溫子奇
(廣東省深圳市龍華區(qū)觀瀾中心學(xué)校)
小學(xué)生量感的培養(yǎng)通常滲透在計(jì)量單位的教學(xué)中。筆者在一線教學(xué)中發(fā)現(xiàn),在涉及計(jì)量單位的數(shù)學(xué)作業(yè)中,常常出現(xiàn)讓人啼笑皆非的答案,如對(duì)某些單位的選擇偏離實(shí)際——一條魚(yú)重2 克;混淆不同物理屬性的單位——學(xué)校操場(chǎng)面積為3000 平方米。學(xué)生雖然在笑聲中能修正答案,但后續(xù)學(xué)習(xí)中依然會(huì)重蹈覆轍。不難看出,學(xué)生對(duì)計(jì)量單位的理解常常浮于表面。同時(shí),教材中部分計(jì)量單位的使用場(chǎng)景遠(yuǎn)離學(xué)生生活,導(dǎo)致學(xué)生對(duì)相應(yīng)的“量”缺乏基礎(chǔ)的感知。
在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,量感主要是指對(duì)長(zhǎng)度、面積、體積、質(zhì)量、時(shí)間、角度等基本量,即對(duì)物體或圖形某方面物理屬性的感知。換而言之,量感是指對(duì)不同量的比較、運(yùn)算和估計(jì)等方面的感悟。《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下通稱“新課標(biāo)”)強(qiáng)調(diào)通過(guò)對(duì)具體物體的測(cè)量提煉出量感,并將其納入核心素養(yǎng)的培養(yǎng)內(nèi)容。關(guān)于小學(xué)生量感的培養(yǎng),新課標(biāo)給出了三個(gè)核心關(guān)鍵詞:直觀感知——對(duì)事物的可測(cè)量屬性及大小關(guān)系的直觀感知;選擇——針對(duì)真實(shí)情境選擇合適的度量單位進(jìn)行度量;估計(jì)——合理得到或估計(jì)度量的結(jié)果。如何將這三條建議融入一線教學(xué)中,需要教師結(jié)合具體實(shí)踐進(jìn)行深入探究。
下面,筆者基于北師大版數(shù)學(xué)教材三年級(jí)下冊(cè)涉及量感的第四單元“千克、克、噸”和第五單元“面積”,論述對(duì)量感的理解與培養(yǎng)量感的實(shí)踐策略。
教師要開(kāi)展以比較為中心的數(shù)學(xué)活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生感受“量”出量感的必要性。學(xué)生通過(guò)最初的直觀比較,發(fā)展到對(duì)物品進(jìn)行間接比較,最后創(chuàng)造出用非標(biāo)準(zhǔn)或者標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量單位對(duì)數(shù)量進(jìn)行比較,這個(gè)過(guò)程能夠充分發(fā)展其對(duì)于“量”的感知。
低年級(jí)學(xué)生在還沒(méi)有建立或剛建立起量感時(shí),常用諸如“這個(gè)桌子好高”“這個(gè)操場(chǎng)好大”“這袋米好重”的語(yǔ)句來(lái)描述物體的屬性。在教學(xué)實(shí)踐中,教師可以先將學(xué)生眼中的高、大、重,用數(shù)學(xué)語(yǔ)言量化,如桌子的高度相當(dāng)于10 個(gè)文具盒的長(zhǎng)度,這袋米和一書(shū)包的書(shū)一樣重,教會(huì)他們利用身邊熟悉的物體與測(cè)量對(duì)象的某種屬性進(jìn)行對(duì)比,并對(duì)其作出相對(duì)準(zhǔn)確的描述。教師可通過(guò)測(cè)量數(shù)學(xué)書(shū)封面大小的教學(xué)活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生初步建立計(jì)量單位的概念,并用它們?nèi)ッ枋錾磉呂矬w的部分屬性。
【教學(xué)片段1】北師大版數(shù)學(xué)教材三年級(jí)下冊(cè)“面積單位”一課中,探究數(shù)學(xué)書(shū)封面的大小。
師:你能用身邊的物體測(cè)量出數(shù)學(xué)書(shū)封面的大小嗎?
學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),一般采用比較的方法,使用較小的實(shí)物或者圖形鋪滿課本,對(duì)封面大小進(jìn)行計(jì)量,呈現(xiàn)出了不同形式的密鋪。
生:課本封面大約是2個(gè)文具盒的大小。
生:課本封面大約是6個(gè)魔方的大小。
生:課本封面正好被40個(gè)小方塊鋪滿。
師:為什么都是表示課本封面的大小,大家的描述卻不盡相同,那到底誰(shuí)的描述更準(zhǔn)確呢?
生:不能確定。
生:我認(rèn)為大家的描述都是對(duì)的。
師:有沒(méi)有什么好方法讓全班同學(xué)的測(cè)量結(jié)果一致呢?
生:使用同一個(gè)比較工具進(jìn)行測(cè)量。
課堂中,由于最初沒(méi)有給定測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),學(xué)生給出了五花八門(mén)的答案。學(xué)生使用的計(jì)量工具不一樣,對(duì)結(jié)果的表達(dá)也就不同,但每個(gè)結(jié)論都是與實(shí)物對(duì)比的合理描述。同時(shí),比較標(biāo)準(zhǔn)的大小對(duì)確定課本封面大小的影響也非常明顯,“單位”的概念伴隨著“選擇”的需要在學(xué)生心中開(kāi)始萌生。于是,教師順勢(shì)引出面積單位“1 平方厘米”的概念。體驗(yàn)完1 平方厘米的大小后,通過(guò)同樣的探究和推理方式,師生共同得到1平方分米和1平方米的大小。這樣,通過(guò)測(cè)量數(shù)學(xué)書(shū)封面的大小,教師引出統(tǒng)一面積單位的必要性,從自創(chuàng)單位測(cè)量到統(tǒng)一單位,在師生互動(dòng)中初步建立起關(guān)于面積的量感。
通過(guò)對(duì)比“實(shí)物尺”,學(xué)生雖然能夠?qū)ξ矬w的屬性作出數(shù)學(xué)意義上的描述,但這種量感只是停留在表面,缺乏實(shí)際應(yīng)用功能。如果能夠?qū)ⅰ皩?shí)物尺”轉(zhuǎn)化為學(xué)生生活中最常見(jiàn)、最熟悉的物體,如學(xué)生自己身體的某一部分,當(dāng)再次涉及相關(guān)測(cè)量場(chǎng)景時(shí),他們就能夠立刻想起這個(gè)比較標(biāo)準(zhǔn),并將學(xué)到的知識(shí)合理應(yīng)用,逐步內(nèi)化量感。
為了更好地進(jìn)行論述與教學(xué)實(shí)踐,本文引入“身體尺”的概念,即學(xué)生借助自己身體某個(gè)部位的大小,以此為標(biāo)準(zhǔn)去測(cè)量、描述待測(cè)物體的屬性。結(jié)合小學(xué)生的身體特征,教師與他們完成如下約定:以1厘米大概是大拇指指甲蓋的寬度,1分米是手掌張開(kāi)后大拇指指尖到中指指尖的距離,1米是小朋友兩臂張開(kāi)后兩手手指間的距離建立長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn),借助“一指寬”“一拃長(zhǎng)”“一臂長(zhǎng)”等培養(yǎng)關(guān)于長(zhǎng)度單位的量感;以大拇指指甲蓋大概是1 平方厘米,一個(gè)手掌大概是1 平方分米,教室的一塊黑板大概是1 平方米(與教師自己拼接的1 平方米大小的報(bào)紙對(duì)比感知)建立面積標(biāo)準(zhǔn),借助自己身體某個(gè)部位的大小,培養(yǎng)關(guān)于面積單位的量感。
【教學(xué)片段2】北師大版數(shù)學(xué)教材三年級(jí)下冊(cè)“長(zhǎng)方形的面積”一課中,估測(cè)教室面積。
師:請(qǐng)同桌合作,用自己的方法估測(cè)教室的面積。
生:用臂長(zhǎng)估測(cè),胳膊展開(kāi)貼著墻做標(biāo)記,得到教室長(zhǎng)約9 個(gè)臂長(zhǎng),寬約7 個(gè)臂長(zhǎng)。1 個(gè)臂長(zhǎng)約為1米,所以教室長(zhǎng)約9米,寬約7米,面積約63平方米。
生:用步長(zhǎng)估測(cè)。我的一步大約長(zhǎng)50厘米,兩步長(zhǎng)就是1米,教室長(zhǎng)大概是18.4個(gè)步長(zhǎng),約等于9米,寬15步長(zhǎng),約等于7米,面積=長(zhǎng)×寬=63(平方米)。
生:數(shù)地磚。教室的地磚是正方形,我們量出它們的邊長(zhǎng)約5分米,面積約25平方分米,教室長(zhǎng)占了18 塊地磚,寬占了14 塊地磚,教室地面一共鋪了252塊地磚,25×252=6300(平方分米)=63(平方米)。
生:數(shù)地磚塊數(shù)的方法,與測(cè)量教室長(zhǎng)和寬的方法有聯(lián)系,估測(cè)長(zhǎng)和寬也是想象長(zhǎng)邊可以擺幾個(gè)單位面積,寬邊可以擺幾排,再計(jì)算面積單位的總個(gè)數(shù),進(jìn)而計(jì)算出教室的面積。
經(jīng)過(guò)探索與實(shí)踐學(xué)生逐漸明白,測(cè)量教室的長(zhǎng)和寬可以使用步長(zhǎng)或臂長(zhǎng)作為標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)生之間通過(guò)不同方法的碰撞和交流,打通了測(cè)量長(zhǎng)度與測(cè)量面積之間的聯(lián)系,把測(cè)量的經(jīng)驗(yàn)和方法融為一體,再一次提升了量感。
經(jīng)過(guò)自主探究與合作學(xué)習(xí),大部分學(xué)生了解了自己“身體尺”的長(zhǎng)度或面積,并能夠進(jìn)行有效估測(cè);能靈活選擇合適的“身體尺”測(cè)量物體的長(zhǎng)度或面積,將抽象的物理屬性具體化,逐步發(fā)展量感?!吧眢w尺”讓枯燥的課堂充滿趣味,激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究和無(wú)限思考,真正做到數(shù)學(xué)課堂以學(xué)生為中心,讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生。
生活中涉及面積與周長(zhǎng)的場(chǎng)景非常多,比如教室前后黑板的大小如何進(jìn)行比較,兩塊草地誰(shuí)更大誰(shuí)更???在這些場(chǎng)景中,需要先從本質(zhì)上區(qū)分周長(zhǎng)與面積。筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn),部分學(xué)生不能很好地區(qū)分物體的周長(zhǎng)與面積,此時(shí)教師需要借助實(shí)踐活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深入概念本質(zhì)的學(xué)習(xí)。教師基于草坪大小的比較設(shè)計(jì)了一節(jié)實(shí)踐課,輔助學(xué)生深入理解周長(zhǎng)和面積概念的本質(zhì),引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)的問(wèn)題解決過(guò)程中發(fā)展對(duì)“量”的感知。
【教學(xué)片段3】?jī)蓧K不同的草坪A、B 中(見(jiàn)圖1),誰(shuí)的周長(zhǎng)更長(zhǎng),誰(shuí)的面積更大?
圖1 草坪的大小
教師帶領(lǐng)學(xué)生來(lái)到學(xué)校長(zhǎng)方形的草地上,將全班平均分為兩組,設(shè)計(jì)在草地上野餐的情境:一條小路將長(zhǎng)方形草地分為A、B兩塊。
師:如果讓其中一組組長(zhǎng)先選場(chǎng)地,你會(huì)選擇哪一塊地?
生:(幾乎異口同聲)我會(huì)選擇B,因?yàn)樗雌饋?lái)更大。
師:這里的更大是指什么量更大呢?
生:B的面積更大。
可見(jiàn),在具體的情境中體驗(yàn)是幫助學(xué)生深入理解概念最直接、最高效的辦法。
師:哪個(gè)組所在區(qū)域的周長(zhǎng)更長(zhǎng)呢?
生:B組的周長(zhǎng)更長(zhǎng)。
生:兩組周長(zhǎng)一樣長(zhǎng)。
師:接下來(lái),我們驗(yàn)證一下大家的猜想,請(qǐng)兩組的組長(zhǎng)分別以相同的速度繞自己所在組的區(qū)域邊緣走一圈,看一看誰(shuí)先回到起點(diǎn)。
走完后,組長(zhǎng)匯報(bào):他們是一起回到起點(diǎn)的。
師:那么大家邊吃邊思考,他們同時(shí)回到起點(diǎn)說(shuō)明了什么?
野餐結(jié)束后,教師根據(jù)學(xué)生討論的結(jié)果進(jìn)行總結(jié)分析。讓學(xué)生自己驗(yàn)證猜想,可更好地區(qū)分周長(zhǎng)和面積的本質(zhì),進(jìn)而厘清面積單位與周長(zhǎng)單位的區(qū)別,感受數(shù)學(xué)來(lái)源于生活,在生活實(shí)踐中理解和驗(yàn)證數(shù)學(xué)知識(shí),進(jìn)一步提升量感。
可見(jiàn),每一種量都有其獨(dú)特的屬性,但量與量之間又有著或多或少的聯(lián)系,教師需要設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng),讓學(xué)生充分感受每一個(gè)計(jì)量單位產(chǎn)生的過(guò)程以及它們之間的關(guān)聯(lián)。通過(guò)深入本質(zhì)的探討,學(xué)生體會(huì)到“因?yàn)槊娣e是長(zhǎng)度×長(zhǎng)度,所以面積單位是長(zhǎng)度單位的平方”的道理,其實(shí)就是打通了不同量之間的橫向溝通。這樣,從二維到一維發(fā)展量感,使學(xué)生由“面”到“線”,再回到“面”。
在脫離測(cè)量工具的環(huán)境下,仍能對(duì)數(shù)量有較為準(zhǔn)確的感知,是學(xué)生發(fā)展量感的必備能力。這就需要學(xué)生充分經(jīng)歷估測(cè)、估算、驗(yàn)證的過(guò)程,與生活建立深度聯(lián)系。如嘗試估測(cè)從學(xué)校到家的距離、學(xué)校操場(chǎng)的面積、一袋米有多重、一千克綠豆有多少顆等。學(xué)生選擇合適的估測(cè)策略,充分體驗(yàn),既可以逐步發(fā)展估測(cè)意識(shí),建立合理的估測(cè)策略;又可以在不借助工具的前提下,形成對(duì)“量”有較為準(zhǔn)確的感知,更合理地估計(jì)度量的結(jié)果,實(shí)現(xiàn)量感素養(yǎng)的穩(wěn)步提升。
【教學(xué)片段4】實(shí)踐探究“有多重”。
課堂上,教師為學(xué)生搭建“超市購(gòu)物”的情境,開(kāi)展“我是稱重小能手”的綜合實(shí)踐活動(dòng)。教師提供天平、盤(pán)秤、桶裝礦泉水、桶裝油、西瓜、袋裝食用鹽、蘋(píng)果、雞蛋、盒裝牛奶、黃豆、回形針、袋裝花生米、硬幣等物品,嘗試把估測(cè)活動(dòng)貫穿在整個(gè)測(cè)量教學(xué)過(guò)程中。
任務(wù)一:課堂探究作業(yè)
估測(cè)物體重量,基本思路是“掂—估—稱—算”,作業(yè)目標(biāo)是多種感官參與體驗(yàn)。
(1)掂一掂指定物體,保持5 秒鐘,記住此時(shí)的肌肉感覺(jué);
(2)估一估這個(gè)物體的重量,說(shuō)一說(shuō)你是怎么估計(jì)的;
(3)稱一稱這個(gè)物體的重量到底是多少;
(4)算一算,你的估計(jì)與實(shí)際重量相差多少?
在這個(gè)過(guò)程中,教師應(yīng)及時(shí)進(jìn)行方法指導(dǎo)和糾偏,幫助學(xué)生正確掌握估測(cè)方法,不斷提高估測(cè)的準(zhǔn)確度,提升量感。
任務(wù)二:課后實(shí)踐作業(yè)
(1)稱量?jī)纱}的重量,掂一掂,感受1 千克有多重;
(2)估計(jì)幾個(gè)蘋(píng)果重1千克,實(shí)際動(dòng)手稱一稱,稱后掂一掂,計(jì)算你的估計(jì)誤差,比一比誰(shuí)估得最準(zhǔn)確;
(3)稱量曲別針或者黃豆的重量,掂一掂,感受1千克有多重;
(4)抱起一個(gè)西瓜,估一估它的重量,稱一稱,計(jì)算你的估計(jì)重量和稱量重量的差距。
這是一節(jié)極具實(shí)踐性的數(shù)學(xué)課,整節(jié)課學(xué)生都是在實(shí)踐中學(xué)習(xí)的,每個(gè)學(xué)生都有其獨(dú)特的體驗(yàn),并逐步形成質(zhì)量參照體系。學(xué)生在估測(cè)、推理的過(guò)程中不斷提高估測(cè)能力,在一點(diǎn)一滴的實(shí)踐和體驗(yàn)中豐富測(cè)量活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),真正實(shí)現(xiàn)了量感的內(nèi)化。
量感的提升需要大量直觀的、感性的經(jīng)驗(yàn)積累。一是明確基本單位量在生活中有多重、有多大。在這個(gè)階段,教師要提供大量實(shí)物模型,讓學(xué)生掂一掂、摸一摸,建立基本單位的量感,再以此為標(biāo)準(zhǔn),找一找生活中相近的量,再次體驗(yàn)。二是選擇合適的基本單位量做“尺子”,推斷其他物體的質(zhì)量或面積,創(chuàng)設(shè)豐富的度量活動(dòng),幫助學(xué)生建立度量單位與實(shí)際生活的聯(lián)系。學(xué)生只有在充分的直觀經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,才能聯(lián)想、類比、遷移到其他估測(cè)對(duì)象,對(duì)量的感知才能更準(zhǔn)確、更貼合實(shí)際。
教師先通過(guò)與“實(shí)物尺”對(duì)比建立計(jì)量單位,與“身體尺”對(duì)比建立測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),再通過(guò)一節(jié)實(shí)踐課,在推理實(shí)踐中幫助學(xué)生打通量感,最后通過(guò)深度估測(cè)的情境教學(xué),幫助學(xué)生提升量感。
總之,充分的活動(dòng)、體驗(yàn)是學(xué)生深度學(xué)習(xí)和真正培養(yǎng)量感的必要條件。教學(xué)中,教師要?jiǎng)?chuàng)設(shè)有效情境,促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)對(duì)比、估計(jì)、反思和調(diào)整,提高估測(cè)能力和對(duì)“量”的感悟。此外,在量感的培養(yǎng)過(guò)程中,40 分鐘的課堂教學(xué)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,教師還需要提供適合學(xué)生量感生長(zhǎng)的環(huán)境,幫助其在生活實(shí)踐中不斷深化理解。培養(yǎng)量感的機(jī)會(huì)無(wú)處不在,學(xué)校、家庭、超市中都有著豐富的教學(xué)資源。學(xué)生通過(guò)親身實(shí)踐,多次體驗(yàn)有多久、有多長(zhǎng)、有多大、有多重……就可以感受不同的“量”,理解和運(yùn)用“量”,不斷形成和豐富量感。