對所學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識的一種教學(xué)方法。體驗式教學(xué)具有自主性、開放性和實踐性特點,這意味著教師需要創(chuàng)造更多真實體驗的機會,營造更大的自主學(xué)習(xí)空間,激活學(xué)生的主觀能動性,使他們自覺主動地參與體驗認(rèn)知活動,在親眼觀察、親手操作中增強學(xué)習(xí)體驗感,從而逐漸形成較強的數(shù)學(xué)量感。
小學(xué)低年級學(xué)生具有一定的形象思維能力,所以教師可以利用這一優(yōu)勢創(chuàng)建情境體驗授課活動,讓學(xué)生在模擬情境中直觀認(rèn)知事物的度量值,引導(dǎo)他們運用形象思維分析情境內(nèi)容、完成情境任務(wù),在直覺體驗過程中獲得感性經(jīng)驗,強化理性認(rèn)知,進(jìn)而逐漸建立數(shù)學(xué)量感。比如,教師可以結(jié)合現(xiàn)實生活構(gòu)建模擬體驗情境,引導(dǎo)學(xué)生在沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境中探索某一事物的具體特征,感受其特征所蘊含的某種屬性,探究如何用“數(shù)+單位”的方式描述這一事物,進(jìn)而形成良好的量感。
以人教版一年級數(shù)學(xué)下冊第五單元“認(rèn)識人民幣”課程為例,人民幣通常用于事物交換情境之中,對此,教師可以創(chuàng)設(shè)商品購物模擬情境,讓學(xué)生運用所學(xué)知識購買商品,交換模擬貨幣,使其在貨幣數(shù)值運算過程中建立準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)量感。首先,教師將把班級改造成商場購物環(huán)境,在課桌上擺放各種商品,如書包、文具盒、鉛筆、橡皮、筆記本、繪本故事等,并且在每個商品上標(biāo)注售賣價格。其次,教師要給學(xué)生提供模擬貨幣,讓每個學(xué)生都拿到5角、1元、5元、10元、20元、50元、100元等面值的虛擬人民幣,用虛擬貨幣“購買”商品。比如,筆記本的價格為13元,購買時,學(xué)生可以使用一張10元和三張1元的虛擬貨幣購買,也可以用一張10元和一張5元的貨幣購買。當(dāng)給出的貨幣面值大于商品價格時,“售貨員”需要返給購買者相應(yīng)面值的貨幣。學(xué)生通過交換虛擬貨幣,能夠進(jìn)一步加深對人民幣面值的認(rèn)識,知道不同面值人民幣的大小關(guān)系,以及元、角、分之間的關(guān)系,掌握人民幣面值的對換方法,在對換過程中建立一定的數(shù)學(xué)量感。
為了進(jìn)一步增強學(xué)生的數(shù)學(xué)量感,教師要利用各種教育資源開展豐富多樣的實踐體驗類活動,如物體比較、物體估測、特征想象、實物測量等,讓學(xué)生在親身體驗中提升直覺感知能力,深刻認(rèn)識事物的特征,建立較強的數(shù)學(xué)量感。
1.開展直覺比較活動。
數(shù)學(xué)量感是極為抽象的一種直覺感知,這對小學(xué)階段的學(xué)生而言具有一定的理解難度。對此,為了降低量感培養(yǎng)難度,教師通常會借助具體的現(xiàn)實事物開展教學(xué)活動。教師可以利用真實事物讓量感變得直觀化、具象化,使學(xué)生親眼看到或者親手觸摸到,以增強他們對事物的形象化感知,從而提升他們對物體量的感知能力。基于此,在量感培養(yǎng)過程中,教師可以利用真實的事物創(chuàng)建比較體驗活動,引導(dǎo)學(xué)生將現(xiàn)實物體作為參照物,在實際體驗中感受物體的質(zhì)量,初步建立量感。
以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)二年級下冊第八單元“克與千克”課程為例,物體的質(zhì)量是事物屬性中非常抽象的一個特征,學(xué)生很難通過文字描述對物體質(zhì)量形成直觀感受。對此,教師可以利用日常生活中熟悉的事物創(chuàng)建直觀比較活動,讓學(xué)生掂一掂實際物體,比一比不同物體的不同重量,借此幫助他們真正理解質(zhì)量單位,對實際物體初步形成一定的量感。比如,八顆綠豆約重1克,一個雞蛋約重50克,十五個雞蛋大約有1千克。學(xué)生需要用手掂一掂綠豆和雞蛋的重量,感受1克和1千克的區(qū)別,形成1千克重于1克的意識。另外,在實物比較過程中,學(xué)生需要記住真實的體驗感受,并以此為媒介,嘗試感受其他物體的質(zhì)量,判斷這些事物與1千克或1克之間的關(guān)系。例如,有的學(xué)生掂量一個橘子,發(fā)現(xiàn)掂量橘子感受與掂量一個雞蛋的感受相近,由此判斷一個橘子的質(zhì)量在50克左右;還有的學(xué)生拎起一個書包,發(fā)現(xiàn)書包的重量與十五個雞蛋接近,進(jìn)而判斷書包的質(zhì)量為1千克左右。學(xué)生通過比較真實物體的質(zhì)量,能夠形成較強的直覺思維,在體驗感與質(zhì)量單位轉(zhuǎn)化過程中,從感性認(rèn)識上升為理性認(rèn)識,進(jìn)而初步生成一定的量感。
2.開展實物估測活動。
不用測量工具判斷物體量的大小是一種更深層次的量感體現(xiàn),而這種行為是對物體的估測。在數(shù)學(xué)課程中,教師可以結(jié)合實際物體開展體驗類估測活動,引導(dǎo)學(xué)生對真實事物進(jìn)行觀察、分析、想象、估測和驗證,使其在更高層次的體驗學(xué)習(xí)活動中體會到量感的本質(zhì),進(jìn)而形成較強的量感素養(yǎng)。對大單位量的事物來說,采用實際測量的方式獲取具體度量值,這對學(xué)生而言具有較大的難度,對此,教師可以引入實物估測教學(xué)法,讓學(xué)生結(jié)合已有的認(rèn)知經(jīng)驗,通過對大型事物的多角度觀察和全方位估測,推理該事物量的大小,并且在估測過程中不斷修正自身的感覺和判斷,進(jìn)而增強物體估測的準(zhǔn)確性。
以人教版數(shù)學(xué)三年級上冊第三單元“測量”課程為例,本單元要求學(xué)生了解“噸”這一表示較大物體質(zhì)量的數(shù)學(xué)單位,建立1噸=1000千克的概念,初步了解1噸的重量,針對上述課程目標(biāo),教師可以開展物體估測教學(xué)活動。首先,教師需要用之前教授的千克知識作為切入點,引導(dǎo)學(xué)生體驗和測量某樣事物的千克數(shù)值,然后引導(dǎo)他們根據(jù)這一直覺體驗推測將多少個該事物融合能夠獲得1噸的質(zhì)量。比如,學(xué)生先拎起一桶10千克的植物油,感受10千克的重量,再拎起兩桶植物油,感受20千克的重量,力氣大的學(xué)生還可以拎起三桶植物油,體驗30千克的重量。學(xué)生需要結(jié)合自身的感受,推測1噸(十桶)植物油的重量。其次,本單元還涉及千米這一長度單位,學(xué)生需要建立1千米(1公里)的概念,能夠估測較長路程的長度。對此,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生測量操場的長度,幫助他們建立400米和800米的概念,引導(dǎo)他們由此估測1千米的長度,之后再進(jìn)行實際測量,驗證其估測的準(zhǔn)確性。通過開展實物估測活動,能夠引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,使其在不斷推測和反復(fù)感受的過程中形成較強的數(shù)學(xué)量感。
3.開展遷移想象活動。
遷移想象指的是在數(shù)學(xué)認(rèn)知過程中,學(xué)生需要將已有經(jīng)驗和已知信息遷移到未知事物中,利用發(fā)散思維、聯(lián)想思維,通過想象的方式獲取未知信息的答案。在遷移想象過程中,學(xué)生能夠獲得間接性和遷移性的感知體驗,通過合理想象和反復(fù)感知產(chǎn)生較強的數(shù)學(xué)直覺,提高對量感的感知能力。
以人教版四年級數(shù)學(xué)上冊第二單元“公頃與平方千米”課程為例,在建立1公頃概念的過程中,教師可以創(chuàng)建現(xiàn)實場景遷移想象活動。首先,教師將班級學(xué)生帶入學(xué)校體育場,讓3/4的人手拉手圍成一個大的正方形,剩下1/4的人則需要測量這個正方形的邊長,并計算正方形的周長和面積。假設(shè)學(xué)生所圍成的正方形邊長為10米,那么周長是40米,面積為100平方米。其次,教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)運算結(jié)果對公頃的大小進(jìn)行遷移聯(lián)想。比如,已知公頃是百米的平方,那么,1公頃需要由多少個相同大小的正方形組合而成呢?學(xué)生通過聯(lián)想分析,能夠初步建立1公頃的概念,實現(xiàn)對公頃知識的表象認(rèn)知。最后,教師加大問題的難度,讓學(xué)生想象1平方千米的面積大約是多大,1公頃又是由多少個1平方千米所組成。學(xué)生通過遷移想象認(rèn)知活動,既可以拓展學(xué)習(xí)思路,提高遷移思維和想象思維能力,還能加深對較大面積單位的認(rèn)識,進(jìn)一步深化數(shù)學(xué)量感。
4.開展動手操作活動。
實踐體驗是發(fā)展學(xué)生量感最為高效的一種教學(xué)途徑。首先,教師需要為學(xué)生創(chuàng)造更加自由、更加靈活的認(rèn)知空間,提供更多獨立思考和自主體驗的機會。其次,教師要提供動手操作的工具,引導(dǎo)學(xué)生以小組探知的方式,合作完成實踐測量任務(wù),使其在親自操作過程中加深對物體各種量的感知,捕捉量的本質(zhì),從而建立較強的數(shù)學(xué)量感。
以人教版五年級數(shù)學(xué)下冊第三單元“長方體和正方體”課程為例,學(xué)生不僅要通過單元知識學(xué)習(xí)建立正確的空間觀念,了解長方體和正方體的基本特征,還要真正理解體積和容積的概念,掌握立方厘米、立方米等體積計量單位,以及毫升、升等容積單位。為了讓學(xué)生精準(zhǔn)區(qū)分體積與容積的區(qū)別,使其建立正確的物體體積與容積量感,教師可以開展實踐操作活動。首先,將學(xué)生分成多個學(xué)習(xí)小組,每組提供1L清水、1立方分米長方體容器、兩個250mL和兩個500mL的量杯等實操工具。其次,各小組需要將1L清水分別倒入四個量杯中,觀察并記錄每個量杯的刻度值,再將1L清水倒入1立方分米的長方體玻璃容器中,觀察清水是否能夠填滿該容器。學(xué)生通過分析清水在各個容器中的度量值,能夠初步形成容積量感。最后,各組學(xué)生再用直尺測量長方體容器的長、寬、高,用數(shù)學(xué)公式求出體積數(shù)值,并針對容積數(shù)值和體積數(shù)值進(jìn)行討論,分析體積單位與容積單位之間的關(guān)系,感受1升和1立方分米的大小,從而加強對具體事物量的把握,在探討過程中逐漸形成正確的空間觀念和數(shù)學(xué)量感。
5.開展生活應(yīng)用活動。
量感培養(yǎng)的最終目的是讓學(xué)生靈活運用量感感知、量的分析、量的判斷等能力解決現(xiàn)實生活中的相關(guān)問題。對此,為了增強量感培養(yǎng)教學(xué)的實踐性,進(jìn)一步強化學(xué)生的量感,教師可以圍繞現(xiàn)實生活問題開展知識自主應(yīng)用活動。
以人教版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級上冊第三單元“角的度量”課程為例,學(xué)生需要知道角的通用符號,掌握科學(xué)比較角大小的方法,能夠用量角器等測量儀器精準(zhǔn)測量角的度數(shù)。在知識應(yīng)用環(huán)節(jié),教師可以設(shè)置自主實踐任務(wù),比如,學(xué)生需要自行測量課桌、黑板、門、不規(guī)則書架、鐘表指針等現(xiàn)實物體角的度數(shù),用數(shù)學(xué)符號表示每樣事物的角度,并按照從小到大的順序排列。在實際測量過程中,學(xué)生需要將量角器的中心與物體某個角的頂點對齊,量角器的0刻度線與物體的一條邊對齊,再看另一條邊對應(yīng)量角器的刻度線,最終得出物體角的度數(shù)。之后,學(xué)生比較各個角度的大小,按照由小到大的順序排列所測量的物體。通過布置生活問題解答任務(wù),既可以培養(yǎng)學(xué)生知識應(yīng)用于現(xiàn)實的意識,提高他們的技能運用能力,又能使其將量感融入生活問題中,將理性認(rèn)知轉(zhuǎn)化為實踐運用,從而有效提升學(xué)生任務(wù)完成效率,強化他們的數(shù)學(xué)量感。
綜上所述,要想增強“量感”培養(yǎng)的科學(xué)性、有效性和實用性,教師要巧妙運用體驗式教學(xué)方法,開展豐富多樣的直觀體驗和動手操作授課活動,讓學(xué)生在親身感知和實踐操作過程中提高量感感知能力,提升數(shù)學(xué)量感素養(yǎng)。