摘要:“量感”是《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》提出的核心詞匯,與數(shù)感同是數(shù)學核心素養(yǎng)的重要組成部分。學生建立量感時需要有工具,需要經(jīng)歷量的過程,這兩個內(nèi)容是培養(yǎng)學生量感素養(yǎng)必不可少的支撐。在小學數(shù)學教學中,教師要厘清量感素養(yǎng)的內(nèi)涵,明晰量感素養(yǎng)的教學價值并積極探索量感素養(yǎng)的培養(yǎng)策略。
關鍵詞:新課程;量感素養(yǎng);內(nèi)涵;價值;策略
《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》(以下通稱“新課標”)在原有“數(shù)感”這個核心詞的基礎上,增加了“量感”一詞。為此,數(shù)感、量感皆成為數(shù)學學科核心素養(yǎng)的重要方面。量感是相對于數(shù)感來說的。通常所說的“數(shù)量”,既包括數(shù),也包括量。為什么已有數(shù)感,還要增加量感?量感與數(shù)感有什么聯(lián)系與區(qū)別?培養(yǎng)學生的量感具有哪些現(xiàn)實意義?培養(yǎng)學生的量感應以哪些教學內(nèi)容為載體?在教學中,教師應該如何培養(yǎng)學生的量感?面對諸如此類的問題,教師應深入思考和實踐。
一、量感素養(yǎng)的內(nèi)涵
最近,筆者在教研活動中發(fā)現(xiàn),教師對“量感”中“量”的讀法,產(chǎn)生了兩種意見。一種意見認為讀“量(liáng)”,理由是量感是對通過度量得到結果的感覺,是基于動詞“量(liáng)”;另一種意見認為讀“量(liàng)”,他們從度量衡的產(chǎn)生來解釋,理由是根據(jù)《現(xiàn)代漢語詞典》(第七版)的解釋,度是計量長短用的器具,量是測定計算容積的器皿,衡是測量物體輕重的工具,是基于名詞量的意義“測定計算容積的器皿”。兩種讀音,兩種理由,皆有道理,反映了建立量感的兩個必不可少的方面:一是要有工具,二是要經(jīng)歷量的過程。為什么已有數(shù)感,還要增加量感?單純從理論上解釋,教師很難理解。因此,筆者用下面的例子給予說明。比如,看到5,學生說“1只手有5個手指”“在圖書室借書時排第5”,這反映的是學生的數(shù)感,這里的“5”分別表示個數(shù)和順序,不借助度量工具而是通過數(shù)(shǔ)得出來的結果;學生說“我的中指長約5厘米”“媽媽買了5千克蘋果”,這些反映的是學生的量感。其中的“5厘米”“5千克”是分別借助工具尺子量、秤稱出來的,后面的單位“厘米”“千克”是不可以去掉的,去掉就無法準確表示了。“1只手有5個手指”“在圖書室借書時排第5”中的“5”還可以指代“小狗叼走了5根骨頭”“打流感疫苗時排第5”,其數(shù)值的大小是不會變化的;這與“中指長約5厘米”“5千克蘋果”在學生頭腦中形成的表象截然不同,可以說是風馬牛不相及。量感相對于數(shù)感,更強調(diào)與生活相聯(lián)系,讓學生在生活中學數(shù)學,使數(shù)學生活化。所以,數(shù)感和量感分別界定不同類型的度量,并行不悖。這也就是為什么已有數(shù)感,新課標還要增加量感的根本原因。
新課標分別從定義、具體內(nèi)容、作用三個方面具體界定了數(shù)感、量感的內(nèi)涵。數(shù)感與量感的區(qū)別具體表現(xiàn)在感的對象、感的層次、所屬度量類別、具體表現(xiàn)及意義等五個方面(見表1)。就感的對象而言,數(shù)感的對象主要是指數(shù)與數(shù)量、數(shù)量關系及運算結果,量感的對象主要是事物的可測量屬性及大小關系;就感的層次來說,數(shù)感是直觀感悟,量感是直觀感知,“悟”與“知”,一字之差,層次、意義不同。感悟,指有所感觸而領悟;感知,指客觀事物通過感覺器官在人腦中的直接反映,注意是要有“感覺器官”的參與。由此而知,數(shù)感比量感更抽象;而量感更強調(diào)直觀,強調(diào)感覺器官在建立量感時的參與。數(shù)感和量感屬于兩個不同的度量類別。數(shù)感是對個數(shù)和順序度量結果的直觀感悟,其結果只要通過數(shù)(shǔ)就能得到;量感是對借助工具度量結果的直觀感知,依賴于各種度量工具,并結合數(shù)(shǔ)才能得到。從具體表現(xiàn)來看,數(shù)感包括三個方面:一是能夠在真實情境中理解數(shù)的意義,能用數(shù)表示物體的個數(shù)或事物的順序;二是能在簡單的真實情境中進行合理估算,作出合理判斷;三是能初步體會并表達事物蘊含的簡單數(shù)量規(guī)律。量感也包括三個方面:一是知道度量的意義,能夠理解統(tǒng)一度量單位的必要性;二是會針對真實情境選擇合適的度量單位進行度量,會在同一度量方法下進行不同單位的換算;三是初步感知度量工具和方法引起的誤差,能合理得到或估計度量的結果。數(shù)感和量感的意義也不同。數(shù)感是形成抽象能力的經(jīng)驗基礎。建立數(shù)感有助于學生理解數(shù)的意義和數(shù)量關系,初步感受數(shù)學表達的簡潔與精確,增強好奇心,培養(yǎng)學習數(shù)學的興趣。建立量感有助于學生養(yǎng)成用定量的方法認識和解決問題的習慣,是形成抽象能力和應用意識的經(jīng)驗基礎。
雖然量感與數(shù)感存在著諸多方面的不同,但它們之間的聯(lián)系也是顯而易見的。一方面,從數(shù)感的對象之一“數(shù)與數(shù)量”可知,數(shù)感也界定數(shù)量,只是這里的數(shù)量,其單位名稱可以去掉而已;另一方面,量感中的數(shù)量離不開數(shù)(shù),也離不開數(shù)(shǔ),因此說量感離不開數(shù)感,要以數(shù)感為基礎,同時也促進數(shù)感的發(fā)展,量感與數(shù)感密不可分。
二、發(fā)展學生量感素養(yǎng)的教學價值
新課標從理論層面闡述了讓學生建立量感的意義。其實,教師還可以從現(xiàn)實的角度來思考發(fā)展學生量感素養(yǎng)的意義。比如,以一個普通的數(shù)“24”為例,從數(shù)感視角分析,如果學生知道它是由2個十和4個一組成的數(shù),由數(shù)字“2”“4”依據(jù)十進制計數(shù)法的位值制得到;并會將其看成諸如“19+5”“36-12”“4×6”“72÷3”等算式的結果,說明其數(shù)感較強。但當“24”后面跟上具體的單位名稱,像“米”“平方米”或其他,就進入量感的范疇。這時,學生要憑借想象將“24米”“24平方米”或其他有關“24”的數(shù)量與具體的圖形或某物數(shù)量的多少聯(lián)系起來,往往會產(chǎn)生困難。原因在于,得到“24米”“24平方米”或其他有關“24”的數(shù)量,各自使用的度量工具和方法,以及采用的標準大相徑庭,且在學生頭腦中形成的表象也截然不同。而學生在日常生活中所碰到的更多的是帶有單位名稱的數(shù)量。且對某類量的量感,包括對這類量一系列具有內(nèi)在關聯(lián)的若干個單位名稱的感知,如關于對長度的量感,包括對毫米、厘米、分米、米、千米等的感知。在“24”后面跟上單位名稱,使之變得更具體、可感、可親,帶有靈動的生活氣息。同樣是“24”,在量感領域,如“長方形的周長24米”與“長方形的面積24平方米”,其在數(shù)感角度的“24”所具有的屬性,如以“個”“十”作為計數(shù)單位,“2”“4”分別表示“2個十”“4個一”的意義依然不變,但同時疊加了如分別以“米”“平方米”作度量單位的特點。由此可見,數(shù)因所帶的單位名稱不同,所賦予的生活的豐富性有天壤之別,量感的對象比數(shù)感的對象更富生活韻味,發(fā)展學生的量感素養(yǎng)更具有現(xiàn)實意義。
三、學生量感素養(yǎng)的培養(yǎng)策略
在人教版小學數(shù)學教材中,量感的對象,即借助工具的度量。在“數(shù)與代數(shù)”領域,量感的對象包括人民幣、時間、質量;在“圖形與幾何”領域,量感的對象包括長度、面積、角度、體積(容積)等。由此可知,小學階段,量感包括人民幣的量感、時間感、質量感、長度感、面積感、角度感、體積(容積)感。在“圖形與幾何”領域,長度、面積、角度、體積(容積)有具體的可觀察、可觸摸、可感知的實物工具,如尺子(不同長度的線段)、面積單位(不同大小的正方形)、量角器(不同大小的角)、體積單位(不同大小的正方體)、量杯可以度量,學生對它們的量感的建立相對于在“數(shù)與代數(shù)”領域的人民幣、時間、質量的量感來說,會來得容易一些。
在“數(shù)與代數(shù)”領域的人民幣、時間、質量,各有特殊性。對于人民幣,有的教師認為其沒有具體的度量工具,不應將其歸入量感對象的范疇。筆者認為,首先,人民幣的單位屬于常用的量。其次,人民幣的單位雖然類似于不借助度量工具的表示個數(shù)和順序的度量,通過數(shù)(shǔ)就能得到結果,且其進率采用的也是十進制。但是,人民幣的單位具有一系列隱含內(nèi)在關聯(lián)的單位,即分、角、元,其度量工具就是分、角、元,10個1分是1角,10個1角是1元,10個1元是10元……所以應將其歸入量感的范疇。人教版小學數(shù)學教材將“認識人民幣”安排在一年級下冊,對一年級的學生來說,“認識人民幣”中的換算及簡單的計算,難點在于沒有足夠的生活經(jīng)驗。尤其是現(xiàn)在處于電子支付時代,現(xiàn)金支付的機會少之又少,導致部分一年級學生對人民幣的換算及簡單的計算格外困難,相應量感的建立也面臨著重重困難。但是,隨著學生年齡的增長、年級的升高,他們對人民幣相關知識認識的困難會自然消解,相應的量感也會得到增強。最后,教師除了教學之外,還要有“靜待花開”的耐心,容許學生延遲達到該量感的相應水平。時間的特殊性在于對秒、分鐘、時來說,其雖有物性的鐘表,但是鐘表是用來承載度量工具的物體,鐘表本身卻不是度量工具,其度量工具是秒、分鐘、時。而更大的時間單位如日、月、年等則沒有物化的、承載度量工具的載體,而且其度量的過程都很漫長。況且,時間與人的心情、年齡及主觀感覺等有極大的相關性,呈現(xiàn)出相對性,如“度日如年”說的是時間慢,“時間如白駒過隙”說的是時間快,導致學生對時間量感的建立具有相當大的難度。質量雖然有顯性的、物化的度量工具,由秤來度量,但離開了秤,因不同物質的密度不同、大小不同、形狀不同,可謂千差萬別,如果沒有足夠的生活經(jīng)驗,誰都難以對某個物體的質量作出較為準確的估量,尤其是對小學生來說,則更為困難。最典型的,如1千克棉花與1千克鐵誰輕誰重的問題,總有學生難以得出正確的結論。但是不管是時間還是質量,學生相應的量感一般都會隨著年歲的增長而得到加強。
在小學階段,學生的量感發(fā)展是多方面的。學生對在“數(shù)與代數(shù)”領域的人民幣、時間、質量,因其本身度量工具的特殊性或物品的豐富性,導致相應量感的發(fā)展難度大于在“圖形與幾何”領域的長度、面積、角度、體積(容積)等方面量感的發(fā)展,且更依賴于生活經(jīng)驗。此時教師需要付出更多的耐心等待學生。
從上述對小學數(shù)學中學生各種量感素養(yǎng)發(fā)展的難度分析可知,學生各種量感的發(fā)展具有不同的現(xiàn)實難度,不是輕而易舉可以達成的。筆者認為,教師要從以下三個方面發(fā)展學生的各種量感。
一是重視建立度量標準。所謂度量標準,就是指1個單位量的多少,如1秒、1分鐘、1時各有多久,1克、1千克、1噸各有多重,1毫米、1厘米、1分米、1米、1千米各有多長……要引導學生運用默數(shù)、量一量、摸一摸、借物參照等方法,在實踐中建構對這些度量標準的表象。學生只有具備對度量標準的正確表象,才有可能用這些標準去度量、預估更大的量。
二是注重親歷度量過程。學生量感的發(fā)展,如果僅靠教師直接告訴,沒有親身經(jīng)歷,就如同紙上談兵,是沒有辦法達成的。學生只有親身經(jīng)歷各種度量過程,才能在腦中留下深刻的印記,達到事半功倍的效果。比如,教師讓學生先量出數(shù)學書的厚度,再數(shù)出紙張的張數(shù),用厚度除以張數(shù)得出一張紙的厚度,形成對一張紙厚度的感知;用1平方分米的小正方形度量課桌面的面積,形成對課桌面大小的感知;稱一稱蘋果的質量,對1千克蘋果因個頭大小不同、個數(shù)不同形成具體的感知……
三是巧用比較甄別不同量。比較是發(fā)展量感的一種有效方法。比較的層次至少有兩種,一種是不同種類量之間的比較,如長度、面積與體積(容積)間的比較,涉及學生對每種量本質的把握。長度(一維圖形)是包含多少個長度單位,面積(二維圖形)是包含面積單位的個數(shù),體積(容積)(三維圖形)是包含體積(容積)單位的個數(shù)。通過比較,學生容易區(qū)分長度、面積與體積(容積)之間的不同,從而分別發(fā)展對長度、面積、體積(容積)不同的量感。另一種是對同類量不同物質間的比較。這種比較最典型的例子莫過于質量。就拿前面已經(jīng)提到的1千克棉花與1千克鐵的比較,1千克棉花一大袋,1千克鐵一小坨。經(jīng)過這樣的比較,學生才會理解,質量的多少跟物質本身的特性有極大的關系,一定要具體物體具體分析。
四是去“陌生化”。有一些涉及生活中某種具體事物的量,由于學生對該事物不熟悉或對該量是如何形成的一無所知,導致其量感的發(fā)展受阻。比如,一位教師在執(zhí)教三年級“毫米的認識”一課時,當學生認識毫米及毫米與厘米之間的進率后,讓學生完成“在()里填上合適的單位”的填空題,其中一道是“圖釘長6()”,在全班51人中,有19人填的是“厘米”,錯誤率約37%;另一道是“某市去年九月份的降雨量是109()”,有13人填的是長度單位“厘米”或質量單位“千克”“噸”,錯誤率約25%。課后訪談得知,“圖釘長6()”這道題目,填“厘米”的學生,他們沒有看到過圖釘,圖釘具體長什么樣子不知道;即使是填“毫米”的,其中也有一部分學生不是真的根據(jù)圖釘?shù)恼鎸嶉L度來填的,而是根據(jù)今天的課題“毫米的認識”,牽強附會地填“毫米”。而“某市去年九月份的降雨量是109()”這道題目,學生表示不知道降雨量是怎么測量的;其中,填“千克”“噸”的學生則表示,因為題目要求是“填上合適的單位”,并沒有說要填長度單位。為此,教師在教學中要多進行跨學科關聯(lián),擴大學生的視野。當碰到涉及某種事物的量時,如果學生對該事物很陌生,或者對該量是如何度量的并不明白,如類似于降雨量和降雪量時,教師就要想辦法消除學生對該事物或者該量度量方法的“陌生化”,促進其對某種具體事物量感的形成和發(fā)展。
參考文獻:
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(責任編輯:楊強)