江蘇南京市長(zhǎng)江路小學(xué)(210018) 王小波
在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,量感的培養(yǎng)已得到各方的重視,但仍存在學(xué)生量感體驗(yàn)維度不全面、程度不深刻、方法不到位等問(wèn)題。而量感的培養(yǎng)是一個(gè)從模糊到清晰、從具體到抽象、從感覺(jué)到經(jīng)驗(yàn)的認(rèn)知過(guò)程,學(xué)生只有經(jīng)歷這一過(guò)程,才能擁有完整的體驗(yàn)。這也是學(xué)生感性和學(xué)科理性的完美融合,即“完整地學(xué)”的生動(dòng)詮釋。
筆者曾提問(wèn)三年級(jí)的學(xué)生:“我們學(xué)校的教學(xué)樓有4 層,大概有多高?”學(xué)生特別感興趣,紛紛說(shuō)出自己的看法:“應(yīng)該有100米!”“不可能有100米,我估計(jì)有50 米!”……可見(jiàn),三年級(jí)學(xué)生對(duì)“米”這個(gè)量有一定的感知,但是在現(xiàn)實(shí)情境中,如果不借助測(cè)量工具來(lái)推斷數(shù)值還存在困難。又如,對(duì)于習(xí)題“一個(gè)魚(yú)缸的容量約為60( )”,學(xué)生普遍認(rèn)為60 升的魚(yú)缸太大了,都是填“毫升”。出現(xiàn)這些問(wèn)題的原因主要有以下兩個(gè)方面。
首先是體驗(yàn)不豐富。教師提供的素材比較單一,學(xué)生不易形成豐富的表象,無(wú)法進(jìn)行較為多元的體驗(yàn),量感的建立存在缺失。其次是體驗(yàn)的程度不深刻。如教學(xué)千克時(shí),讓學(xué)生掂一掂1 千克蘋(píng)果有多重;教學(xué)千米時(shí),讓學(xué)生走一走,感受1 千米有多遠(yuǎn)……這樣的體驗(yàn)只能算是簡(jiǎn)單感受,僅僅是讓學(xué)生多記憶一些數(shù)據(jù),而無(wú)法真正引領(lǐng)學(xué)生完整地去感受建立“量”的全過(guò)程。最后,用課件或圖片代替體驗(yàn),或者雖然讓學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)眼,但缺少活動(dòng)之后的有效反思,學(xué)生的感覺(jué)得不到總結(jié)、提升,使得學(xué)生量感的建立出現(xiàn)斷層。
隨著對(duì)量感研究的逐步深入,很多教師都在一些典型課例上研究如何幫助學(xué)生建立量感。這些研究往往是對(duì)一些常見(jiàn)的量的散點(diǎn)式的思考,未能將小學(xué)階段的度量概念、單位和工具等知識(shí)整合起來(lái),觀照整體結(jié)構(gòu)后進(jìn)行全局梳理,造成學(xué)生的認(rèn)知里填塞了很多碎片化的知識(shí),學(xué)生量感的發(fā)展缺乏結(jié)構(gòu)化統(tǒng)整。
量感,就是對(duì)“量”的感悟和直覺(jué),是指視覺(jué)、觸覺(jué)等感官對(duì)物體規(guī)模、程度、速度等方面的感覺(jué),以及對(duì)物體的大小、多少、輕重、厚薄等量態(tài)的感性認(rèn)識(shí)。
在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,小學(xué)階段需要感知的“量”主要有一維的長(zhǎng)度單位、二維的面積單位、三維的體積單位、與體積相對(duì)應(yīng)的質(zhì)量單位,以及與生活息息相關(guān)的時(shí)間單位及貨幣單位。量感是指學(xué)生不使用測(cè)量工具對(duì)某個(gè)量的大小進(jìn)行推斷,或推斷用某個(gè)單位表示的量與哪個(gè)實(shí)際物體的大小吻合的一種感覺(jué)。比如,目測(cè)課桌桌面有多長(zhǎng),估算5 千克的蘋(píng)果有多少個(gè),等等。
有效學(xué)習(xí)從體驗(yàn)開(kāi)始,過(guò)程充分且不斷走向自我完善,實(shí)現(xiàn)完整體驗(yàn)。過(guò)程充分,即在活動(dòng)中充分調(diào)動(dòng)多種感官,多維度地進(jìn)行豐富體驗(yàn);不斷走向自我完善,即在體驗(yàn)中完整地嘗試、感悟、調(diào)整、內(nèi)化,形成經(jīng)驗(yàn),發(fā)展思維;完整體驗(yàn),就是完全投入,即學(xué)生全身心地投入,深入、深刻地經(jīng)歷活動(dòng)的全部過(guò)程。
小學(xué)階段常見(jiàn)的量中,學(xué)生對(duì)長(zhǎng)度單位和時(shí)間單位的量感把握得比較好。長(zhǎng)度單位最容易度量,而且學(xué)生可以運(yùn)用身體尺輔助測(cè)量。比如,估測(cè)數(shù)學(xué)書(shū)的寬度,學(xué)生可以用自己的手指去比畫(huà)。又如,時(shí)間單位與學(xué)生的生活息息相關(guān):課間休息10分鐘,早上鬧鈴響了再睡5 分鐘,看動(dòng)畫(huà)片30 分鐘……這些情景幾乎天天出現(xiàn)在學(xué)生的身邊,學(xué)生的量感因此得到不斷刺激和強(qiáng)化,所以學(xué)生關(guān)于長(zhǎng)度單位和時(shí)間單位的量感最好。
反觀對(duì)面積和體積的估測(cè),由于沒(méi)有了抓手,學(xué)生要在頭腦里想象面積和體積是比較難的,誤差也就很大。因?yàn)橐痪S(如1 米的長(zhǎng)度)是固定的,二維、三維則不然:10 平方米對(duì)應(yīng)的可能是不同的形狀,記住了這個(gè)房間的面積是10 平方米,對(duì)估測(cè)另一個(gè)形狀不一樣的房間幫助不大。
綜上,量感的培養(yǎng)和體驗(yàn)有關(guān),并且體驗(yàn)越深入,量感的建立就越準(zhǔn)確。比如,熟練的售貨員能夠一把抓出相應(yīng)重量的物品,就是經(jīng)歷了一個(gè)長(zhǎng)期的、反復(fù)檢驗(yàn)的、不斷矯正的過(guò)程。只有引導(dǎo)學(xué)生全程、全面、完全參與量感的建立過(guò)程,才能讓學(xué)生充分經(jīng)歷探索、交流、合作的過(guò)程,從而積累鮮活的活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)量感建立的過(guò)程性、生長(zhǎng)性和完整性。
學(xué)生量感的形成需要一個(gè)完整的體驗(yàn)過(guò)程,這個(gè)過(guò)程主要有三個(gè)階段:初體驗(yàn)階段、逐漸抽象階段、形成經(jīng)驗(yàn)階段。
(1)找準(zhǔn)新舊知識(shí)的銜接點(diǎn)
生活是數(shù)學(xué)的源泉,學(xué)生在量感建立之初不是一張白紙。由于家庭學(xué)習(xí)背景的差異,不同的學(xué)生在生活中的量感經(jīng)驗(yàn)千差萬(wàn)別,他們的量感也存在個(gè)體差異性和隨意性。教師在課前應(yīng)盡可能地了解學(xué)生的學(xué)情,幫助缺乏經(jīng)驗(yàn)的學(xué)生在活動(dòng)中擁有良好的初體驗(yàn)。
比如,教學(xué)“認(rèn)識(shí)厘米”前,筆者通過(guò)訪談了解學(xué)生的學(xué)情。
師:這個(gè)文具盒有多長(zhǎng)?
生1:不知道。
生2:比鉛筆長(zhǎng)。
生3:有20厘米長(zhǎng)。
生4:可以用直尺來(lái)量一量。
……
可見(jiàn),學(xué)生對(duì)長(zhǎng)度單位只有模糊的認(rèn)識(shí),大多數(shù)學(xué)生只能說(shuō)出“直尺可以畫(huà)線”。因此,教師教學(xué)時(shí)應(yīng)該慢下來(lái),深入地指出直尺各部分的名稱(chēng),以及怎樣準(zhǔn)確進(jìn)行測(cè)量,為什么要從0 刻度開(kāi)始量,為什么用“大刻度減小刻度”來(lái)表示物體的長(zhǎng)度,等等。這樣對(duì)直尺的慢體驗(yàn)、慢思考才能為后面的測(cè)量教學(xué)以及學(xué)生建立1厘米的量感奠定知識(shí)基礎(chǔ)。
(2)多種素材強(qiáng)化感知
量感建立之初,學(xué)生的感悟往往是片面的。對(duì)此,教師要為學(xué)生提供不同類(lèi)型的素材,激發(fā)他們的各種感官參與學(xué)習(xí)。通過(guò)調(diào)動(dòng)學(xué)生的多種感官參與,使學(xué)生的體驗(yàn)豐富、多樣、深刻。如教學(xué)“認(rèn)識(shí)千米”時(shí),一些教師會(huì)帶領(lǐng)學(xué)生圍繞操場(chǎng)走1 千米。但是圍繞操場(chǎng)走幾圈的活動(dòng)并不能讓學(xué)生直觀地感受到筆直的1 千米有多長(zhǎng),也不知道高1 千米是什么狀況。那如何讓學(xué)生進(jìn)行深度體驗(yàn)?zāi)兀?/p>
課前,筆者讓學(xué)生先在自己熟悉的場(chǎng)景中選擇一個(gè)方向走1 千米,再說(shuō)一說(shuō)感受,讓學(xué)生形成豐富的表象。課堂上,通過(guò)百度地圖,讓學(xué)生看到從校門(mén)口出發(fā),朝不同的方向走1 千米會(huì)走到哪里;接著,借助學(xué)生熟悉的紫金山的高度,促使學(xué)生感悟“2 個(gè)紫金山壘起來(lái)的高度大約是1 千米”,進(jìn)一步豐富1 千米的表象;最后,呈現(xiàn)活動(dòng):(1)算一算:4 個(gè)小朋友手拉手長(zhǎng)約5 米,全班同學(xué)手拉手大約有多長(zhǎng)?多少個(gè)小朋友手拉手長(zhǎng)約1 千米?(2)說(shuō)一說(shuō):課前走1 千米用多長(zhǎng)時(shí)間?(3)全班交流研究成果。
“小朋友手拉手”“紫金山的高度”等學(xué)生熟悉的生活素材,從多個(gè)維度喚醒了學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn),使學(xué)生在深度體驗(yàn)中形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu),逐漸擺脫生活表象,形成豐富、鮮活的量感。
(1)選好參照,讓量感有跡可循
量感與生活息息相關(guān)。教師應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生尋找一些生活中常見(jiàn)且熟知的物體作為參照物,并對(duì)照這樣的參照物來(lái)感知計(jì)量單位。比如,借助大拇指指甲蓋的大小記憶1 平方厘米,借助手掌的大小記憶1 平方分米,借助教室里地磚的大小記憶1平方米,等等。學(xué)生在建立了這些“單位量感”之后就可以去估測(cè)身邊的其他物體的面積,建立“疊加量感”。比如,黑板的面積大約是2 平方米,一支口服液大約是10 毫升,一個(gè)雞蛋大約是50 克……量感的建立變得有跡可循。又如,對(duì)于習(xí)題“一個(gè)魚(yú)缸的容積是60( )”,學(xué)生如果具有較好的量感,不僅可以根據(jù)單位量去思考“1 毫升是多少,1 升是多少”,還可以借助“疊加量感”得出“10 毫升是一支口服液的容量”,用排除的方法得出一個(gè)魚(yú)缸的容量不可能只有6支口服液這么多。
由上可知,學(xué)生學(xué)會(huì)借助參照物進(jìn)行對(duì)比之后,遇到實(shí)際問(wèn)題時(shí)就不再是盲目地思考了,而是會(huì)把頭腦中已有的量與要求的量進(jìn)行比較,加以調(diào)整后得到正確的答案。
(2)借助轉(zhuǎn)化,讓量感有法可依
學(xué)生的量感不是與生俱來(lái)的,需要在實(shí)踐、體驗(yàn)中一點(diǎn)一滴地積累,而在這個(gè)過(guò)程中,教師適時(shí)的點(diǎn)撥和評(píng)價(jià)是非常重要的。比如,在估測(cè)學(xué)校4層樓的高度時(shí),教師可以先讓學(xué)生估測(cè)1 層樓的高度。對(duì)此,學(xué)生還是有很多辦法的,比如教室門(mén)的高度大約是2 米,那么教室的高度大約是3 米,4 層樓的高度大約是12 米。運(yùn)用類(lèi)比的策略進(jìn)行思考,就能容易得出較為準(zhǔn)確的結(jié)果。借助由一到幾的類(lèi)比或由幾到一的提煉,就是把具象與抽象聯(lián)系起來(lái),將量感的培養(yǎng)與數(shù)感的形成進(jìn)行轉(zhuǎn)化,從而讓學(xué)生的量感體驗(yàn)有據(jù)可循。
再如,對(duì)于習(xí)題“足球場(chǎng)的面積大約是7200( )”,學(xué)生往往認(rèn)為填“平方米”就太大了。這歸根結(jié)底還是學(xué)生對(duì)面積單位的感知不準(zhǔn)確。此時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生拆分7200,即7200=80×90,將對(duì)面積單位的感知轉(zhuǎn)化成對(duì)長(zhǎng)度單位的感知。這樣,學(xué)生就能判斷出足球場(chǎng)的長(zhǎng)和寬不可能是80 分米、90分米,從而確定足球場(chǎng)的面積大約是7200平方米。這個(gè)過(guò)程,讓學(xué)生對(duì)量的感知不再盲目,而是有據(jù)可循。
(3)知識(shí)聯(lián)結(jié),讓量感可見(jiàn)
不同量感之間看似獨(dú)立,實(shí)際上又是緊密相連的。針對(duì)學(xué)生對(duì)“大數(shù)據(jù)小單位”的感知能力較弱的現(xiàn)象,可讓學(xué)生借助進(jìn)率將“大數(shù)據(jù)小單位”的量轉(zhuǎn)化成“小數(shù)據(jù)大單位”的量,這樣學(xué)生可以借助的經(jīng)驗(yàn)會(huì)更多一些。這就要求學(xué)生對(duì)單位的換算十分熟悉。因此,當(dāng)學(xué)生對(duì)“量”有一定的感知之后,教師應(yīng)當(dāng)幫助學(xué)生勾連同類(lèi)型的計(jì)量單位之間的聯(lián)系,對(duì)計(jì)量單位建立起整體性、結(jié)構(gòu)性的認(rèn)識(shí)。
比如,對(duì)于長(zhǎng)度單位,勾連相鄰計(jì)量單位之間的進(jìn)率,幫助學(xué)生建立長(zhǎng)度量感體系;對(duì)于面積單位,引導(dǎo)學(xué)生把與之有聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn)畫(huà)成思維導(dǎo)圖,讓學(xué)生的量感體系更為完善;對(duì)于體積單位、容積單位,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)化處理,從而幫助學(xué)生把握數(shù)學(xué)知識(shí)本質(zhì)的一致性。
課上聽(tīng)懂了,不代表真的會(huì)了,更不等于已經(jīng)內(nèi)化成了自己的經(jīng)驗(yàn),還需要在綜合運(yùn)用中不斷反思、不斷矯正。
(1)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn),在綜合運(yùn)用中提升量感的深度
數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)綜合運(yùn)用各種方法和策略的實(shí)踐活動(dòng),學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中能根據(jù)自己的量感經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用不同的探索方式,并在解決問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)一步提升自己的量感。
比如,對(duì)于數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)“怎樣測(cè)量一個(gè)土豆的體積”,學(xué)生給出的方法精彩紛呈:①把土豆切成若干個(gè)1 立方厘米的正方體,數(shù)出體積;②把土豆蒸熟,做成土豆泥,捏成長(zhǎng)方體,測(cè)量數(shù)據(jù)后計(jì)算體積;③切出1 立方厘米的土豆塊來(lái)稱(chēng)重,根據(jù)比例,推算整個(gè)土豆的體積……在交流自己估測(cè)的結(jié)果以及實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,學(xué)生對(duì)1 立方厘米這個(gè)量的感覺(jué)更加精確,多種方法的出現(xiàn)也觸發(fā)了學(xué)生對(duì)體積的再認(rèn)識(shí)。這樣,體積和重量之間建立了一定的聯(lián)系,為學(xué)生將來(lái)學(xué)習(xí)密度奠定了很好的基礎(chǔ)。
(2)開(kāi)展估測(cè)活動(dòng),在不斷矯正中提升量感的精準(zhǔn)度
腦科學(xué)的理論指出,人在學(xué)習(xí)時(shí),大腦的兩個(gè)神經(jīng)元突觸放電連接起來(lái),新的知識(shí)就產(chǎn)生了;兩個(gè)神經(jīng)元同時(shí)被激活的時(shí)間越長(zhǎng),頻率越高,它們的連接就越牢固。這也就是重復(fù)的作用,知識(shí)重復(fù)的背景越豐富,體系越系統(tǒng),知識(shí)就越容易被提取應(yīng)用。
同樣的,學(xué)生的量感可以通過(guò)估測(cè)活動(dòng)得到鞏固與提升。如教學(xué)“千克與克”后,讓學(xué)生在家里或超市里開(kāi)展一個(gè)估測(cè)活動(dòng):1 千克、5 千克、10 克、100 克……的大米分別有多少?學(xué)生估測(cè)后,馬上用秤測(cè)量結(jié)果,看看誤差多少,再進(jìn)行矯正,然后再估計(jì)、比較、修正、驗(yàn)證……直到估出準(zhǔn)確的結(jié)果。在這樣不斷估測(cè)和矯正的過(guò)程中,學(xué)生大腦的神經(jīng)元不斷被激活,學(xué)生的量感和估測(cè)能力也不斷得到提高。
總之,培養(yǎng)學(xué)生的量感需要完整體驗(yàn):孕育量感、完善量感、提升量感。完整體驗(yàn),能讓量感成為學(xué)生心中的一把尺、眼中的一桿秤,伴隨他們走向更好的未來(lái)。