數學實驗教學中培養學生量感的策略探究

【摘要】在小學數學實驗教學中培養學生量感，教師需要有整合創新意識，對數學實驗內容、實驗設計、實驗組織、實驗分析、實驗訓練進行科學處理，為學生提供更多知識梳理、經驗積累、數感構建的機會，從而培養學生數學量感認知能力。這是數學學科核心素養的重要目標和要求。同時，教師要做好教學分析，根據學生學習實踐需要做出匹配設計，以豐富學生數學量感認知。

【關鍵詞】小學數學；量感；數學實驗

作者簡介：朱奕璇（1993—），女，江蘇省揚州市邗江區蔣王小學。

量感指人對物體可測量屬性的感知。在小學數學課堂中滲透積累量感的教學機制，能夠讓學生對更多數學量感形成系統認知。教師要針對長度、面積、體積、容積、時間、貨幣等內容組織量感積累學習，促使學生自然建立量感認知。量感不是單純的數量單位，而是對量的感覺，是數學學科核心素養的重要量化指標。教師要對量感做理性分析，針對學生學習基礎做匹配設計，引導學生展開多種形式的學習和探究，使學生在實驗操作中形成量感積累。具體而言，教師應對數學實驗內容、實驗設計、實驗組織、實驗分析、實驗訓練等內容展開精心設計，引導學生主動進入實驗學習環節，在參與、操作、分析、體驗中獲得量感認知。

一、整合實驗內容和設計，創設積累量感學習情境

數學實驗資源極為豐富，教師需要做優化處理，為學生順利進入量感學習創造條件。由于學生對數學實驗比較有興趣，因此教師在整合實驗內容時，要對實驗操作條件、學生學習興趣、助學作用等內容做深入分析，為學生順利進入實驗創設適合的學習情境，讓學生在實驗操作中建立數學量感認知。數學實驗大多具有觀察、操作、探索的屬性，教師通過精心選擇實驗內容，讓學生親身經歷，能夠收獲豐富的教學成效。

如在教學蘇教版小學數學四年級上冊“垂線與平行線”時，教師可打開多媒體，引導學生觀看探照燈在夜空中發出的光，讓學生了解射線的概念，并用無限延伸的鐵軌，引出直線的概念。在直線、線段、射線對比分析環節，教師可讓學生做直觀介紹，使學生對相關概念有更清晰的認識，能夠抓住特點，順利實現量感積累。也就是說，教師應引導學生深入梳理線段、直線、射線概念并做歸結，然后設計生活化實驗任務，讓學生在生活中找到垂線、平行線的現象，自主學習相關內容，并以一些案例結合概念內容做具體介紹。教師在任務設定后可以引導學生主動展開閱讀、思考和討論，對學習任務做具體規劃。同時，教師也可利用多媒體做引導，對接學生生活認知，進行情境設計，為學生提供直觀學習機會，從而激發學生的數學量感思維，讓學生在信息搜集和整合中形成數學量感認知。

教師在設計實驗方案時，要做好必要的教學調查，對實驗內容、實驗環境、實驗材料、實驗場地等因素做分析，并對學生操作能力、學習興趣、感知悟性等學情做評估，以增強實驗方案設計的針對性。教師也可以根據需要吸納一些學生的意見，大大增強實驗組織的適應性。當學生對喜歡的實驗內容具有主動參與意識時，其對實驗的感知體驗就會更為深刻，其量感認知也會自然形成。教師應利用實驗展開教學調度，使學生主動響應，以達到良好的數感積累訓練效果。

教師在實驗設計環節應有意識地滲透量感內容，為學生提供更多學習體驗的機會。如在“升和毫升”課堂導學環節，教師拿出一些水杯，要求學生觀察這些水杯，并對其容量大小做對比。教師設計容量大小比較學習活動，能成功激發學生的學習參與熱情。在學生熱烈爭辯時，教師可拿出一些飲料瓶子，讓學生做容量判斷，并現場觀察容量標識，驗證判斷的準確度。通過這個操作過程，學生對升、毫升等數學概念就有了深刻的理解。為了讓學生留下深刻印象，教師還應鼓勵學生利用這些水杯、飲料瓶等自行設計測量實驗方案，看誰設計的實驗有更高的訓練價值。此外，教師應深入課堂，與學生一起設計實驗方案，使課堂學習進入良性互動環節，即教師針對學生學習現實，投放實驗設計任務，成功激活學生學習數學的思維，使其訓練效果更值得期待［1］。學生通過實驗設計環節對實驗內容做深入研究，能使自身量感積累更為豐富。數學實驗內容、實驗形式、實驗組織都有自身特點，這無疑有利于教師引導學生主動進行數學探索，讓學生對量感的認識更為具象而鮮活。

二、深化數學量感教學的應用策略

（一）進一步了解課本

新課程教學理念倡導以學生為本的教育思想，使中小學生在民主、平等、快樂的課堂氣氛下積極主動地探求新知識，提高數學量感，感受學習的快樂，從而實現“個個學得有價值的數學，個個掌握必要的幾何，不同的人在幾何上得到不同程度的蓬勃發展”。為此，教師必須仔細研究和更新課程標準，改變傳統的教育思想，領會教材意圖，對課本內容進行再加工、創作，最大限度地讓教育伴隨學習知識、行為的養成。

（二）營造良性的量感教學情景

為了調動和激發學生對學習數學本身的興趣，教師應根據中小學生的年齡特征和心理成長要求，思考和解決怎樣在短時間內吸引學生注意力的問題，從而促使學生形成良性的學習習慣。葉圣陶先生就曾說，凡是好的心態和好的辦法，都要將其變成良好習慣，只要熟悉的辦法形成了習慣，好的心態才能隨時地體現，好的辦法才能隨時地應用。針對學生求知欲強、較為自信的心理，教師可在新課引入后，有意識地調動學生的好奇心，使學生的好奇心轉化為其認知興趣，從而使學生產生更旺盛的求知欲，并通過鍛煉學生注意力來促進其養成良好的聽講習慣。此外，教師還可運用游戲、童話故事等創設生活化的教學環境，利用小學生愛玩與善于應用的天性，寓數學知識于游戲活動與故事情景中，讓學生在玩中學、在學中玩，使學生學得好玩、學得輕松、學得自主、學得深刻，從而實現數學量感教學的目的。

（三）建立數學模型意識

創造沖突式的情景數學模型是建立在現代數學一般理論知識和應用現代數學知識中間的一個很重要的橋梁，更是提高學生量感意識很重要的途徑。而建立數學模型意識的過程指人們在現代數學的視角中看到問題，并進行反思，然后把數學知識間的轉換過程歸結為一個可以處理或較易處理的問題，再綜合利用現有的現代數學知識和技術處理這一問題。如在上“替換的策略”一課時，教師先讓每個學生畫一張圖，再講解如何將三個小杯子轉換為一個大杯子，從而使學生體會兩個數量替換成一個數量、將直接圖像抽象化為簡單圖像的方法，這實際上是將日常生活中的原型上升為數學模型的方法，從而讓學生潛移默化地培養量感。在這一階段中，學生開始認識到數學的模型思維，對給出的問題深入思索：是不是解決替換這一類難題都能通過這種畫圖的方法來實現？另外，在新課導入時，教師應從兒童認知結構入手，提供新穎有趣、有挑戰性的問題環境，以引導學生思考與現有認識不同的問題，使學生在心靈上產生理解沖突，從而突破原來的心理平衡，形成探索新知識的愿望，并提高量感認知。

三、優化實驗組織，豐富積累量感學習認知

教師組織學生在生活條件下展開實驗操作，能夠為學生提供觀察、操作、討論、體驗的機會，使學生由此建立起來的量感認知更為豐富。數學實驗需要觀察、操作、分析、評價、歸結等學習支持，教師可對實驗組織進行優化處理，及時給予學生方法指導，為學生順利進入實驗操作奠定基礎。此外，學生在實驗中獲得的認知大多具有感性特點，教師應適時做引導，組織學生做實驗分析，促使學生自然完成理性認知的構建。

教師在組織學生展開實驗操作時，要隨時做提示，矯正學生操作中存在的偏差。如在教學“統計表和條形統計圖”時，教師與學生應一起研讀教材中的統計表內容，觀察相關條形圖設計，對圖表與條形統計圖的關系做具體分析，逐漸找到操作方法和要領。教師也要根據學生的學習實際，設計實驗操作任務：讓學生深入值日小組，對每周值日小組得分情況做綜合分析，設定數據表，運用條形統計圖呈現出來，并準備提交班級。通過班級管理，各個值日小組每周值日情況都有量化積分，小組組長手中又有相關數據，這有助于學生進入數據搜集和整合環節。當學生有了數據后，教師可深入觀察學生的學習表現，鼓勵并引導學生嘗試做條形統計圖。若在具體操作過程中學生遇到一些問題和困難，教師應鼓勵學生主動展開互動交流，或請教教師，確保實驗操作順利完成。最后教師可對學生實驗情況做調研，并及時做方法指導，使學生量感積累不斷豐富。

四、組織實驗分析，推進積累量感學習內化

量感的建立不僅需要操作體驗，更需要推理分析，教師要做好實驗評價，讓學生通過實驗進行觀察、想象、估測、分析、推理、判斷，并自然完成認知的轉化，從實驗中獲得更為豐富的量感認知。目前數學實驗分析可以選擇多種方式，而教師需要做優化設計，讓更多學生順利進入實驗推理分析環節，在多重認知構建中形成量感。由于小學生在學習意識和推理能力上存在短板，因此教師需要及時做出提示，讓學生順利進行推理分析。

教師組織學生進行實驗分析，能夠使學生實現從感性認知到理性認知的跨越式成長。如在教學蘇教版小學數學四年級下冊“平移、旋轉和軸對稱”時，教師可先組織學生學習平移概念，并鼓勵學生列舉生活中的平移現象和案例，然后介紹平移的特點，讓學生利用方格紙直觀演示平移。學生在接受任務后，開始研究操作方案。在這個過程中，教師應給學生一些學習提示，口頭講述平移案例，如一只小船從一個點向左行駛了100米，然后向右拐，再行駛200米，請學生利用方格紙標記出小船兩次平移的情況。學生在對平移概念有了一定認識后展開實驗操作，可將教師列舉的案例進行直觀呈現。為了促進學生量感認知，教師應讓學生在操作中做實驗解讀，對平移概念做直觀解析。在這個教學案例中，教師先引導學生學習概念內容，讓學生列舉生活平移現象，以加深相關認知，然后列出平移數據，讓學生利用方格紙做直觀演示，深刻理解平移概念，并從操作體驗中積累更為豐富的量感。

五、延伸實驗訓練，拓寬積累量感學習視野

數學與學生生活存在很多對接點，教師應根據學生數學認知積累情況設計實驗訓練，讓學生借助生活條件進行實驗操作，結合生活認知進行實驗分析，從而使學生能夠快速形成數學量感認知。又由于數學實驗大多可以在生活條件下展開，教師應鼓勵學生主動展開實驗操作和學習探索，并激活學生學習思維，使學生在具體實踐中完成實驗任務，培養數學核心能力。量感積累需要一個漸進的過程，這要求教師做實驗延伸設計，以增強學生數學實驗的主動性。

為了使數學實驗訓練與學生生活對接，使學生學習體驗更為鮮活，教師需要對學生生活數學認知有一定了解。如在教學“三角形、平行四邊形和梯形”時，教師要求學生進行生活觀察，找到身邊的三角形，并根據三角形分類標準，對這些三角形進行分類［2］。學生開始尋找適合的目標，如桌凳上有三角形固定以及文具盒中有直角三角板、鈍角三角板等，并進行分類判斷。教師也可用相機三腳架上有多個三角形的特點，讓學生進行觀察分類。學生通過對身邊三角形進行觀察，并根據相關標準分類，從而對三角形特征形成更直觀的認識。為了培養學生量感認知，教師還可以設計延伸實驗任務：相比四邊形， 三角形有更高的穩定性，請同學們在回家后，利用生活中的材料，對三角形穩定性做實驗探索，并寫出實驗報告。這個實驗不僅關系到三角形，還需要將三角形與四邊形做對比，從而豐富訓練價值。而學生對生活化實驗具有特殊參與熱情，教師針對學生學習現實需要，設計探索實驗任務，這樣能為學生量感積累創造條件［3］。可見，教師做好篩選、設計，能通過實驗操作鍛煉學生的數學學科能力，并提升訓練效果。

在數學學科教學中，教師應圍繞學生量感認知展開教學安排，特別是數學實驗內容的設置，為學生創造更多數學操作、體驗、分析、歸結、討論、觀察的機會，學生親歷數學學習過程，自然積累數學量感認知。同時，學生數學量感積累存在個體差異，教師應理性思考，并通過多種教學手段展開教學，為學生學科素養培養創造良好條件。總之，學生的數學量感認知積累需要一個過程，教師要為其創造實驗操作條件，讓學生在實踐操作中形成完善的量感認知。

【參考文獻】

［1］李駿.核心素養下小學數學量感可視化教學的開展［J］.學苑教育，2022（08）：87-88，91.

［2］陳銀萍，劉世清，張娟.小學生數學“量感”及其培養策略［J］.現代中小學教育，2022，38（03）：31-34.

［3］楊小彬.小學數學量感培養策略探析：以“計量單位”教學為例［J］.新教師，2022（03）：51-52.