小學(xué)數(shù)學(xué)中度量性概念的教學(xué)思考

王智明

【摘 要】數(shù)學(xué)概念可以分為對象性概念、觀念性概念和度量性概念。度量性概念的獲得不同于概念形成和概念同化。在教學(xué)度量性概念時，注重在恰當(dāng)?shù)奶骄靠臻g中感知度量性概念，在充分的數(shù)學(xué)活動中建構(gòu)度量性概念，在應(yīng)用中豐富度量性概念的表象。

【關(guān)鍵詞】度量性概念；小學(xué)數(shù)學(xué)；教學(xué)建議

中圖分類號：G623.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-0568（2016）03-0090-03

數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)思維的起點，也是數(shù)學(xué)思維的節(jié)點。因此，在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，概念的學(xué)習(xí)具有舉足輕重的地位，也歷來是教學(xué)研究的重點。有效數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)要求教師讓學(xué)生了解概念的由來和發(fā)展。度量概念作為數(shù)學(xué)概念的一種，它的教學(xué)始于學(xué)生的活動，是學(xué)生從活動到活動經(jīng)驗的提取、感知、形成表象的過程，因而數(shù)學(xué)活動在度量概念的學(xué)習(xí)中是難舍難分的。度量概念與一般數(shù)學(xué)概念獲得的心理過程及教學(xué)特征有所不同，本文擬對小學(xué)數(shù)學(xué)中的度量性概念進行研究并嘗試給出度量性概念的教學(xué)建議。

一、度量性概念的概述

對于數(shù)學(xué)概念，有學(xué)者從數(shù)學(xué)概念反映的屬性不同對數(shù)學(xué)概念加以分類。反映數(shù)學(xué)的基本元素的概念（如點、線、數(shù)等）、反映兩個及兩個以上數(shù)學(xué)元素關(guān)系的概念（如平行、相等）、反映數(shù)學(xué)元素內(nèi)部特性的概念稱之為對象性概念。有些概念，學(xué)習(xí)的意義不在于理解名詞的意思，而在于用這個概念的內(nèi)蘊觀念、思想去解釋現(xiàn)象或者解決問題，這樣的概念稱作觀念性概念（如方程、概率等）。還有一些概念為了比較兩個事物某個方面的差異，往往需要對該方面的差異進行量化，借助某個量來進行比較，為此引入了相應(yīng)的度量，我們稱之為度量性概念。就概念而言，度量性概念既包含了反映度量單位的概念，也表示了兩個事物進行差異性量化的概念。

對象性概念可以在生活或數(shù)學(xué)中找到原型，也正是從生活及數(shù)學(xué)中的大量原型出發(fā)，從具體的、直觀的例子中抽象出其共同的本質(zhì)特征，同時人們?yōu)榱私涣髡f明的方便而給對象性概念賦予了一定的名稱，可以說對象性概念是對更多原型的一種抽象概括。觀念性概念在教學(xué)中會從豐富的背景中抽象出這些概念的定義，但是實際的教學(xué)會更關(guān)注這些概念的實際應(yīng)用，會在眾多的實際背景的運用中體現(xiàn)觀念性概念的價值，形成相應(yīng)的觀念和思想。度量性概念來源于生活，產(chǎn)生于生活中的比較，需要對比較的差異進行量化，因而要讓學(xué)生經(jīng)歷概念產(chǎn)生的過程、概念單位累加的過程，形成度量性概念的觀念，其名詞概念的給出完全是人類心智的產(chǎn)物，經(jīng)歷了數(shù)學(xué)思維中的抽象、類比過程。

二、度量性概念獲得的心理過程

在概念的教學(xué)中，大都熟悉概念形成、概念同化兩種獲得概念的方式。數(shù)學(xué)中對象性概念的獲得主要依托這兩種概念獲得的方式。采用概念形成方式時，需要提供大量豐富的例子，概念的給出依賴豐富的原型；在運用概念同化時，對新概念的反復(fù)辨析中改變了原有概念的內(nèi)涵與外延，教學(xué)中也不自覺地應(yīng)用于對象性概念。度量性概念則不同，它并不源于生活中的原型，而是基于任務(wù)的產(chǎn)生。學(xué)生在一定的任務(wù)情境中，通過“比”，利用人類的心智活動，產(chǎn)生了度量性概念，其產(chǎn)生的心理過程與概念形成和概念同化不同。

度量是因比較而存在的，沒有比較就沒有度量，因而度量性概念的產(chǎn)生大都來源于某種比較任務(wù)，在任務(wù)解決中感受建立比較標準（度量）的必要性。在適宜的任務(wù)情境下，通過認知沖突的激發(fā)，自然而然類比遷移、聯(lián)想與“創(chuàng)造”渾然一體。因此，度量性概念的獲得過程不是多種情境抽象概括的結(jié)果，而是人類在任務(wù)下自主建構(gòu)創(chuàng)造的過程。此時，度量性概念構(gòu)建的心理過程可以描述為圖1。

當(dāng)學(xué)生沒有自主建構(gòu)概念的能力，也可以選用明晰概念的教學(xué)方式。例如，教學(xué)“認識公頃”一課時，老師給出：明孝陵的面積 1700000平方米，玄武湖的面積 4710000平方米，紅山動物園的面積是830000平方米，奧體中心的面積是890000平方米等數(shù)據(jù)，讓學(xué)生讀一讀，感受這些景點面積的大小，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在讀這些景點的面積時得先數(shù)一數(shù)數(shù)位，數(shù)值太大讀起來較麻煩，同時學(xué)生又有以“萬”或“億”做單位可以方便讀數(shù)的知識經(jīng)驗，所以需要更大的面積單位。這時學(xué)生知道了問題出在哪里，也知道需要出現(xiàn)一個合適的更大的面積單位，但是放手讓學(xué)生去建構(gòu)，學(xué)生又說不出“平方××”，這時學(xué)生就處在即將突破又很難突破的節(jié)點時，就需要教師的幫助來捅破這層窗戶紙，“我們在測量大的土地面積時用‘公頃為單位，如果你是小老師，你會介紹哪些有關(guān)公頃的知識？”出示自學(xué)要求從而進行認識公頃的學(xué)習(xí)。接著帶領(lǐng)學(xué)生分別感受10米是多長，100米有多長，100平方米有多大。此時，學(xué)生的學(xué)習(xí)是一種有意義的接受過程，經(jīng)歷了對概念的了解、檢驗、感知、確認的過程。此時，度量性概念構(gòu)建的心理過程可以描述為圖2。

在上述兩種概念的獲得過程下，長度、面積、體積、角度這些度量性概念都具有共性，可以通過提出任務(wù)、質(zhì)疑、多元化的感知過程，再創(chuàng)造或者再指導(dǎo)性建構(gòu)的方法獲得概念。而刻畫數(shù)據(jù)平均水平的和波動水平的度量性概念需要在所創(chuàng)設(shè)的一種比較的情境下（這樣的比較可以是比較一般水平，也可以是比較差異水平）通過問題解決的方式，自主建構(gòu)或者指導(dǎo)性建構(gòu)獲得概念。

三、度量性概念的教學(xué)建議

根據(jù)日常度量性概念的教學(xué)及度量性概念的心理過程，筆者不揣淺測地提出度量性概念教學(xué)的一些建議。

1. 在認知沖突中感受度量單位的產(chǎn)生

對象性概念有著豐富的生活或數(shù)學(xué)背景，獲得概念是一種抽象概括的過程。觀念性概念是在教師的“揭示”與學(xué)生的實際應(yīng)用感悟中獲得概念。而以往的度量性概念往往采用了“掐去兩頭燒中段”的方式，學(xué)生不理解新知為何要學(xué)習(xí)，概念產(chǎn)生的源頭在哪里。度量性概念來源于實際應(yīng)用，在實際中或萌生了創(chuàng)造或類比了創(chuàng)造，經(jīng)歷了一番過程性的探究，感受了度量性概念的需要。通過度量沖突的創(chuàng)設(shè)，進行真正意義上的自主探究，解決新的問題是，原有的度量單位無法滿足需要，需要一種新的度量單位的介入，使對度量概念的學(xué)習(xí)成為學(xué)生內(nèi)在生成的主動訴求。例如，常見的面積單位的教學(xué)。在教學(xué)平方分米、平方米的過程中，教師（故意）提出請大家用平方厘米測量一下課桌上表面的面積。（學(xué)生度量時面有難色）教師說：“這樣量，大家感到怎么樣？”學(xué)生回答：“這樣量太慢了。”用平方厘米這個面積單位度量課桌表面面積太小了。教師繼續(xù)問：“那怎么辦呢？”學(xué)生回答：“我想有沒有大一點的面積單位呢？”師：“大家真會想問題！這大一點的面積單位，就請大家來創(chuàng)造一下，叫什么呢？”通過認知沖突的激發(fā)，讓學(xué)生獲得度量單位產(chǎn)生的實際需要，新單位的產(chǎn)生是在認知沖突下發(fā)自學(xué)生內(nèi)心的。同時，有長度單位的鋪墊讓面積單位的產(chǎn)生經(jīng)歷了自然聯(lián)想創(chuàng)造的過程。endprint

當(dāng)度量單位的產(chǎn)生學(xué)生無法類比時，教師需要在創(chuàng)設(shè)認知沖突的情境中通過一組指向單位產(chǎn)生的發(fā)問引發(fā)學(xué)生思考。例如，平均數(shù)的學(xué)習(xí)源自一種比較，需要體會在比較情境中感知一般數(shù)據(jù)的代表即平均數(shù)。在教學(xué)平均數(shù)時，教師先給學(xué)生提供一個3分鐘投籃比賽的情境。四位選手投中成績?nèi)缦拢海?）5 5 5，（2）3 5 4，（3）3 7 2，（4）5 4 6，讓學(xué)生在比較四位比賽選手投中個數(shù)的探究空間中，思考該用哪個數(shù)代表他們一分鐘投籃的一般水平呢；通過小組討論體會哪個投手的投籃水平更穩(wěn)定。一個取自情境中的比較問題引發(fā)了學(xué)生圍繞數(shù)據(jù)一般水平的代表來思考，更加反映了平均數(shù)概念產(chǎn)生的本真意義。如何來找一般數(shù)據(jù)的代表呢？教學(xué)過程同樣在幾組簡單數(shù)據(jù)的探索中體會尋找數(shù)據(jù)代表的方法。通過直觀的籃球條形統(tǒng)計圖示結(jié)合四組數(shù)據(jù)的比較，直觀圖示給學(xué)生一個暗示，（1）組的3分鐘投籃成績是同一高度、同一水平，所以學(xué)生選擇“5”來代表第一組的投籃水平。在有了同一高度同一水平的暗示后學(xué)生在尋找（2）（3）（4）組的數(shù)據(jù)代表時就有了突破口，（2）（4）組通過直觀地把多的移動到少的上的操作，總結(jié)出移多補少的選擇數(shù)據(jù)代表的方法，在選擇（3）組的數(shù)據(jù)代表時不能通過一次的移多補少來解決，同時學(xué)生又有了選擇（1）（2）（4）組的數(shù)據(jù)代表與投籃總個數(shù)有關(guān)的感知，所以學(xué)生根據(jù)直觀圖示探究出先合再分的方法，在這樣一個自主探究的活動中獲得平均數(shù)的概念。同時角度的學(xué)習(xí)過程，也創(chuàng)設(shè)了為了精確的比較兩個角大小的度量沖突而發(fā)生的學(xué)習(xí)活動。因此，在教學(xué)中應(yīng)盡可能多地給學(xué)生創(chuàng)設(shè)探究空間，激活學(xué)生的認知沖突，讓學(xué)生在探究中感悟度量性概念產(chǎn)生的必要性，激發(fā)他們主動接受或是積極“創(chuàng)造”的愿望。

2. 在創(chuàng)造及比較中建構(gòu)度量性概念

度量性概念的獲得始于學(xué)生在探究空間的感知，在數(shù)學(xué)活動中積累經(jīng)驗，建構(gòu)概念，形成表象。學(xué)生在活動中獲得的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗有助于學(xué)生深化知識，同時高質(zhì)量的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的獲得，一定程度上取決于活動本身是否充分、完整、多樣。例如，有教師在教學(xué)完“認識面積單位”后，感悟到如果僅把活動目標感知每個面積單位的實際大小，學(xué)生獲得的感性經(jīng)驗往往是不夠全面的，所以度量性概念的建構(gòu)與組織高質(zhì)量、合適的數(shù)學(xué)活動有著舉足輕重的關(guān)系。建構(gòu)度量性概念需要強化感知和體驗，感知是體驗的前提，體驗是感知的深化。教學(xué)中需要通過創(chuàng)設(shè)多種活動調(diào)動學(xué)生的各種感官，從各個維度豐富對度量性概念的從識，促進學(xué)生個體對概念的理解與建構(gòu)。又如，在角度的教學(xué)中，為了讓學(xué)生從實際生活體驗中感知角度，體驗角度的大小不同，教師首先給學(xué)生呈現(xiàn)三個角度不同的滑滑梯，第一個矮一些，最后一個最高，并提問：“喜歡玩哪一個？”學(xué)生不約而同選擇玩第三個，因為學(xué)生在平時的游戲活動中有玩滑滑梯的經(jīng)歷，第三個最高玩起來速度快很刺激。學(xué)生在高低不同的滑滑梯活動中潛移默化的感知角度的不同，當(dāng)教師再次追問還有什么不同，學(xué)生觀察出角有不同，這時順勢引入這些角有大小，那么滑滑梯的角度到底有多大呢？我們就需要測出角的大小，接著進行認識量角器和角的度量的學(xué)習(xí)。教師在課堂上提供的相應(yīng)的圖片，把學(xué)生置于玩滑滑梯的情境中，讓學(xué)生在情境中回調(diào)自己前期的活動經(jīng)驗。學(xué)生經(jīng)歷或者參與一些數(shù)學(xué)活動，并不是就一定能獲得充足有力的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗，因而引導(dǎo)學(xué)生及時反思，把獲得的活動經(jīng)驗上升為數(shù)學(xué)思考是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是幫助學(xué)生積累和提升數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的重要渠道，這樣才能把學(xué)生從最近的數(shù)學(xué)活動的起點帶到最遠的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的終點，這才是一個完整、和諧的教學(xué)過程。

3. 在應(yīng)用中深化度量性概念的認知

準確建立度量性概念的表象，能幫助學(xué)生在新的問題情境中有意識地自覺喚醒，促進問題的解決。認識長度單位時，讓學(xué)生在通過完成某一測量任務(wù)的活動中認識長度單位，在測量的過程中豐富長度單位的表象。認識面積單位時，讓學(xué)生將面積與熟悉的事物聯(lián)系起來，使學(xué)生形成不同面積單位的明確表象。認識體積單位時，調(diào)動各種感官促進學(xué)生對度量單位的理解與建構(gòu)。認識角度及平均數(shù)時，把學(xué)生置于游戲的情境中，讓學(xué)生在游戲體驗中感知角度和平均數(shù)，尋找求其方法的過程讓其表象更加完整。表象的建立，一方面可以依托概念首次獲得時的體驗，形成概念的表象；另一方面還可以依托概念的應(yīng)用，以及在概念的系統(tǒng)化的鞏固，形成概念的準確表象。例如，在認識公頃一課中，學(xué)完公頃概念后，利用課前的情境復(fù)習(xí)鞏固?；氐秸n前的數(shù)據(jù)，明孝陵的面積、玄武湖的面積、紅山動物園的面積、奧體中心的面積改用公頃做單位如何表示。通過再次利用課前的情境，學(xué)生將生活中有所體驗的面積與表示的××公頃建立了一一對應(yīng)的表象。接著教師再過選擇填入合適的單位來鞏固孩子們認知結(jié)構(gòu)中的不同面積單位。如填上合適的單位：南京師范大學(xué)的面積220（ ），拉薩路小學(xué)的面積6359 （ ），南京城區(qū)的面積76.34 （ ）。借著這一組題目的練習(xí)鞏固，學(xué)生們不斷地調(diào)動認知結(jié)構(gòu)中的平方米、公頃的大致表象，并通過百度的網(wǎng)絡(luò)工具驗證大腦中的度量性概念的表象。對南京城區(qū)的面積而言，通過與大學(xué)面積做對照，孩子們開始疑惑了，“公頃是一種很大的面積單位，難道還有更大的面積單位，平方米，平方……”教師借著南京城區(qū)的面積引發(fā)了學(xué)生在完成公頃度量表象后思考更大的面積單位——平方千米。

度量性概念的教學(xué)有其共性的一面，如面積、體積、長度單位等概念的教學(xué)是有規(guī)律可循的。同時，概念的學(xué)習(xí)也是數(shù)學(xué)抽象的過程，為了降低概念學(xué)習(xí)的抽象程度，化抽象為形象直觀，就需要學(xué)生參與數(shù)學(xué)活動，在活動中建構(gòu)數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗，形成對數(shù)學(xué)概念完善的表象，在這方面，筆者還需要進行更多的實踐探索和理性思考。

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（編輯：易繼斌）endprint