核心素養下小學數學量感可視化教學的開展

林雅慧

隨著教育改革的持續推進，可視化教學作為一種新興的教學手段，在教學領域的應用越來越廣泛。教師采用可視化模式輔助數學教學，使抽象的數學概念和數量關系變得直觀易懂，有助于提高學生的理解能力和問題解決能力。

《義務教育數學課程標準（2022年版）》的一個重要變化，即新增核心素養關鍵詞——量感。量感強調學生在數學學習中形成對數量、度量等單位的直觀感受，為小學階段的數學教學提供了新的方向和目標。小學生正處于認知發展的關鍵時期，他們對數量、空間、時間等概念的理解正在逐步形成。這個時期形成的量感基礎能夠直接影響他們未來的數學學習和實際應用，可見培養小學生數學量感的重要性。然而，在傳統的小學數學教學中，由于種種原因，如教學理念、方法、評價方式等影響，量感培養并沒有得到足夠重視，導致許多小學生在數學學習中感到困難，難以理解和應用相關的概念。在此背景下，核心素養下小學數學量感可視化教學探究應運而生。本文深入研究量感可視化教學的開展策略，旨在為小學數學教學提供新的思路和途徑，推動數學教學的改革和發展。

一、可視化教學的概述

可視化教學指的是利用圖形、圖像、動畫、視頻等視覺表征手段和視覺認知輔助媒體展示教學內容，盡可能將符合學生認知經驗的教學內容轉化為堅實的認知結構，將抽象內容可視化，讓學生充分觀察、體驗、發現、干預、利用這些生動可視化知識，并通過認知加工將其外化為可視化語言，以促進教學過程中的知識傳播和創新，培養學生的認知能力和創新能力。

可視化教學的優點在于其能夠將復雜的概念和過程以直觀的方式呈現給學生。針對學生難以理解的概念和公式，教師可以通過可視化教學幫助學生更好地理解和記憶，提高學生的注意力和學習興趣，讓學生更加積極地參與到學習中。

二、核心素養下小學數學量感培養的重要性

（一）提高學生的數學思維能力

量感是指對事物的數量、大小、長度、面積、時間等方面的感知能力，是學生理解和掌握數學知識的基礎。在小學數學教學中，許多概念和計算方法都需要學生具備一定的量感，然而小學生的量感較弱，多以直觀思維分析問題、看待事物。教師注重培養學生的量感，能夠幫助學生更好地探究、理解數學知識的本質和規律，提高數學思維能力。

（二）增強學生的數學應用能力

數學作為一門應用性學科，對學生的實際應用能力提出了很高的要求。核心素養背景下，小學數學教學不僅要求學生掌握基本的數學知識，還要求學生能夠運用所學知識解決實際問題。量感的培養能夠引導學生理解生活中的數學問題，提高學生運用數學知識解決實際問題的能力。

（三）激發學生的學習探究欲望

在小學數學教學中，枯燥的數學知識難以激發學生的學習興趣和探究欲望，而量感的培養能夠采用各種有趣的活動和實踐，讓學生在探索中感受到數學的魅力和價值。有趣的活動能夠激發學生的學習興趣和探究動力，使學生更加積極主動地參與到數學學習中。

（四）培養學生的數學創新精神

量感培養不僅是對數量關系的感知和理解的訓練，更是一種思維方式的養成。通過量感培養，學生能夠學會從不同角度觀察和分析問題，激發好奇心和探索欲望。在此過程中，學生逐漸形成獨立思考和解決問題的能力，這是數學創新精神的基礎。

量感培養鼓勵學生從實際生活中發現問題。具備問題意識是創新思維的重要源泉，學生能夠在觀察和感知中發現生活中的數學問題，用數學思維分析問題并嘗試用所學知識去解決。

三、核心素養下小學數學量感可視化教學的開展策略

（一）采用實物教育，直觀感受量感

將實物教育與量感相結合是培養小學生量感的有效途徑。實物教育是指在教育過程中引入實際物體或具體情境，目標在于通過實際物體，使學生對數學量有更直接、更具體的感知。實物教育在小學數學量感可視化教學中具有無可替代的價值。首先，符合小學生的認知特點。小學生正處于形象思維向抽象思維過渡的階段，實物能夠提供直觀的視覺刺激，幫助學生更好地理解抽象的數學概念。其次，實物教育能夠激發學生的學習熱情。當學生通過親手操作、親眼觀察發現問題時，學生的好奇心和求知欲被極大地激發出來，從而增強學習動力。基于此，教師需要利用實物教具創設與量有關的情境，讓學生身臨其境地感受量的存在和意義，幫助學生進一步理解抽象的概念或理論；引導學生認真觀察、思考和總結，促使學生在頭腦中形成正確的量感認知。

例如，在五年級上冊第四單元“比較圖形的面積”內容教學時，面積是小學數學量感的幾何化表達，為引導學生直觀感受量感，教師可以借助實物開展教學。

準備教學素材：準備大小相近的紙片（正方形、長方形、三角形、多邊形）及方格圖、尺子、紙、筆等。

教學過程：

步驟一：實物展示與操作。學生拿出多邊形模型，觀察它們的形狀和大小，在此基礎上親手操作，通過觀察和比較，直觀地感受、理解多邊形面積的可測性。

步驟二：學生參與互動。鼓勵學生自己動手比較、測量紙片的大小并進行記錄；引導學生互相交流測量結果，讓他們在互動中找到面積單位這個載體。

步驟三：應用提升。讓每名學生經歷剪、拼的過程，感受“出入相補”原理，量感也以此為平臺在實物操作中得到提升。

步驟四：總結與反饋。教師先引導學生對操作過程進行評估，如單位是否統一、是否理解了圖形轉化思想，然后討論、交流、點評，分析自己能否將理論知識與實際應用相結合，是否能夠提出有價值的問題和觀點。接著進行總結和反饋，鼓勵學生在今后的學習中繼續保持積極的態度和創新的精神。

步驟五：教學反思與改進。回顧整個教學過程，分析哪些方面做得好，哪些方面需要改進。同時，根據學生的表現和反饋情況，思考如何更好地培養學生的量感和實踐能力。通過反思和改進，教師能夠不斷完善自己的教學方法和技巧，提高教學質量和效果。

（二）開展實踐活動，親身體驗量感

實踐教學對于培養學生的量感具有重要意義，實踐操作是培養小學生數學圖形與幾何量感的重要手段。量感不僅僅是一個簡單的“陳述性知識”，更是作為一種“程序性知識”而存在的。只有學生切切實實地經歷了、體驗了、獲得了、感受了，量感才不是一種“規定性知識”，才能成為學生生命體驗、生命感受的一部分。在實踐教學中，學生能夠通過親身感受和體驗，加深對量的認識和理解，形成良好的量感。同時，學生需要自主探究、發現問題并尋找解決方法，以培養探究能力和創新思維，提高量感水平。

教師在實踐教學中發揮著重要的指導作用，教師需要設計合理的實踐活動，提供合適的操作材料，引導學生積極參與、自主探究，并對學生的操作過程和結果進行評價和反饋。實踐活動的設計應緊扣教學內容和教學目標，以活動的方式促進學生對數學知識的理解和掌握。針對不同的教學目標和內容，教師應設計不同類型的實踐活動，保持實踐互動形式的多樣性和趣味性。實踐活動的難度要適中，既能激發學生的學習興趣，又能讓他們在活動中獲得成就感。同時，教師應在活動過程中給予學生適當的引導和幫助，幫助他們解決活動中遇到的問題。

例如，在二年級上冊第六單元“測量”內容教學時，測量單位的認識是量感培養的基礎，教師可以設計“小小測量員”實踐活動，具體的活動方案如下所示：

環節一：基礎量感體驗。讓學生用手、腳步等身體部位為測量工具，測量教室中各種物品的長度，如桌子的長度、黑板的寬度等。

環節二：實際測量操作。教學生使用測量工具，如直尺、卷尺等進行更精確的測量。學生可以測量家中物品的尺寸，如門的寬度、床的長度等。

環節三：單位換算練習。教師設置不同單位之間的換算問題，讓學生掌握長度單位的換算方法。例如，1米等于多少分米、1分米等于多少厘米等。

環節四：解決實際問題。教師設計一些實際問題，讓學生運用測量的知識和技能來解決。例如，讓學生制定一個計劃，測量并計算出用最少的材料制作一定長度的晾衣繩等。活動形式為自主探究與小組合作相結合的方式。

（三）實際生活引入，多元培養量感

數學作為一門基礎學科，與實際生活密切相關，教師可以將實際生活引入小學數學量感可視化教學，幫助學生將抽象的數學概念與具體的生活實際聯系起來，提升量感認知。生活中的各種物理量如長度、重量、時間等都可以作為教學實例，讓學生感受到數學在生活中的廣泛應用。在小學數學教學中，教師應該充分利用數學與實際生活的聯系，將數學知識融入實際情境中，幫助學生掌握和應用數學知識。在數學學習與知識應用中，學生應當具備獨立思考、勇于創新的精神。教師應當鼓勵學生嘗試不同的解題方法，發揮想象，提出獨特的見解，注重培養學生的邏輯思維和推理能力，幫助學生更好地理解和掌握圖形與幾何知識。

例如，在五年級下冊第八單元“數據的表示和分析”教學時，首先，教師選取一些與學生實際生活緊密相關的場景，如學生喜歡的運動、電影、書籍等，以此作為數據收集和分析的背景。其次，條件允許的情況下，組織學生進行實地數據收集，讓他們統計學校圖書館的書籍數量、種類，或者統計班級同學的身高、體重等數據，使其在數據收集的過程中體會到數量和度量的重要性。例如，在統計書籍數量時，引入千冊、萬冊等量感單位，讓學生對較大的數量有更直觀的理解。在完成數據收集后，教師應引導學生進行數據分析，如使用條形統計圖、折線統計圖等圖表表示數據，并對數據進行分析和解釋。最后，教師設計一些實際應用的題目，讓學生將所學的知識應用到實際生活中，如制定一個健康的飲食計劃，或者計算旅行計劃的預算等。

（四）利用信息技術，智能豐富量感

量感是一種抽象的感知，難以用語言全面、清晰地描述出來。信息技術，如計算機、多媒體等工具，能夠通過圖像、動畫、音頻、視頻等多種形式呈現數學量，使量感可視化。教師通過電子課件、教學軟件等方式預先設計教學內容，減少課堂上的板書時間，提高教學效率；利用信息技術進行課堂互動，實時了解學生的學習情況，調整教學策略，使教學更加精準有效；利用信息技術的優勢提供豐富的學習資源和學習工具，促進學生自主學習。

例如，在六年級下冊第三單元“圖形的運動”內容教學時，教師可以在導入環節采用故事教學法，講述圖形王國中的一次奇妙旅行，引出圖形平移和旋轉的主題；結合AI教學軟件，進行虛擬現實/增強現實（VR/AR）展示，帶領學生進入圖形世界。新課環節，教師利用信息技術創造交互式學習環境，讓學生動手操作，感受圖形的運動和量的變化。例如，教師讓學生在屏幕上操作圖形，通過拖拽、旋轉等操作體驗圖形的運動和量的變化；利用虛擬現實技術，為學生創造一個沉浸式的虛擬現實環境，讓學生身臨其境地感受到圖形的運動和量的變化。

在鞏固練習環節，學生在希沃教學課件的引導下自行操作圖形，使其發生平移、旋轉等變化。這樣一來，教師利用智能教學系統，根據學生的學習情況和反饋進一步了解了其真實的學習情況，便于給予學生個性化的學習指導并及時調整教學策略。

四、結語

綜上所述，隨著核心素養理念的深入貫徹和落實，數學教育工作者在不斷探索新的教學方法，以培養學生的數學核心素養。其中，量感作為小學數學核心素養的重要組成部分，對于學生的數學思維和問題解決能力具有重要意義。本文立足量感核心素養的培養，根據學生的實際情況和教學內容的特點，通過實物教育、開展實踐活動、引入實際生活案例、利用信息技術開展教學等措施，為小學數學教育提供了新的視角和思路，促進可視化教學在小學數學教學中的廣泛應用和發展，真正為小學生的數學學習打下堅實的基礎，促進學生數學核心素養的發展。