摘 要 量感的培养离不开常见量的教学,需要有“量”的操作过程,需要有“感”的过程。常見量的教学,需要根据教学对象的特点和学生认知的需要,让学生在学习方式上有动手实践、亲身体验和理性思考的机会,注重学生对常见量的认识、理解和感悟;在认知层面上有不断感受量和构建量的契机,进而实现“意义性”理解和量感的真正形成。
关 键 词 小学数学 量感 “意义性”理解
引用格式 黄红成.量感“意义性”理解的培育方式[J].教学与管理,2023(11):33-35.
《义务教育数学课程标准(2022年版)》指出:“量感主要是指对事物的可测量属性及大小关系的直观感知。”[1]显然,这里的“直观感知”诠释了量感的基本内涵,包含对“量”的意义的理解、属性的感知、大小的把握等内容,这些内容可以看作是学生量感“意义性”理解的标准和表现,是学生量感形成和培育的关键和前提,也是学生利用量感经验解决问题和形成抽象能力的基础。因此,数学教学需要结合学生的认知特点和已有经验,为学生创造能够体验、感受和触悟“量”的学习过程,演绎促进量感“意义性”理解的培育方式与路径。
一、采用“操作+对比”的方式实现量感“意义性”理解
量感的形成需要学生有“量”的经历,在测量和计量的过程中形成对量的认识和感知。实践操作是学生数学学习的主要方式之一,也是培养学生量感及实现“意义性”理解的重要途径。数学教学应该结合具体的教学内容,采用直观的教学方式,让学生经历“量”的过程,积累“量”的经验,引发“量”的思考,直观感知常见“量”的属性,促进量感“意义性”理解的实现与进阶。
例如容积单位“升”的教学,教材通常呈现简单的操作情境,将1升水倒入内部棱长为1分米的正方形容器中,明确“1升水正好装满这个正方体容器”。教材创设的情境虽然呈现了操作过程,但是静态的图示不能代替真实的操作,没有亲身经历、直观感知和实践操作,学生对“1升水”“内部棱长1分米正方体容器所占空间到底有多大”等问题,只能“雾里看花”。因此,需要根据学生的认知特点,加强操作、增强感受、适时比较,让学生对“升”有较为多元的感悟和准确的理解。
首先,要重视的是单位容积“1升”的教学。因为“1升”的表象和认识是学生认识几升和解决问题的基础,而且对于1升的教学需要有准确的把握和深刻的理解。(1)教师先演示用量杯量1升水,然后学生四人一组合作量出1升水,观察和比划1升水所占的空间;(2)在教师准备的容器中(油壶、果盒、量筒、水壶、水瓶、水盆、纸杯、纯净水桶等)找一找和辨一辨哪些容器的容量接近1升、比1升大得多或小很多;(3)出示盛有1升汽油、1升水银等容器的图片,让学生知道“同样是1升,它们的轻重不同”。
其次,要加强容积的大小比较,辨析生活常见容器的容量,丰富学生对“升”的认知和经验。(1)比较不同纸杯容量和“1升”的关系,让学生合作将1升水倒入不同规格的纸杯,调查并认识到“1升水有的倒了5杯,有的倒了4杯多”;(2)出示两杯水(每杯都是1升),让学生观察和比较这两杯水可能倒满课前准备的哪些容器,判断“油壶、饮料瓶、水瓶等容器的容量大约是2升”,并倒水验证;(3)根据容量是2升的容器推测水盆(10升)的容量,然后教师演示将水盆倒满水,再轮流倒入容量是1升的量杯进行验证;(4)由水盆的容量让学生比较和推算热水器的容量,再用电脑演示用水盆倒水的过程予以验证。
上述教学环节中,学生操作倒1升水和找容量接近1升水的容器的过程,是帮助学生获得“1升”这一单位容积表象的感知过程;补充生活中“1升”的教学素材,丰富学生对“1升”的感性认识,使学生对“1升”保持更多理性认知;从1升到2升再到10升和几十升的操作和验证过程,是学生认识深化的过程,也是量感逐渐建立和形成的过程,是学生对“升”的意义理解和表象丰富的过程。这一教学过程不仅让学生直接感知“量”,而且能够根据已有的“量”的知识经验进行思考和判断,在发展量感的同时有助于学生推算意识和思维能力的发展[2]。
二、采用“体验+推理”的方式实现量感“意义性”理解
量感的形成离不开常见“量”的教学,量感“意义性”理解离不开有的放矢的教学方式。常见“量”虽然客观存在于生活,但对于小学生而言,它们一般多为陌生、难感的数学概念,需要依赖学生的认知能力,需要学生借助多种感官能动地去体验、把握和感受“量”的学习方式,才能实现量感的“意义性”理解。
例如单位质量“1吨”是实现质量单位——吨“意义性”理解的前提。教材通常呈现生活中的集装箱、车皮等图片,强调“称比较重的或大宗的物品,通常用吨作单位”。然后出示10袋100千克的大米,明确1吨=1 000千克,接着将全班学生的质量与1吨进行比较,最后再借助其他教学素材围绕吨和千克之间的关系展开“吨”的教学。可以说,这种编排虽然突出了两个质量单位的大小及进率关系,但是其教学是生硬和肤浅的,学生难有感性、深刻的认知,至于量感的“意义性”理解甚至量感的形成就更难企及了。
如何实现“意义性”理解?让他们对1吨这一抽象的单位质量有比较形象的认知,以支撑学生对“吨”的“意义性”理解。不妨以如下素材进行操作。
(1)全班学生的质量。先列表出示全班学生质量,动态整理学生质量数据,框出质量和是1 000千克的学生,让学生说说多少名学生的体重是1吨;然后动态整理学生质量数据,第二次框出质量和是1 000千克的学生,让学生说说多少名学生的体重是1吨;接着重复前面的操作,总结大约多少名学生的体重是1吨。
(2)20桶20千克的纯净水。先四人一组,让每位学生拎10千克的纯净水,交流拎水的感受;接着让每位学生拎20千克的纯净水,交流拎水的感受;然后推算50桶这样的纯净水质量是1吨,根据1桶纯净水的“大小”想象50桶纯净水要占的空间。
(3)10袋100千克的大米。先出示20桶纯净水摆放的图片,从图中找出其中的几个“100千克”;然后出示一袋100千克大米实物放在课桌上,让四名学生一起抬一抬,结合能否抬得动的情况交流抬大米的感受;再让学生推算10袋这样的大米正好是1吨。
(4)比较上面几组信息,让学生借助“多少名学生相当于1 000千克”等问题知道多少物品的质量是1吨;呈现教材中2头牛、5桶汽油等素材,让学生感知1吨的轻重。
由于“吨”对学生来说是比较抽象、难以测量的概念,只有实现了对“吨”的“意义性”理解,才能实现量感的形成和知识的运用,所以借助学生熟悉的或者可以感知的实物,变抽象为具象,变难以测量为较为形象,分别从数量的多少、空间的大小、质量的轻重等方面让学生去体验、比较和推理,让学生从不同的认知维度感受“1吨”的内涵,丰富学生对“1吨”的直接体验和数学认知,实现对“1吨”的意义理解与建构。
三、采用“感悟+变式”的方式实现量感“意义性”理解
常见的“量”大都较为抽象,认知时需要给学生创设直接体验和感受的平台。而超越感知和认知能力的“量”,即便有直接的体验和直观的方式,学生也无法实现量感的“意义性”理解,这就需要采用适宜的教学方法,为学生创造直观想象和间接感悟的机会,以期获得一些初步的理性认识,实现对量感的准确理解。
例如面积(地积)单位中“公顷”的教学,虽然学生对1平方厘米、1平方分米和1平方米都有一些经验和认识,但是“1公顷”是较难感知和想象的。其概念的揭示是建立在对边长100米正方形的认知基础之上的,显得比较空洞、抽象。如何建立“1公顷”的表象,让学生接近、感受“1公顷”?可以从两方面着手。
一方面是从概念的表述出发,回顾1平方厘米、1平方分米和1平方米的规定,让学生认识到创造边长为1厘米、1分米和1米的正方形面积作为面积单位是实际测量的需要。据此思路,学生自然能够生发“计量像小区这样的土地面积,需要边长10米、100米的正方形面积作为单位面积”的认识,随即简要说明边长10米的正方形面积是1公亩但并不常用,进而指向“边长100米的正方形”,开展1公顷的教学。
另一方面要注重1公顷表象的建立:
(1)教学1公顷(或大约1公顷)。需要经历40名学生围成1公顷,根据教室面积(大约50平方米)推算和演示1公顷,根据1公顷判断给定小区中哪一个的面积接近1公顷等实践活动。
(2)教学半公顷。将40名学生围成的1公顷图示等分成2份,得到半公顷;借助学校平面图,先圈出1公顷的正方形,然后让学生将操场与1公顷进行比较,思考和估计操场的大小,突出“半公顷”这一表象,并根据“半公顷”估计学校的占地面积。
(3)教学几公顷。在学校平面图上圈出1公顷的正方形,推算2公顷、5公顷、10公顷有多大,且在平面图上呈现出来;出示学生熟悉的广场、公园、湖泊等土地面积的相关信息,让学生推算这些场所的土地面积,思考“南京明孝陵(170公顷)大约是市民广场(10公顷)的几倍”等问题。
构建从“1公顷”到“半公顷”再到“几公顷”的变式教学,是支撑学生感悟1公顷的过程,也是落实学生对“公顷”实现“意义性”理解的过程。
四、采用“演示+关联”的方式实现量感“意义性”理解
抽象的概念需要直观化、可视化的教学,“量”的属性、特征、意义等需要以形象的方式予以呈现。常见“量”之间通常存在内在的关联,一个量通过聚合、离散等方式可以得到一个新的量。量的教学需要注重量的前后关联,形象地展现出量的发生和形成过程,有助于学生发觉和认识量的内涵、大小及其关系,实现量感“意义性”理解。
长度单位是生活中一类重要的“量”,它的可测量属性较为明显,与面积单位、体积(容积)单位密切相关,长度单位的认知影响着面积单位、体积单位量感的形成,所以帮助学生对长度单位实现“意义性”理解举足轻重。例如教学“分米和毫米”时,帮助学生认识和建立1分米和1毫米的数学表象是这节课的教学重点,也是促进量感形成的关键。如果缺少强化和对比教学环节,相应的表象容易模糊、错位。如何强化这些长度单位的数学表象?教学1分米时,可以这样教学:(1)建立表象,在学生知道“10厘米是1分米”的关系后,采用“聚合”方式,让学生利用10根1厘米长的小棒,边拼边数出10厘米(即1分米),再用电脑演示10厘米合成1分米的过程,初步建立1分米的表象;(2)固化表象,让学生在学具袋里(边长1分米的正方形彩纸、1分米长的吸管、1分米长的棉线等)找出“1分米”,并将这些“1分米”重合在一起予以演示和比较,领悟“位置不同,但长度都是1分米”,再选用自己喜欢的“分米尺”去测量课桌的长度;(3)培养量感,用手指比划出1分米,用比划出的1分米去估计和测量课桌的宽度和高度等。
教学1毫米时,同样需要先建立表象,采用“离散”的方式,动画演示把1厘米平均分成10份的过程,让学生知道“1毫米”的由来,观察1毫米的大小;接着培养量感,利用钢尺、银行卡、1角硬币、10张白纸等让学生感知1毫米的属性,让学生认识到“1毫米虽然很薄、很短,但是还有不少物体的厚度没有1毫米”“物品的数量不同,但是厚度都是1毫米”等。
回顾环节,动画演示1米、1分米、1厘米、1毫米概念的形成过程及关联。在演示的同时配阶梯图表示长度单位的大小关系[3]。
学生比划长度单位,進行简单测量的过程,是学生建立长度单位概念和表象的过程;演示单位长度形成和关联的过程,是丰富学生数学认知和实现数学理解的过程。有了建立长度单位表象的操作过程,有了运用单位长度进行测量的感受过程,学生对所学的长度单位可以有更清晰的认识和更深刻的印象,对长度单位的属性和意义会有更为全面的认知,这些都有助于学生对长度单位的认识与理解。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.
[2] 黄红成.小学数学单位量教学的目标设置与方法探寻[J].教学与管理,2018(14):39-41.
[3] 黄红成.小学数学教材中“感受式”知识的特点分析与教法探讨[J].教学与管理,2016(20):53-55.
[责任编辑:陈国庆]