■福建省厦门市集美区兑山小学 郑 晨
小学数学教师采用体验式教学方法开展“量感”培养,不仅能够进一步落实素养教育要求,提高学生的量感素养,还能促使他们发展感悟数学的思想方法,在物体观察、物体测量过程中形成较强的数学直觉,建立良好的数学量感,进而实现对事物属性及特征的精准认识。对此,为了使“量感”培养达到应有的效果,本文从体验式教学视角出发,阐述教师通过开展情境体验、直觉比较、物体估测、迁移想象、实践测量等活动,帮助学生建立量感的具体策略。
“量”反映的是客观事物某些具体特征的基本属性,如高矮、快慢、大小、多少等,可以通过实际测量的方式,用具体数值将其属性可视化呈现出来。“量感”是依托视觉、触觉等感官,对客观事物的运动速度、规模形态等各方面特征所产生的感觉。在数学领域,量感能够用“数+单位”这一数学语言进行表示,其中的数是用来直观反映事物的量,而单位则是反映事物量的形态。小学数学知识中所涉及的量感主要包括长度、面积、体积、时间等几个维度,学生需要通过课程学习形成正确的度量意识,能够选择正确的方式对所见事物进行估测或刻画,同时提高事物分析和技能应用能力,能够科学构建度量模型,深入分析事物的特征及属性,并灵活运用度量知识解决实际问题,进而形成较强的数学量感。
量感具有直观性、实践性和渐进性等特征。小学阶段的学生在认知知识时主要依靠形象思维和直觉体验,而体验式量感培养活动恰好符合其认知特点,学生可以通过直观观察和动手测量的方式,在各种感官的刺激下加深对事物属性的认识,对物体的各种度量值建立直观的感知,从而形成一定的量感。另外,量感的形成不能仅依靠对文字语言和数学符号的理解,学生更应当参与实践活动,在真实体验中感受事物的具体特征,通过度量精确事物的属性。量感培养不是一朝一夕的,而是一个循序渐进的过程,特别是对于身心处于发展状态的学生而言,教师应当设计符合他们当前认知水平的量感培养活动,使其由浅入深、循序渐进地强化对物体量的感受,逐渐从感性认知转变为理性认知,进而逐步形成良好的量感素养。
体验式教学指的是教师根据当前学生的实际认知能力和认知规律,围绕教学内容构建实际的学习情境,创造现实体验的机会,促使学生在活动中再现或还原学科知识,以强化他们对所学内容的认识的一种教学方法。体验式教学具有自主性、开放性和实践性特点,这意味着教师需要创造更多真实体验的机会,营造更大的自主学习空间,激活学生的主观能动性,使他们自觉主动地参与体验认知活动,在亲眼观察、亲手操作中增强学习体验感,从而逐渐形成较强的数学量感。
小学低年级学生具有一定的形象思维能力,所以教师可以利用这一优势创建情境体验授课活动,让学生在模拟情境中直观认知事物的度量值,引导他们运用形象思维分析情境内容、完成情境任务,在直觉体验过程中获得感性经验,强化理性认知,进而逐渐建立数学量感。比如,教师可以结合现实生活构建模拟体验情境,引导学生在沉浸式的学习环境中探索某一事物的具体特征,感受其特征所蕴含的某种属性,探究如何用“数+单位”的方式描述这一事物,进而形成良好的量感。
以人教版一年级数学下册第五单元“认识人民币”课程为例,人民币通常用于事物交换情境之中,对此,教师可以创设商品购物模拟情境,让学生运用所学知识购买商品,交换模拟货币,使其在货币数值运算过程中建立准确的数学量感。首先,教师将把班级改造成商场购物环境,在课桌上摆放各种商品,如书包、文具盒、铅笔、橡皮、笔记本、绘本故事等,并且在每个商品上标注售卖价格。其次,教师要给学生提供模拟货币,让每个学生都拿到5角、1元、5元、10元、20元、50元、100元等面值的虚拟人民币,用虚拟货币“购买”商品。比如,笔记本的价格为13元,购买时,学生可以使用一张10元和三张1元的虚拟货币购买,也可以用一张10元和一张5元的货币购买。当给出的货币面值大于商品价格时,“售货员”需要返给购买者相应面值的货币。学生通过交换虚拟货币,能够进一步加深对人民币面值的认识,知道不同面值人民币的大小关系,以及元、角、分之间的关系,掌握人民币面值的对换方法,在对换过程中建立一定的数学量感。
为了进一步增强学生的数学量感,教师要利用各种教育资源开展丰富多样的实践体验类活动,如物体比较、物体估测、特征想象、实物测量等,让学生在亲身体验中提升直觉感知能力,深刻认识事物的特征,建立较强的数学量感。
1.开展直觉比较活动。
数学量感是极为抽象的一种直觉感知,这对小学阶段的学生而言具有一定的理解难度。对此,为了降低量感培养难度,教师通常会借助具体的现实事物开展教学活动。教师可以利用真实事物让量感变得直观化、具象化,使学生亲眼看到或者亲手触摸到,以增强他们对事物的形象化感知,从而提升他们对物体量的感知能力。基于此,在量感培养过程中,教师可以利用真实的事物创建比较体验活动,引导学生将现实物体作为参照物,在实际体验中感受物体的质量,初步建立量感。
以人教版小学数学二年级下册第八单元“克与千克”课程为例,物体的质量是事物属性中非常抽象的一个特征,学生很难通过文字描述对物体质量形成直观感受。对此,教师可以利用日常生活中熟悉的事物创建直观比较活动,让学生掂一掂实际物体,比一比不同物体的不同重量,借此帮助他们真正理解质量单位,对实际物体初步形成一定的量感。比如,八颗绿豆约重1克,一个鸡蛋约重50克,十五个鸡蛋大约有1千克。学生需要用手掂一掂绿豆和鸡蛋的重量,感受1克和1千克的区别,形成1千克重于1克的意识。另外,在实物比较过程中,学生需要记住真实的体验感受,并以此为媒介,尝试感受其他物体的质量,判断这些事物与1千克或1克之间的关系。例如,有的学生掂量一个橘子,发现掂量橘子感受与掂量一个鸡蛋的感受相近,由此判断一个橘子的质量在50克左右;还有的学生拎起一个书包,发现书包的重量与十五个鸡蛋接近,进而判断书包的质量为1千克左右。学生通过比较真实物体的质量,能够形成较强的直觉思维,在体验感与质量单位转化过程中,从感性认识上升为理性认识,进而初步生成一定的量感。
2.开展实物估测活动。
不用测量工具判断物体量的大小是一种更深层次的量感体现,而这种行为是对物体的估测。在数学课程中,教师可以结合实际物体开展体验类估测活动,引导学生对真实事物进行观察、分析、想象、估测和验证,使其在更高层次的体验学习活动中体会到量感的本质,进而形成较强的量感素养。对大单位量的事物来说,采用实际测量的方式获取具体度量值,这对学生而言具有较大的难度,对此,教师可以引入实物估测教学法,让学生结合已有的认知经验,通过对大型事物的多角度观察和全方位估测,推理该事物量的大小,并且在估测过程中不断修正自身的感觉和判断,进而增强物体估测的准确性。
以人教版数学三年级上册第三单元“测量”课程为例,本单元要求学生了解“吨”这一表示较大物体质量的数学单位,建立1吨=1000千克的概念,初步了解1吨的重量,针对上述课程目标,教师可以开展物体估测教学活动。首先,教师需要用之前教授的千克知识作为切入点,引导学生体验和测量某样事物的千克数值,然后引导他们根据这一直觉体验推测将多少个该事物融合能够获得1吨的质量。比如,学生先拎起一桶10千克的植物油,感受10千克的重量,再拎起两桶植物油,感受20千克的重量,力气大的学生还可以拎起三桶植物油,体验30千克的重量。学生需要结合自身的感受,推测1吨(十桶)植物油的重量。其次,本单元还涉及千米这一长度单位,学生需要建立1千米(1公里)的概念,能够估测较长路程的长度。对此,教师可以带领学生测量操场的长度,帮助他们建立400米和800米的概念,引导他们由此估测1千米的长度,之后再进行实际测量,验证其估测的准确性。通过开展实物估测活动,能够引发学生的认知冲突,使其在不断推测和反复感受的过程中形成较强的数学量感。
3.开展迁移想象活动。
迁移想象指的是在数学认知过程中,学生需要将已有经验和已知信息迁移到未知事物中,利用发散思维、联想思维,通过想象的方式获取未知信息的答案。在迁移想象过程中,学生能够获得间接性和迁移性的感知体验,通过合理想象和反复感知产生较强的数学直觉,提高对量感的感知能力。
以人教版四年级数学上册第二单元“公顷与平方千米”课程为例,在建立1公顷概念的过程中,教师可以创建现实场景迁移想象活动。首先,教师将班级学生带入学校体育场,让3/4的人手拉手围成一个大的正方形,剩下1/4的人则需要测量这个正方形的边长,并计算正方形的周长和面积。假设学生所围成的正方形边长为10米,那么周长是40米,面积为100平方米。其次,教师引导学生根据运算结果对公顷的大小进行迁移联想。比如,已知公顷是百米的平方,那么,1公顷需要由多少个相同大小的正方形组合而成呢?学生通过联想分析,能够初步建立1公顷的概念,实现对公顷知识的表象认知。最后,教师加大问题的难度,让学生想象1平方千米的面积大约是多大,1公顷又是由多少个1平方千米所组成。学生通过迁移想象认知活动,既可以拓展学习思路,提高迁移思维和想象思维能力,还能加深对较大面积单位的认识,进一步深化数学量感。
4.开展动手操作活动。
实践体验是发展学生量感最为高效的一种教学途径。首先,教师需要为学生创造更加自由、更加灵活的认知空间,提供更多独立思考和自主体验的机会。其次,教师要提供动手操作的工具,引导学生以小组探知的方式,合作完成实践测量任务,使其在亲自操作过程中加深对物体各种量的感知,捕捉量的本质,从而建立较强的数学量感。
以人教版五年级数学下册第三单元“长方体和正方体”课程为例,学生不仅要通过单元知识学习建立正确的空间观念,了解长方体和正方体的基本特征,还要真正理解体积和容积的概念,掌握立方厘米、立方米等体积计量单位,以及毫升、升等容积单位。为了让学生精准区分体积与容积的区别,使其建立正确的物体体积与容积量感,教师可以开展实践操作活动。首先,将学生分成多个学习小组,每组提供1L清水、1立方分米长方体容器、两个250mL和两个500mL的量杯等实操工具。其次,各小组需要将1L清水分别倒入四个量杯中,观察并记录每个量杯的刻度值,再将1L清水倒入1立方分米的长方体玻璃容器中,观察清水是否能够填满该容器。学生通过分析清水在各个容器中的度量值,能够初步形成容积量感。最后,各组学生再用直尺测量长方体容器的长、宽、高,用数学公式求出体积数值,并针对容积数值和体积数值进行讨论,分析体积单位与容积单位之间的关系,感受1升和1立方分米的大小,从而加强对具体事物量的把握,在探讨过程中逐渐形成正确的空间观念和数学量感。
5.开展生活应用活动。
量感培养的最终目的是让学生灵活运用量感感知、量的分析、量的判断等能力解决现实生活中的相关问题。对此,为了增强量感培养教学的实践性,进一步强化学生的量感,教师可以围绕现实生活问题开展知识自主应用活动。
以人教版小学数学四年级上册第三单元“角的度量”课程为例,学生需要知道角的通用符号,掌握科学比较角大小的方法,能够用量角器等测量仪器精准测量角的度数。在知识应用环节,教师可以设置自主实践任务,比如,学生需要自行测量课桌、黑板、门、不规则书架、钟表指针等现实物体角的度数,用数学符号表示每样事物的角度,并按照从小到大的顺序排列。在实际测量过程中,学生需要将量角器的中心与物体某个角的顶点对齐,量角器的0刻度线与物体的一条边对齐,再看另一条边对应量角器的刻度线,最终得出物体角的度数。之后,学生比较各个角度的大小,按照由小到大的顺序排列所测量的物体。通过布置生活问题解答任务,既可以培养学生知识应用于现实的意识,提高他们的技能运用能力,又能使其将量感融入生活问题中,将理性认知转化为实践运用,从而有效提升学生任务完成效率,强化他们的数学量感。
综上所述,要想增强“量感”培养的科学性、有效性和实用性,教师要巧妙运用体验式教学方法,开展丰富多样的直观体验和动手操作授课活动,让学生在亲身感知和实践操作过程中提高量感感知能力,提升数学量感素养。