余 虹
在小學數學教學中,“數感”與“量感”是有所區別,但又聯系緊密的兩個概念。當前關于“數感”,國內很多專家、學者展開了相關探討,也從不同層面提出了有關解讀,但客觀來講,目前有關“量感”的研究較少。量感作為當前數學核心素養的要素之一,加強學生量感的培養,不僅能夠有效增強學生的估測能力,幫助學生正確區分數和量的概念,更利于學生符號意識、幾何直觀和空間觀念等其他數學核心素養的發展。所以,為了良好提升學生的數學能力,助力其更好發展,需要開展更多有關“量感”培養的研究,對當前影響小學生“量感”生成的因素進行具體分析,并據此探索有效的生成策略。
現如今,學術界關于數學量感的定義,大致可分為兩點:其一,量感是對大小、多少的一種感覺,能夠通過實踐活動經驗積累這種感覺;其二,量感是學生在實際情境內自覺、主動理解與運用“量”的意識、態度。它屬于一種對量的直接反映,對量的敏感性,以及對量的直覺,是在不借助測量工具的情況下,合理推斷某個量的大小。又或是推斷采用某個單位表示的量,符合某個實際物體大小的一種感覺。綜合上述關于量感的定義,我們能夠得出量感屬于對物體各種量的一種感性認識,譬如輕重、長短、快慢和大小等,需要在實踐活動中良好生成和持續提升量感。
量感并非一蹴而就的,其屬于人們親身體驗和觀察的過程,需要經過長時間的培養或實踐得來。從某種意義上講,量感是感官對事物表層性和片面性的認識,是由人的感性認知決定的,伴隨不斷積累實踐經驗,此種表層、片面的認識,將會不斷接近事物的本質,成為人們推斷事物本質的有效依據。幫助學生生成量感,是當前小學數學教學的一項重要內容,而小學作為學生認知世界、學習知識的基礎階段,在此階段的學生對量的認識普遍是不穩定、片面的,通過教師的不斷介入和引導,學生積累更多經驗后,則能夠更客觀地認知量,確保自身認知與實際事物相符合。譬如,剛開始的時候學生對1米的量感無明確概念,只能通過想象去定義,但如果結合長度為1米的物體,讓學生利用雙手去進行比量物體外形,則能夠在腦海中持續積累感知,進而對物體形成相對準確的量感。建立量感,離不開親身實踐和觀察的一個過程,建立概念也離不開一定經驗積累,目前小學生正處在形象思維階段,要建立量感就需要直接經歷和體驗,如果學生不進行親手操作,不經過實踐,就難以實現量感的建立,或是建立的量感不夠準確。大量教學實踐證明,具有活動經驗的學生,通常能夠更快生成量感。譬如,在1千克的量感建立過程中,筆者發現部分學生能夠借助雙手掂量的方法,從眾多物品中選出重量為1千克的物品,但一些學生卻不會這種方法。之所以如此,是因為部分學生具有相關的生活經驗,時常會幫助父母做家務,或是與家人去超市購物,在此過程中他們形成了這種經驗。所以,教師要想有效促進學生量感的生成,就應該清晰認識到量感的特點,提供給學生更多實踐操作的機會與平臺,加強其量感訓練。
根據筆者日常的教學觀察及總結,發現當前影響學生量感生成的因素,主要有如下幾點。
新課改強調要尊重學生的課堂主體地位,然而部分教師為了保證教學進度,往往忽視了學生的主體地位,很多時候學生在課堂上只是被動接受知識,這無疑會給學生能力發展形成限制。同時,一些教師更關注理論知識的講解,對學生的實際運用能力不夠關注。如此一來,則導致學生在學習中缺乏思考,既限制了學生思維能力的發展,也難以取得理想的教學效果。
量感屬于較為抽象的一種概念,尤其是平方千米、億噸等大的量感單位,學生缺乏相應的生活經驗,進而會出現理解困難的情況。同時,一些面積、重量等需要學生動手測量的量,教師并未提供相應實踐、操作的機會,也會讓學生對量感的認識局限于理論層面,學生依舊無法正確理解具體事物的量,由于對量缺乏準確認知,學生則難以良好處理教材中與生活中遇到的相關問題,進而將給學生的學習積極性、學習信心產生不良影響。
雖然在現實生活中量無處不在,但如果學生對量的認知缺少持續體驗,則可能會直接無視掉生活中常見的量。所以,需要教師有意識、有計劃地引導學生觀察量,以使學生能夠持續性感受和思考生活中的量,通過持續、細致的觀察,弄清這些量之間的關系,譬如量的換算、量的計算、量的大小等。然而客觀來講,部分教師在開展教學工作時,未采用有效方式引導學生對生活中的量進行觀察,或是忽視引導學生觀察,從而致使部分學生不了解某些常見的量,不利于學生掌握和應用量的概念。
要想良好助力學生數學量感的生成,教師應立足現實生活,重視身邊素材的充分利用,將現實生活與量感概念密切相連,為學生接觸與經歷量感創造更多的情境。通過營造生動、趣味、真實的情境,調動學生的學習積極性,降低學生的感知難度。
1. 創設問題情境,激發學生量感學習興趣
“良好的開端,是成功的一半。”這句話提示教師在正式開始課堂教學之前,應結合課堂教學內容創設相關問題情境,借助問題讓學生對后續學習內容感到好奇,進而保證能夠有序推進后續教學環節。例如,在“體積和容積”的教學過程中,筆者先提出了這樣一個問題:“同學們現實中應該見過各個品種的鳥,但你們知道哪種鳥是世界上最聰明的嗎?”留給學生短時間的思考和討論后,筆者為學生介紹了世界上最聰明的鳥——“烏鴉”,告訴學生烏鴉的智力和家犬大致相同,并隨之融入學生所熟知的“烏鴉喝水”故事。故事中烏鴉為了喝到水,在瓶子內不斷放入石頭,石頭沉入瓶底,就將水擠了上來。之所以水會被擠出,是因為石頭能夠占據一定的空間,將瓶子內的空間占據了。通過問題情境的創設,使學生探究新知的欲望得以激發,進而開始期待后續的學習。
2. 創設生活情境,促進學生對量的感知
著名教育家陶行知提出“生活即教育”,正因為小學生生活經驗較少,我們更需要用好其現有的寶貴經驗,進行生活化情境的創設。通過創設生活化的學習情境,有助于發展學生的創造性思維,激發學生動腦思考,并幫助學生更有效地感知量。例如,在教學“認識噸”的時候,雖然在實際生活中噸并不少見,但與小學生的認知相距甚遠,因此,為了幫助學生更好感知,應進行生活情境的創設,譬如,借助多媒體展示大象、鯨魚及河馬等體重較大的動物圖片,引導學生對它們的體重進行估測;又或是估測同學和教師的體重,突出和千克的區別,由此引發認知沖突:對大宗物品或較重物品的重量估量,若用千克作為單位,則會因為數量龐大,導致記錄復雜,容易出錯,所以應該引入“噸”讓計算變得簡單。基于學生現有知識經驗創設情境,通過教師圖片展示或學生舉例驗證等方式,幫助學生初步建立“1噸”的概念,從而給學生量的感知形成有效促進。
3. 創設運用情境,挖掘學生量感學習潛能
形成與提升量感,需要學生不斷經歷一個個量感學習過程,并非一蹴而就的。學生在此過程中,運用已形成的量感分析處理現實問題,能夠使學生的量感更為具體、更為深刻,既能夠調動學生學習量感內容的主動性、積極性,也利于學生量感學習潛能的挖掘。
例如,在“千克的認識”學習過程中,筆者為了幫助學生直觀認識1千克質量,將學生分成若干小組,每組分發了黃豆、蘋果、大米等食物,以及若干塑料袋與1千克食鹽,讓學生通過小組討論、合作的方式,在不借助秤的前提下,將1千克物品估量出來。事實證明學生具有無限的潛能,得出了如下估量方法:首先在一個塑料袋內裝入一些物品,用右手提著,接著將1千克的食鹽裝入另一個塑料袋,用左手提著,以得知質量的食鹽為參照物,當覺得右手重量不足時就繼續加入物品,通過反復的增減、比較和掂量,最終許多學生都估出了質量接近1千克的物品。在這一情境內,學生通過對1千克物品的估量,經歷了1千克的量感體驗過程,既建立了正確的1千克量感,又體現了學生創造性解決問題的無窮智慧。
前文提到量感的生成,離不開親身實踐和觀察的過程。因此,教師在組織課堂教學時,應提供給學生豐富的探究活動,幫助其經歷量感的觀察、體驗與頓悟過程,豐富學生量感學習體驗,從而完成精準量感的建立。
1. 調動多種感官,形成度量意識
行動是以意識為前提的,而要想培養及發展學生量感,則要注重培養其度量意識。教師應幫助學生認識到現實生活中量感的廣泛應用,懂得某些時候必須要借助度量的手段將問題良好解決,實現學生度量意識的良好培養。對此,應充分調動學生的感知覺、觸覺和視覺,通過實際操作感知度量對象,深刻理解量感。具體而言,教師可采用比一比、找一找、算一算、數一數、擺一擺等活動,帶領學生感悟量,完成清晰表象的建立,增強其度量意識。例如,在教學“面積”時,教師可設計“認識1平方厘米”的探究活動,提前備好面積不同的幾個平面圖,先要求學生從平面圖內找出1平方厘米的圖形,然后采用尺子對其邊長量一量,接著說一說現實生活中面積大約1平方厘米的有哪些,最后鼓勵學生動手將1平方厘米畫出。通過找、量、說、畫,從不同維度幫助學生感知1平方厘米,促進學生度量意識的形成。又或是開展“教室有多長”的主題活動,在課前組織學生有序地把桌椅擺放在教室外側,先讓學生通過視覺對教室的整體空間進行感知,隨后讓學生手拉手圍繞教室墻壁站成一圈,把教室的長度轉為學生手拉手的長度,幫助學生在腦海中完成清晰表象的建立,激發學生度量意識。
2. 引導猜測、推理,掌握度量策略
量感的生成及發展,既需要良好培養學生的度量意識,也有賴于完善的度量策略,進而能夠將經驗提升為理性思辨。而通過在實際教學中培養學生的量感推理能力,則有助于學生度量策略的形成及發展。唯有帶領學生經歷猜測、動手驗證與及時修正的過程,才能夠有效提高學生的數學思維能力。并且,幫助學生在掌握量感相關知識的同時,形成數學推理與分析能力,才可實現量感的全面發展,能夠運用綜合能力將問題成功解決。
譬如,在教學“三角形的面積”過程中,教師可先引導學生回顧舊知,想一想、說一說平行四邊形的面積公式,以及怎樣將平行四邊形面積公式推導出來,隨后將本節課的重點問題引出——“怎樣得出三角形的面積?能否利用以往經驗順利完成?”最后指導學生采用數方格的方式進行猜想與推理過程的驗證。通過采用建構轉化學生學習經驗的策略,促使學生量感的良好發展。又比如,在教學“正方形面積”時,教師可先組織學生對正方形的周長學習過程及推導過程進行復習,隨后提供給學生充足的觀察、操作的時間,展開猜測推理,最后發給學生一些小方格展開組合驗證,通過經歷猜測、推理、驗證的過程,幫助學生由感性跨越到理性,進而形成量感由知識到素養的閉環。
3. 由一到幾類比,豐富量感體驗
生成量感是一個長期、持續的過程,既需要帶領學生進行觀察、實踐等感官操作,也需要想象、類比等抽象思維,進而在抽象與體驗過程中逐漸形成鮮明的表象,加深學生對量感的理解,豐富學生的量感體驗。在培養學生量感的過程中,類比與表象發揮著不可或缺的作用。借助表象,能夠讓學生對具體事物形成立體、空間的宏觀感知;通過類比,則能夠從數量的視角給事物提供直觀的一個對比或參照,進而使學生感悟更為準確、體驗更為真實。例如,要求學生對“學校5層教學樓的高度”進行估測時,很多學生在粗略想象后便直接給出數字,而往往數字結果與現實有著極大偏差。倘若在學生進行估測時,可以引入類比方法,由一到幾展開思考,先將一層高度估測出來,再完成后續總高度的推測,如此提出的數字則能夠更為準確,進而使學生的量感體驗與思維品質得以豐富。在核心素養視域下,教師應幫助學生擁有高效、完整、真實的學習體驗。通過從一到幾或是從幾到一的提煉,則能夠搭建起具象和抽象之間的橋梁,把量感的生成和數感的形成進行“嫁接”,進而帶給學生更為直觀的量感體驗。
在新課改浪潮下,教師要想有效推進教學改革,培養學生核心素養,就需注重自身專業能力的動態、創新發展。因此,為了良好促進小學生數學量感的生成,需要通過內外聯動,提高數學教師的量感教學素養。“內”需要教師注重自我提升,積累更多量感教學知識、理論;“外”則是學校加強要求,并提供更多教師之間良好交流的機會,助力數學教師量感教學能力的提升。
1. 自我提升,積累更多量感專業知識
結合數學教師專業素質的發展,以及數學課程標準的要求與概念,得出小學數學教師專業知識需包含數學教學知識、教育教學知識和數學本體性知識等內容。當前許多教師之所以量感教學設計不到位,很大程度就是因為相關知識儲備不足所致。所以,教師應重視自我提升,通過自身主動學習與探索,實現自身教育科學素養與數學專業素質的提升,優化小學數學量感教學策略,進而更順利實現小學生量感培養目標。“自我提升”從字面意思來理解,便是需要數學教師持以主動、積極的態度,加強專業知識的廣泛學習。具體而言,可從如下幾點著手:一是,小學數學教師針對數學學科的本體性知識,要持以積極的態度展開主動學習。此處所指的知識,包含了高等教育階段、初等教育階段的全部知識。同時,還要對相關階段的數學學科知識爛熟于心,尤其是有關量感教學的知識。二是,小學數學教師應對量感教育教學知識進行廣泛學習。譬如,多閱讀教育哲學、教育原理、教育學等相關書籍,或是擴寬自身視野,不局限于教育領域書籍的閱讀,還可多看一些自然科學、文學名著和心理學等方面書籍。三是,正確認知數學課程標準理念,重視數學教學相關知識的持續學習。譬如,學校小學數學組進行類似“量感學習會”的活動,展開集中的教學反思交流與量感專項閱讀。深入探索、研究量感教學問題通常離不開具體真實的問題情境,教學反思與專項閱讀既能夠幫助教師獲得更為專業的知識,也有助于教師內化專業知識。另外,持續閱讀能使教師進行更多反思,在此過程中教師主體的教學經驗將得到理性升華,由此完成實踐性知識的建構,從而實現專業知識的不斷積累。需要認清的是,任何技巧或能力的形成都難以在短時間內實現。就數學教師的量感專業發展而言,需要長期在量感教學活動中不斷反思、總結自身的教學活動,進而在持續改進教學設計的同時,完成個人學識、文化修養和人生閱歷的積累。
2. 以外誘內,提高教師量感教學能力
為了使小學數學教師擁有更強的量感教學能力,可嘗試以外誘內的方法。所謂以外誘內,即合理借助外部因素來增強數學教師量感教學能力,并由此激發教師自我提升、自主學習的意識。具體可從如下兩點著手:其一,學校應提供更多教師互相交流接觸的機會與平臺,并予以教師充分的空間、時間展開量感教學實踐,對此學校可定期舉辦量感教學研討會,要求教師積極參與。同時,邀請校外優秀小學數學教師來校展開量感方面的座談、講座,為其他教師答疑解惑,樹立起學校的榜樣,讓更多教師開始關注自身專業能力的提升。其二,學校應對各教師的量感教學成果進行定期評價,將教師的評優評先、績效待遇、職稱評定等與量感教學成果評價相掛鉤,通過提高要求、加強考核,端正教師工作態度,肯定教師教學成果。為了保證評價的合理性、科學性,評價者需要參照一定價值標準,經過課堂的細致觀察與分析之后,準確判斷上課教師的教學技能、教學設計進行的價值與意義。評價重心要放在如下幾方面:量感教學過程中是否對學生參與度進行了充分考慮,即對學生量感學習過程是否足夠重視;有無對學生后續發展的考慮,即不能僅根據學生的考試成績來對學生量感的獲得進行判斷,需要確立發展性教學目標;是否注重利用學生現有知識經驗,即是否落實課前教學案例準備工作。總之,以外誘內的根本目的,是學校通過加強要求,并提供更多教師之間良好交流的機會,幫助小學數學教師明確自身專業發展的重要性,通過積極學習相關專業知識、技能,持續提高自身的量感教學能力。
綜上所述,“量感”作為核心素養的一個新詞語,是對事物大小關系與可測量屬性的直觀感知。幫助學生生成量感,有助于學生正確區分數和量的概念,增強學生估測能力,且利于學生符號意識、幾何直觀和空間觀念等其他數學核心素養的發展。所以,為了良好提升學生的數學能力,需要小學數學教師加強該領域的探索研究,在日常教學工作中不斷查找和總結影響學生量感生成的因素,并敢于實踐多種有效的生成策略,從而夯實學生未來學習及發展的根基。