何 嘉
(常州市局前街小學教育集團華潤小學,江蘇 常州 213000)
數學的本質在于引導學生用數量化的方式認識世界,數量化第一個維度是數感,數感是思維的結果。第二個維度是量感,量感是度量的結果。度量是人創造出來的認識事物、進而認識現實世界的工具。度量可以因人而異,度量單位就是把不同個體的度量方法標準化,并且能夠得到人們的廣泛共識。本文立足于“度量單位”,剖析其本質,進而探索量感培育策略,以期提升學生數學核心素養和解決實際問題的能力。
雖然度量單位都是人為規定的,但就度量單位的形成過程而言,大體可以分為兩類:一類是通過抽象得到的,是人思維的結果;另一類是借助工具得到的,是人實踐的結果。
1.通過抽象得到的度量單位
在小學階段,通過抽象得到的度量單位主要指數量度量,即度量數量的多少,比如整數計數單位、分數單位的學習。這類度量單位的學習要遵循從感性具體——感性一般——理性具體的思維過程,過程中借助一一對應、數形結合等方法,逐步拔高數學抽象的層次,培養學生數感。
2.借助工具得到的度量單位
借助工具得到的度量單位在小學階段很常見,比如長度單位、面積單位、體積單位等常見的量。這些量的度量方法多種多樣,用不同工具度量得到的精確程度也不同,為了表達的需要,必須建立統一的標準,即統一度量單位。這類度量單位的學習有助于培育學生量感,提高學生不借助工具對這些常見的量進行推斷的能力。
本文聚焦于借助工具得到的度量單位,由此談量感培育,因此我們梳理了小學階段該類度量單位(見下表)。

蘇教版“度量單位”(借助工具)梳理
從表中可見,由工具得到的度量單位主要涉及貨幣、長度、時間、質量、面積、體積、容量等方面,其編排呈螺旋上升,比如長度單位的學習經歷認識厘米和米→分米和毫米→千米的過程,前期對于長度單位的掌握程度直接影響后續學習,因此教師在教學這類度量單位時要有長程意識,在教學中注重學生量感培育。
量感是對量的感受,是指視覺、觸覺等感官對物體的規模、程度、速度等方面的感覺,也就是對物體的大小、多少、輕重、厚薄等的感性認識。在小學階段,量感主要是指對長度、面積、體積、時間、質量、貨幣等的感性認識??梢姡扛惺嵌攘康慕Y果,度量單位(借助工具)的教學是培育學生量感的有效載體。
具體而言,度量單位(借助工具)的教學在量感培育方面主要有以下價值:
1.滿足測量需求
度量單位的產生源于測量的需要,比如長度單位或面積單位,都要選取合適的度量單位去測量適合的物體的長度或物體面的大小。在測量的過程中會得到多樣的測量結果,出于交流的需要,就會產生統一標準的需求,而統一的度量單位也就應運而生了,學生對量有了初步的感知。
2.發展空間觀念
空間觀念是指對空間中物體的位置以及位置之間關系的感性認識,為了進一步研究,人們構建了度量的方法。借助工具得到的度量單位,比如長度、面積、體積等都體現了對圖形的度量。量感是空間觀念在測量領域的精細化和具象化,關注度量單位的教學有助于發展學生空間觀念,培育量感。
3.提高估測能力
量感是學生不使用測量工具對某個量的大小進行推斷,并用某個單位表示的量與某個實際物體的大小相吻合的一種感覺。可見,量感是一種感覺,更是一種能力。這種能力很大程度上指的是一種估測的能力,一種空間想象能力。度量單位的教學可滲透于基本估測方法,以此增強學生對度量單位的感知,提高估測能力。
學生喜愛的實踐活動可以激發他們的學習興趣,促使學生全身心參與其中。教師要引導學生在動手操作中真實感受度量單位的形成過程,引導學生經歷認知沖突,自然產生需要建立統一的度量單位來度量物體的心理需求。在操作實踐的過程中發展學生量感,找準量感生長的起點。
比如在蘇教版四年級上冊“認識升”的教學過程中,教師可以這樣設計來激發需求:
1.借助容器,了解容量的含義
談話:介紹各種容器。
出示三個容器:

提問:你覺得幾號容器盛的水最多?為什么?
介紹:3 號容器盛的水最多,3 號容器的容量最大。
(板書:看一看)
追問:1 號杯和2 號杯,哪個容量大?你能估一估嗎?
交流:可以用實驗來驗證自己的猜想。
(板書:做一做)
小結:容量是有大小的。
2.設置沖突,激發統一單位的需求
交流:3 號容器的容量最大,那它的容量到底是多少呢?你有辦法測量嗎?
出示小明和小紅的測量結果:小紅倒滿5杯,小明倒滿4 杯。
討論:為什么測量結果不一樣?
(板書:單位不同,數據不同)
明確:為了準確測量或計量容器的容量,要使用統一的單位。
揭示課題:認識升。
“升”這一度量單位對學生來說還是比較陌生的,雖然“升”在日常生活中并不少見,比如飲料瓶上都會標明幾升,但學生一般不會特意去關注。因此在上述教學活動中,教師并沒有介紹完各種容器后直接告知學生今天學習容量單位升,而是設置多樣的實踐活動,逐步激發學生在活動中體會到統一度量單位的必要性,自然引出“升”這一概念。學生在認知沖突的引領下聯系自身生活經驗反思,認識并感受“升”的含義,在實踐的過程中發展量感。教師在過程中給學生提供多種素材,引導動手操作、體驗,找準了量感生長的“最近發展區”,量感得以順利生長。同時,量感的生長也有助于學生更好地理解“升”這一容量單位在現實生活中的意義。
激發度量需求后,學生量感的培育要從“1個標準的計量單位”開始,即從“單位量感”開始。學生要對“1 個標準的計量單位”有充分的認識,能夠明確“標準”、內化“標準”。教學中教師要引導學生積極尋找身邊熟悉的物體作為參照,以此豐富“單位量感”。只有學生形成了正確的“單位量感”表象,量感的發展才有了基石,之后“疊加量感”的形成才有參照。
比如在“認識升”這節課中,為了幫助學生建立1 升的實際量感,教師可以設計如下操作活動:
活動一:量1 升
①師生合作,用量杯量出1 升水;
②小組合作,用量杯量出1 升水;(用手比劃感受1 升水有多少)
③觀察交流,說說對1 升水多少的感受。
活動二:找1 升
①找一找:小組合作,找出生活中的1 升;
②比一比:和量杯里的1 升比一比,看看找到的1 升有什么不同;
③說一說:生活中的1 升和量杯中的1 升有什么異同。
活動三:想1 升
①想一想:生活中的1 升高矮粗細各不同,準確介紹1 升有點難,怎么辦?
②猜一猜:出示1 立方分米的正方體容器,交流:如果把這1 升水倒入這個正方體容器,會怎樣呢?
③試一試:操作驗證,發現1 升水正好裝滿1 立方分米的正方體容器;
④說一說:觀察1 立方分米容器里的1升,說一說它的大小。閉眼想象1 升的樣子,再說一說。
教師先通過“量、說、用手比劃”等活動幫助學生建立1 升的初步表象,此時,學生對1 升的認識還停留在量杯中水有多少的階段。隨后,教師給每個小組提供了大量生活中的容器,通過“找出生活中的1 升”這一活動,促使學生提取頭腦中剛形成的1 升表象,進而充實前期形成的表象,通過“比較1 升的異同”進一步加深對1 升表象的認識。到目前為止,學生頭腦中形成的1 升表象各不相同,教師順勢提出“準確介紹1 升有點難”這一問題,自然引發學生再次“統一標準”的需求。通過量1 升→找1 升→想1 升三次遞進活動,學生充分經歷了1 升表象的形成過程,最終形成鮮明的表象,建立了清晰的“單位量感”,并為接下來“疊加量感”的發展提供了知識基礎。
日常生活中,相比“單位量感”,人們更多的是對“疊加量感”的感知,比如書包有多重、教學樓有多高、火車站有多遠等。因此,學生量感的培育要經歷從“單位量感”到“疊加量感”的升華過程,豐富的估測活動在量感建立、完善的過程中就顯得尤為重要。教師要精心設置各種形式的估測活動,幫助學生實現量感從“1”到“幾”的飛躍,讓量感更精確。
比如在蘇教版三年級上冊“認識千克”這節課中,當學生對“1 千克”有了初步感知后,教師可以這樣設計估測活動引導學生借助“1 千克”來感受“幾千克”:
活動一:找出1 千克。
四人小組活動:在四件物品(3 塊肥皂、字典、小麥粉、實心球)中找出最接近1 千克的物品。
①只用眼睛看,找出最接近1 千克的物品;
②只用手掂重,找出最接近1 千克的物品;
③用臺秤驗證,找出最接近1 千克的物品。
活動二:感受2 千克。
問題:怎樣估計出實心球是幾千克?
實驗:和1 千克比一比、掂一掂,估計出實心球是幾千克。
稱一稱,驗證實心球的重量。
活動三:感受3 千克。
觀看視頻,了解書包的重量與體重的關系。
實驗:在書包內裝書,比比哪個組的書包重量最接近3 千克。
用稱驗證,評選出最接近的一組。
書包重量調整到大約3 千克后背一背。
當學生學習“千克”這一單位后,教師要引導學生通過多種感官去感知“1 千克”,建立“1千克”的單位量感,而且要逐漸疊加數量,讓學生建立“幾千克”的量感。
在活動一中,學生先是用眼睛看,用手掂,估測出最接近1 千克的物品,緊接著用臺秤驗證,在動眼、動手、動腦的過程中建立了“1 千克”的清晰量感。
活動二和活動三的開始都是引導學生以“1千克”為參照標準,通過用手掂和“1 千克”做對比,以此估測“幾千克”。而且三次活動在估測完后都會用臺秤驗證,看看誤差有多少?;顒尤亲寣W生進行調整,將書包重量調整到3 千克后再背一背感受真實重量。
三次活動的設計讓學生經歷了嘗試→估測→驗證→矯正→感知的全過程,他們的估測能力得以螺旋上升,量感得到進一步完善。
量感本質上是一種感覺,它看不見、摸不著,因此有其抽象性。量感又是度量的結果,度量結果的表達能夠反映量感的發展情況。對于小學生而言,能夠清晰表達度量結果很重要,因為這證明他們真正經歷了度量的過程并有所得。教師在教學過程中要尊重學生對于度量結果的多樣化表達,在此基礎上引導規范,讓學生的量感可表達。
比如在蘇教版三年級下冊“面積的含義”這節課中,對于“面有多大”這一問題,教師可以這樣設計教學活動:
活動一:測量課桌面積
談話:老師現在想給桌面鋪上一層桌墊,需要買多大的呢?
小組討論,明確:要找一個標準來測量。
要求:教師給大家準備了A4 紙和數學本,同桌兩人每人各選擇一種量一量。
交流測量結果:課桌面大約是4 張A4 紙那么大,課桌面大約是6 本數學本那么大。
明確:選好標準,用幾個什么來說清楚課桌面有多大。
(板書:數+標準)
活動二:測量黑板面積
啟思:如果想知道黑板面的面積有多大,你有什么好方法?
反饋:數學本、A4 紙都小了些,那可以怎么辦呢?
明確:可以用大一點的標準,比如報紙測量。
測量:黑板面大約是11 張小數報那么大。
總結:想說清楚面有多大,只需要選擇合適的標準,用數+標準說成幾個什么那么大就行了。
三年級下學期“面積單位的認識”這節課的重要學習目標之一就是發展學生量感,而量感的培育在教學其前一課時“面積的含義”時就可以讓學生有所感受。
“課桌面到底有多大”這一問題怎樣用語言告訴別人呢?學生如何去表征“面有多大”這件事?可以找一個“標準”去說明,可以是4 張A4紙、8 本練習本等。選定一個參照物,用“幾個什么”來說明“面有多大”這件事情。用“數+標準”作為數學化路徑來刻畫“面有多大”,在此基礎上才有接下來統一標準的需要。
刻畫“面有多大”這件事就是在幫助學生建立量感,標準越熟悉、數值越小就越能想象面有多大。因此,“面積”的本質是在培育量感,學習“面積”是發展學生量感的過程,教師要幫助學生規范度量的結果,讓量感可以表達出來。而且在量感培育方面教師要有長程意識,目光不僅僅局限于“度量單位”,要關注“度量單位”的前言后續對于量感培育的價值。
綜上所述,教師要高度重視度量單位,尤其是借助工具得到的度量單位在培育學生量感方面的價值。教師可從激發需求、清晰標準、估測疊加、規范結果等方面培育學生量感,讓學生的量感可生長、有參照、更精確、易表達。讓我們立足度量單位,重視學生量感培育,從而提升學生數學核心素養!