福建省莆田市秀嶼區(qū)東嶠珠江小學(xué) 莊航海
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,數(shù)量關(guān)系與空間形式是兩個(gè)學(xué)習(xí)主體,其中數(shù)量關(guān)系是最基礎(chǔ)、最重要的一對(duì)關(guān)系,把握好這一關(guān)系是學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的關(guān)鍵。正如同語文、英語等語言學(xué)科需要良好的語感作支撐,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)也離不開良好的數(shù)感。新頒布的《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》分階段提出了小學(xué)與初中的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的具體內(nèi)容,其中小學(xué)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)就包括了數(shù)感、量感、符號(hào)意識(shí)、運(yùn)算能力等在內(nèi)的11個(gè)具體的核心素養(yǎng),這是在高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)首次提出數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)上的進(jìn)一步明確。在課程標(biāo)準(zhǔn)所提及的11項(xiàng)具體的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中,數(shù)感與量感排在前兩位,這不是一種隨機(jī)性的表述,而是體現(xiàn)了兩者的基礎(chǔ)性與重要性。
數(shù)與量是既獨(dú)立又緊密聯(lián)系的兩個(gè)數(shù)學(xué)概念,數(shù)感與量感之間同樣具備這兩種關(guān)系。數(shù)感與量感作為小學(xué)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的兩個(gè)重要方面,對(duì)小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)而言是十分重要和關(guān)鍵的,以下對(duì)兩者的內(nèi)涵及其意義分別進(jìn)行闡述。
數(shù)感是指對(duì)數(shù)與數(shù)量、數(shù)量關(guān)系及運(yùn)算結(jié)果的直觀感悟。培養(yǎng)小學(xué)生的數(shù)感,有利于幫助他們更好地理解數(shù)的意義與數(shù)量關(guān)系,讓他們初步感受數(shù)學(xué)寓言表達(dá)的簡(jiǎn)潔與精確,提高他們的數(shù)學(xué)好奇心,培養(yǎng)他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。教學(xué)中發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)數(shù)和數(shù)量關(guān)系缺乏敏感性,如加法計(jì)算中,常常出現(xiàn)和小于其中一個(gè)加數(shù)的情況;減法計(jì)算中,常常出現(xiàn)差大于被減數(shù)的情況;一奇數(shù)一偶數(shù)的加減運(yùn)算常常為偶數(shù),兩奇數(shù)相加減常常為奇數(shù),或兩偶數(shù)相加減為奇數(shù)等等。如果學(xué)生具備基本的數(shù)感,就會(huì)對(duì)這些數(shù)以及數(shù)量關(guān)系有一定的敏感性,能避免很多錯(cuò)誤。如“20以內(nèi)數(shù)的退位減法”習(xí)題13-8,被減數(shù)13為奇數(shù),減數(shù)8為偶數(shù),其差一定是一個(gè)小于13的奇數(shù)。那么,小于13的奇數(shù)有哪些?其中哪些比較接近答案?只有3、5、7(1、9、11明顯差太多),再來看“3”,由于13-10=3,減數(shù)為8而不是10,所以正確答案為“5”。因此對(duì)于這樣的計(jì)算,只要有一定的數(shù)感,即便不借助破十法等傳統(tǒng)的算法來計(jì)算,學(xué)生也能夠輕松地算出答案。
量感是指對(duì)事物的可測(cè)量屬性及大小關(guān)系的直觀感知。培養(yǎng)小學(xué)生的量感,有利于幫助他們養(yǎng)成定量的方法認(rèn)識(shí)和解決問題的習(xí)慣,這是形成抽象能力和應(yīng)用意識(shí)的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。量是確定、計(jì)測(cè)數(shù)量、重量、面積、體積、角度、時(shí)間、日期等大小多少的工具,小學(xué)數(shù)學(xué)中的量只包含標(biāo)量,即只有大小的量(另一種為向量,不做討論)。對(duì)量的可測(cè)屬性尤其是大小關(guān)系的正確感知,能幫助學(xué)生順利地解決問題,如在“長(zhǎng)度單位”學(xué)習(xí)中,對(duì)10厘米、5分米、7米、2千米等長(zhǎng)度的大小有比較接近的估計(jì),能夠?qū)ξ木吆?、書本、課桌等物品的長(zhǎng)度大小進(jìn)行大概的估計(jì),能夠借助身體(如用拃來測(cè)量物體長(zhǎng)度、用踱步來測(cè)量一段距離)等等。又如在“重量單位”的克、千克、噸等單位的重量有直觀的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知,能就所給出的物體及提示的數(shù)的大小選擇正確的單位,如1只蘋果的重量為200(克),1袋大米的重量為15(千克),一頭成年大象的體重為4(噸),能夠根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)與數(shù)學(xué)知識(shí)來估計(jì)不同物體的具體重量等等。對(duì)各種量的大小及其計(jì)測(cè)有比較直觀、正確的感知,能就各種事物、圖形的數(shù)量大小及其關(guān)系進(jìn)行理性的感知和判斷,具備以定量的方法認(rèn)識(shí)各種數(shù)學(xué)概念以及解決數(shù)學(xué)問題的能力。
數(shù)感與量感對(duì)小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是不可或缺、極為重要的,是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的一種關(guān)鍵品格與必備能力。小學(xué)生的數(shù)感與量感不是與身俱來的,需要在數(shù)學(xué)課堂中進(jìn)行有意識(shí)地滲透和培養(yǎng),循序漸進(jìn)地養(yǎng)成與提高。本人在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中,十分注重日常學(xué)習(xí)的數(shù)感與量感的滲透式培養(yǎng),取得了一定的教學(xué)效果,具體做法如下。
基于教育心理學(xué)的觀點(diǎn)不難分析出,內(nèi)心對(duì)數(shù)字有排斥心理甚至恐懼感的學(xué)生是不能形成良好的數(shù)感與量感的,也是無法學(xué)好數(shù)學(xué)的。開展學(xué)生積極參與、思維活躍的數(shù)學(xué)游戲,能有效地拉近學(xué)生與數(shù)學(xué)的距離。學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)有了好奇心、有了探究的樂趣,數(shù)感、量感的培養(yǎng)才有基礎(chǔ)。游戲是打造趣味課堂的有效載體,游戲化教學(xué)是小學(xué)各學(xué)科教學(xué)的重要理念與有效手段。設(shè)計(jì)新穎有趣的數(shù)學(xué)游戲,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)單、有趣,能很好地激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣。怎樣圍繞數(shù)與量來設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)游戲呢?本人設(shè)計(jì)了如下幾種好玩的游戲,現(xiàn)分享其中常玩的3種。
一是“過目不忘”的數(shù)字游戲。數(shù)感中最基本的是讓學(xué)生具備用數(shù)來表示物體的個(gè)數(shù)與事物的順序的能力,這是數(shù)的基本認(rèn)知能力。如一年級(jí)上冊(cè)《認(rèn)識(shí)圖形(一)》的教學(xué)中,教師給學(xué)生播放一張圖,圖中有不同數(shù)量的長(zhǎng)方體、正方體、球、圓柱,給學(xué)生觀看3秒鐘后退出界面,讓學(xué)生正確地說出這四種立體圖形各有多少個(gè)。在認(rèn)識(shí)數(shù)字“8和9”的教學(xué)中,給學(xué)生展示一張十二生肖的動(dòng)物圖卡,同樣讓學(xué)生觀察3秒鐘,讓學(xué)生說說第8位是什么動(dòng)物、第9位是什么動(dòng)物。這樣的數(shù)學(xué)小游戲在簡(jiǎn)單的數(shù)數(shù)與觀察順序的基礎(chǔ)上增加了一點(diǎn)難度,同時(shí)也更具新意。通過觀看圖片,在學(xué)生頭腦中迅速建立起物體的數(shù)量與順序的感知,提高對(duì)數(shù)的敏感性。
二是“思維快車”的計(jì)算游戲。數(shù)感的培養(yǎng)要求學(xué)生體會(huì)并表達(dá)事物所蘊(yùn)含的簡(jiǎn)單數(shù)量規(guī)律,需要一定的數(shù)學(xué)思維,借助數(shù)學(xué)計(jì)算。如二年級(jí)上冊(cè)《連加、連減和加減混合》的教學(xué)中,進(jìn)行數(shù)字飛行棋的計(jì)算游戲:從數(shù)字0開始投骰子,0位置的算式為45+20,從1開始往后每一步都有不同的加法或者減法計(jì)算要求,如1是(+15),投出的骰子點(diǎn)數(shù)為1,則計(jì)算45+20+15;再投骰子,點(diǎn)數(shù)為4,此處的計(jì)算提示為(-12),則要計(jì)算45+20+15-12,以此類推。這樣的連加連減游戲讓學(xué)生充滿未知計(jì)算的期待,投入感十足。
三是“度量猜猜猜”的估算量值游戲。如學(xué)習(xí)長(zhǎng)度單位“厘米、分米、米”中,教師拿出一顆糖果,提問:“有誰猜出這顆糖長(zhǎng)度有多少?”學(xué)生根據(jù)自己對(duì)厘米這個(gè)長(zhǎng)度的感性認(rèn)識(shí)進(jìn)行估計(jì),有猜5厘米的,有猜6厘米的,有猜7厘米的,最后教師進(jìn)行測(cè)量,答案最精確的學(xué)生獲得這顆糖果。又如如學(xué)習(xí)重量單位“克”的課堂中,教師準(zhǔn)備多種物品,如一個(gè)蘋果、一本書、一包零食等,先讓學(xué)生拿在手里掂量掂量,然后猜猜它們的重量。學(xué)生也會(huì)根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)以及掂量的親身感知進(jìn)行重量的猜測(cè),如一個(gè)蘋果200克、一本書300克、一包零食85克等等。教師給學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)重,看看他們估計(jì)的重量與實(shí)際的重量有多少偏差。這種關(guān)于長(zhǎng)度、面積、體積、時(shí)間、重量等量的估計(jì),對(duì)于學(xué)生感知量的大小很有幫助。
數(shù)與數(shù)量關(guān)系的外在表現(xiàn)形式主要在于數(shù)的運(yùn)算,要求學(xué)生在運(yùn)算法則、運(yùn)算律的運(yùn)用中正確計(jì)算解答算式,這是數(shù)感培養(yǎng)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵。
一是強(qiáng)化口算練習(xí)。首先是在基礎(chǔ)口算中打好基礎(chǔ)?;A(chǔ)口算主要是指簡(jiǎn)單的加減乘除口算,旨在熟練運(yùn)用四則運(yùn)算的法則來口頭計(jì)算比較簡(jiǎn)單的少步驟(通常為一步)計(jì)算,100以內(nèi)的加減法,表內(nèi)乘法、表內(nèi)除法、簡(jiǎn)單的混合運(yùn)算、小數(shù)與分?jǐn)?shù)的加減乘除運(yùn)算等等。要求學(xué)生不借助紙筆的情況下進(jìn)行口頭計(jì)算。這類基礎(chǔ)口算應(yīng)貫穿于小學(xué)低中高三個(gè)學(xué)段中,日復(fù)一日地練習(xí),做到熟能生巧。其次是在高階口算中發(fā)展運(yùn)算思維。高階口算,是學(xué)生在借助運(yùn)算法則與運(yùn)算律的基礎(chǔ)之上,融入簡(jiǎn)便意識(shí)與簡(jiǎn)便算法,將復(fù)雜的計(jì)算轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)便的口算的過程,這對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維有很好的鍛煉作用。如五年級(jí)上冊(cè)小數(shù)乘法學(xué)習(xí)中,學(xué)生要善于建立整數(shù)乘法與小數(shù)乘法之間的聯(lián)系,將整數(shù)乘法的運(yùn)算定律推廣到小數(shù)乘法中,降低計(jì)算難度,運(yùn)用簡(jiǎn)便計(jì)算來把復(fù)雜的筆算轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)易的口算。如8.1×3.7+1.9×3.7=___的計(jì)算中,看到8.1與1.9這兩個(gè)數(shù)字,以及它們的共同的乘數(shù)3.7,聯(lián)想到乘法的結(jié)合律,將其轉(zhuǎn)化為(9.1+1.9)×3.7=37,極大地簡(jiǎn)化了計(jì)算過程,提高了計(jì)算的精度。又如0.52×101=______的計(jì)算中,看到101這個(gè)特殊數(shù)字,想到運(yùn)用乘法分配率的算法,將其轉(zhuǎn)化為0.52×(100+1)=52+0.25=52.52。這比直接筆算無疑更快速、更準(zhǔn)確。學(xué)生建立審題意識(shí),發(fā)現(xiàn)算式中的特點(diǎn),知道出題者的意圖,靈活選擇簡(jiǎn)便計(jì)算方法來進(jìn)行高階化的口算解答,是數(shù)感提升的有效途徑。
二是重視科學(xué)估算。數(shù)感是對(duì)數(shù)量大小及其關(guān)系的直觀感受,是主觀性的直覺與判斷。估算不是猜測(cè),而是基于算理下的科學(xué)推測(cè),其對(duì)小學(xué)生數(shù)感的養(yǎng)成十分重要。教師在日常的數(shù)學(xué)課堂中應(yīng)重視估算,并以此為契機(jī)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)表達(dá),闡述自身的思維過程,提升學(xué)生數(shù)學(xué)思維的邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性與科學(xué)性,形成更高的對(duì)數(shù)字的感知能力。如五年級(jí)下冊(cè)分?jǐn)?shù)的教學(xué)中經(jīng)常涉及分?jǐn)?shù)大小比較,在不通分的情況下是否能夠比較兩個(gè)分子、分母都不相同的分?jǐn)?shù)的大???顯然是可以的,如,在不轉(zhuǎn)化為同分母的分?jǐn)?shù)的前提下,怎么判斷兩者大小?學(xué)生可以進(jìn)行這對(duì)分?jǐn)?shù)的類比思考,很顯然后者大于前者,以此類推也大于如果用代數(shù)的方式來表示,即
又如常見的工程問題,甲單獨(dú)完成一項(xiàng)工作需要24天,乙單獨(dú)完成一項(xiàng)工作需要18天,兩人合作完成這項(xiàng)工作需要多少天?學(xué)生在解決這個(gè)問題之前,也可以通過數(shù)學(xué)分析的方法來進(jìn)行估算:假設(shè)甲乙都需要18天,那么兩人合作需要9天;而甲的工作速度不及乙,乙拖了彼此后腿,可以推算兩人合作所需要的時(shí)間大于9天。再反過來假設(shè),乙單獨(dú)做也需要24天,甲乙合作需要12天;而實(shí)際上乙的速度比甲快,故而兩人合作所需要的時(shí)間小于12天,所以答案在9~12之間。如果該題是選擇題,學(xué)生能夠輕松地排除部分顯而易見的錯(cuò)誤答案。這就是基于數(shù)理的科學(xué)估算,可見科學(xué)的估算蘊(yùn)含著正確的數(shù)學(xué)邏輯思維活動(dòng),有助于小學(xué)生數(shù)感的培養(yǎng)。
正如史寧中教授所說的:數(shù)學(xué)的本質(zhì)在于度量,無論是數(shù)還是量,都是通過度量產(chǎn)生的。度量實(shí)踐對(duì)小學(xué)生數(shù)感與量感的培養(yǎng)都是大有裨益的,其是體驗(yàn)式、實(shí)踐性、情境化的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)形式,集游戲、實(shí)驗(yàn)與操作于一體,借助合理得到或者估計(jì)度量結(jié)果。
一是數(shù)量大小的猜想到實(shí)證。很多教師在教學(xué)與量相關(guān)的內(nèi)容時(shí),通常缺乏了體驗(yàn)與探究這一教學(xué)環(huán)節(jié)的創(chuàng)設(shè),而更多的是生硬地灌輸與講授。對(duì)小學(xué)生而言,他們對(duì)量的感知能力不強(qiáng),對(duì)于一個(gè)物體,其長(zhǎng)度大小、其重量多少?zèng)]有概念。本人認(rèn)為,與其告訴學(xué)生一本書的寬度為21厘米、一只蘋果的重量大概為200克、一塊半圓式400米標(biāo)準(zhǔn)田徑場(chǎng)的面積為10400余平方米等等,不如讓學(xué)生自己利用度量工具去親自發(fā)現(xiàn)與證實(shí)。在度量之前先讓學(xué)生對(duì)所度量的物體進(jìn)行觀察、觸碰,感受其大小與質(zhì)量,進(jìn)行初步的數(shù)量大小的估計(jì);再借助長(zhǎng)度、重量等度量的工具進(jìn)行測(cè)算,再與自己的預(yù)估進(jìn)行比較。如此對(duì)數(shù)量大小的感知就能夠趨于客觀真實(shí),量感也能夠得到有效提升。
二是度量方案的制定到實(shí)施。對(duì)事物可測(cè)量屬性的感知是學(xué)生量感培養(yǎng)的一個(gè)重要方面,要求學(xué)生能夠針對(duì)所度量的具體內(nèi)容、現(xiàn)實(shí)情境來選擇適當(dāng)?shù)墓ぞ?、?jì)量單位,并制定科學(xué)適宜的度量計(jì)劃。如五年級(jí)下冊(cè)“容積和容積單位”這一教學(xué)內(nèi)容中,教師拋出問題:對(duì)于一只形狀不規(guī)則的鴨梨,有什么辦法能測(cè)量出它的體積?對(duì)于不規(guī)則物體體積的測(cè)量,最佳方式是將其轉(zhuǎn)化為液體體積測(cè)量。學(xué)生提出方案:用量杯量出一定體積的水,記好水的刻度;再將鴨梨完全沒入水中,再次記錄水的刻度;最后計(jì)算出水面上升的體積,則為鴨梨的體積。這種轉(zhuǎn)化思想幫助學(xué)生將不能以常規(guī)測(cè)量方法測(cè)量的物體轉(zhuǎn)化為方便測(cè)量的物體,順利解決問題。類似的,用比的知識(shí)來測(cè)量旗桿的高度,讓看似難以測(cè)量的旗桿的變得簡(jiǎn)單易得。
數(shù)感與量感是小學(xué)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的兩個(gè)重要方面,對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)具有重要的作用。將數(shù)感與量感的培養(yǎng)滲透到日常的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,通過趣味游戲來激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,通過數(shù)學(xué)運(yùn)算來培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)感,通過度量實(shí)踐來提升學(xué)生的量感,一體兩翼,齊頭并進(jìn),讓學(xué)生對(duì)數(shù)與量有更好的直觀感知,讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)變得簡(jiǎn)單。