【摘要】“量感”作为核心概念首次被明确提出,吸引了教师的广泛关注。培养学生的量感不仅有助于他们理解量的概念、感知量的大小,还能提高他们的量化运用能力。教学中,通过多种途径如度量、比较、估测、运算、推理和评价等,丰富学生的体验,从而促进量感的发展。
【关键词】量感;多元体验;核心素养
伴随着《义务教育数学课程标准(2022年版)》的推出,“量感”这一核心概念受到了重视,标志着其在小学数学教学中的培育成为一项紧迫任务。在新课程标准指导下,虽然对量感的论述不多,但培养量感却被视为教学实践中的一项新挑战。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]这种感知基于标准量或参照物的比较,不依赖测量工具,而是依靠视觉和经验来判断事物的多少、大小、长短、轻重和快慢等量态。[2]因此,量感的培养对于学生学习数学是不可或缺的一环。
小学生的量感培养涉及空间量感、角度量感、时间量感、轻重量感和币值量感等方面,[3]尽管这些量感通过不同的计量工具和属性进行认知,但本质上都归于“度量”。教学中,教师应基于学生的认知发展水平,组织包括度量、比较、估测、运算、推理等多种学习路径,帮助学生建立对“量”的直观感知,并促进学生量感的发展。
一、通过比较培养量感
度量的核心在于比较,通过比较描绘和理解量的大小。学生在日常生活中已经积累了一定的量感,例如对数量的多少、长度的长短、重量的轻重等有直观的认识。在教学过程中,教师应充分利用学生的生活经验,将其融入课程设计中。教师应引导学生从直观的比较开始,逐步过渡到使用参照物进行比较,再发展到使用标准单位进行量化比较,以此提升学生对量的感知能力。
以人教版数学三年级下册“面积”单元为例,理解面积概念是学习的重点,教师可以设计多样化的度量活动,让学生在探索面积概念的同时,通过比较来增强对量感的理解。比如,可以让学生用手掌、不同形状的图形或方格纸等工具进行度量,体验从多种度量单位到统一度量单位的过程。通过这些丰富的度量活动,学生可以在比较中建立起对面积单位大小的认识。在学习面积单位后,教师可以引导学生思考:1平方厘米、1平方分米、1平方米这些单位可以用来测量哪些物体的表面积?如果要测量教室的面积,应该选择哪个单位?通过这样的比较和思考,学生能够体会到不同面积单位的适用场景,从而将日常生活中的量感无缝衔接到数学量感中,进一步培养学生的量感。
二、通过估测活动培养量感
估测是一种评估实物与标准计量单位之间关系的过程,它是增强量感认知的有效途径。通过参与估测活动,学生能够从对标准单位的感知过渡到对整体的量感理解,并进一步发展为对多维度量感的把握。教师可以设计多样化的估测活动,引导学生自主选择合适的估测方法,积累经验,提升估测的准确性,从而促进对量感的理解。
在教学过程中,可以创造各种形式的估测活动,让学生主动选择估测方法,亲身体验和感受量的大小,不断积累经验,提高估测的准确度,进而促进量感的发展。例如,在教授“长度单位厘米”的过程中,学生了解了1厘米的概念后,教师可以展示一段12厘米长的铁丝,让学生先估算,然后在小组内分享估算结果和方法,最后实际测量以验证。通过比较同学之间的估算和实际测量结果,学生可以修正自己的估算。随后,教师可以指导学生将这段铁丝弯成不同的形状,如长方形、三角形、圆形甚至其他不规则形状,让学生思考这些形状变化是否影响了铁丝的长度。这样的练习可以帮助学生理解尽管形状发生了变化,但是长度单位的总数并未改变,即长度仍然是12厘米。接下来,学生可以在小组内互相出题,估算铅笔、橡皮擦、文具盒、作业本等物品的长度,并通过实际测量来验证估算的准确性,从而提高估算的精确度。通过反复实践,学生不断修正对1厘米长度的理解,逐渐建立起对1厘米量感的认知。
通过参与各种估测活动,学生能够在心智中逐步积累丰富的参照物形象,灵活运用这些形象进行估测,在积累经验和学习过程中促进量感的发展。
三、通过运算培养量感
在学生的学习过程中,并非所有的量度都能直接被感受到。例如,学生需要掌握的较大单位,如吨、千米、公顷、平方千米等,这些单位对于学生来说可能比较抽象,难以直观感受,而且在教学实践中,让学生亲身体验这些单位也是不现实的。那么,如何缩短学生与这些较大单位之间的距离,帮助他们建立起对这些量的感知呢?笔者认为,可以通过运算标准量的方式,结合学生的数感和想象力来实现这一目标。
以质量单位“吨”为例,探讨如何帮助学生理解“吨”的概念。教科书告诉我们,一吨等于1000千克,但显然我们无法将一吨重的物体搬进教室供学生体验。教学时,利用学生已有的知识,提醒他们,两袋盐的重量是1千克,那么多少袋盐才能达到一吨呢?通过计算得出答案是2000袋,接着,鼓励学生想象2000袋盐堆叠起来会有多么庞大。这样,我们将标准量与运算知识相结合,建立了不同知识点之间的联系,通过较小的质量单位来计算较大的质量单位,使学生对量的范围有了更深刻的认识。
进一步让学生讨论,如果一袋米重50千克,那么一吨米相当于多少袋?如果一袋米足够一个家庭吃一个月,那么一吨米可以支撑这个家庭吃多少个月?通过这样的运算练习,学生不仅加深了从“一”到“一千”的数量变化理解,而且形成了对“吨”这个单位的直观感知。通过这种“由小见大”的方法,学生能够构建起对“吨”的具体印象。
四、通过推理深化量感理解
在教授学生关于“量感”的概念时,仅仅依靠体验和感知是远远不够的。为了扩展学生已有的量感,并加深他们对量的理解,教师需要在学生的感性认识上进行合理的整合和推理,这样,学生才能形成更准确的量感。
例如,当学生学习了“长度、面积和体积的计量单位”后,他们常会困惑:为何长度用厘米来度量,面积用平方厘米,而体积则用立方厘米。为了帮助学生理解这三种计量单位之间的联系,并建立起从一维到二维再到三维的量感,可以借助几何直观教学,让学生绘制出1厘米长的线段、1平方厘米的正方形和1立方厘米的立方体,如图所示:
1厘米" "1厘米2" "1厘米3
通过推理,学生可以理解面积是通过边长乘以边长得到的,因此其单位是“厘米的平方”,即平方厘米;体积则是通过棱长乘以棱长再乘以棱长得到的,因此其单位是“厘米的立方”,即立方厘米。这样的推理过程使学生领悟到计量单位可以通过累加来表达,从而增强了他们对量的感知和应用能力。
此外,学生在解决问题时经常会遇到“总量除以数量”的关系式,计算结果往往涉及新的计量单位。例如,将路程(以千米计)除以时间(以小时计)得到的速度单位是“千米/小时”。要理解这个新单位的含义,教师需要引导学生进行推理和表达数量关系,这将进一步促进学生量感的发展。
五、通过作业评价培养量感
传统的学生量感发展评价往往依赖于选择题和填空题等书面练习,这种评价方式较为单一,难以促进学生量感能力的实质性成长。新课程标准提出了“教学评一致性”理念,这是数学课程核心素养落地的有效途径。在教学过程中,教师需要结合量感的本质,设计多样化的评价方法和多元化的评价维度,对量感的形成进行评估,鼓励学生运用所学的数学知识和方法来描述、表达、分析和解决问题,从而提高量感的品质。
例如,学习长度单位“厘米”和“米”后,可以布置一项名为“十步有多长”的实践作业:
沿着走廊走10步,估计有(" )米,用卷尺量一量,大约是(" )米。
作业要求如下:
1.估计:预估自己一步的长度。
2.测量:选择合适的测量工具准确测量。
3.思考:分析这样的测量是否存在误差,并思考如何减少测量误差。
在评价阶段,可以从度量意识、度量观念和度量能力三个方面开展评价活动,观察学生是否能进行估算,估算的准确性如何;是否能估计一步的长度,能否估计10步的长度,误差有多大,以及是否能条理清晰地叙述估计过程。通过这样的评价方式,不仅丰富了学生的体验活动,还体现了对“知识与见识”并重的要求,有助于学生量感的形成和应用意识的增强。
随着科技的不断进步,教科书上介绍的测量技术可能与日常生活渐行渐远。然而,对数量的直观理解、选择和估计的能力,即“量感”,将是伴随我们终生的重要技能。[3]在教学过程中,探索如何培养学生的“量感”是至关重要的,这不仅是实现数学核心素养的关键,也是教师的职责所在。
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].北京师范大学出版社,2022.
[2]史宁中.为什么要强调量感[J].小学教学·数学版.2021(10):8-10.
[3]孙思雨,孔企平.“量感”的内涵及培养策略[J].小学数学教师,2021(8):44.
【注:本文系云南省玉溪市教育科学研究所立项课题“小学数学量感培养的课例研究”(课题编号:ERS202319)研究成果。】