數學教育的核心在于培養學生建立數與現實世界的雙向聯結能力。陶行知先生提倡的“教學做合一”理念強調“行是知之始”,主張在真實體驗中實現知識內化。本文立足于小學生認知特點,通過“情境一操作一數字—學科—任務”五維聯動模式,探索數感量感培養的具象化路徑。
一、創設情境,建立整體意識
“教學做合一”理念強調知識建構與生活經驗的深度關聯。在培養數感量感的過程中,創設真實情境能幫助學生有效建立數學與現實的整體認知,避免碎片化學習。教師需挖掘教材中蘊含的生活元素,通過問題鏈設計將抽象數學概念轉化為可感知的具體場景。以教材中“量的計量”模塊為例,情境創設能直觀展現計量單位間的邏輯關系,使學生在整體認知框架下理解數量的本質。
例如,在教學“公頃和平方千米”時,以學校擴建N期工程為背景創設情境:校園規劃圖標注了教學樓占地0.8公頃、操場面積4500平方米、綠化帶12000平方米三個關鍵數據。首先引導學生通過計算總面積,建立公頃與平方米的換算認知。接著呈現政府批文“項目總用地不得超過3公頃”的約束條件,提問:“若將綠化帶擴建為原面積的1.5倍,總用地將達多少公頃?”學生分組開展計算,得出擴建綠化帶后項目總面積為 30500m2=3.05 公頃 gt;3 公頃。教師進一步引導:“如何調整方案,使總用地合規?”學生提出多種策略:
將教學樓占地縮減到0.75公頃(節約500m2 )、采用立體綠化(減少 30% 占地面積)等,最終通過二次計算驗證調整方案的可行性。
通過工程情境的創設,將抽象的計量單位轉化為可操作的計算任務,有效強化了學生對知識點的整體認知。學生在解決“規劃用地是否合規”的核心問題時,不僅掌握了1公頃 =10000 平方米的單位換算,更通過多次單位轉換與數據對比,建立了不同量級面積的直觀感受。
二、動手操作,感知實際數量
動手操作是“教學做合一”理念落地的重要載體,通過具身實踐能有效架起具體物象與抽象數量間的認知橋梁。在量感培養過程中,肌肉記憶與感官體驗形成的身體圖式,比單純視覺觀察更具認知深度。系統設計的操作活動不僅符合兒童認知發展規律,更能使計量單位、數量關系等抽象知識轉化為可觸可感的實踐經驗。
在教學“小數的意義”這一內容時,教師設計“度量教室”探究活動,將卷尺與百格計量板分發給各小組。學生需要將教室黑板、窗戶的長度從“米”轉換到“厘米”再分解為“米作單位的小數”。拓展環節中,教師要求學生用紙條制作十進制單位模型,將1米紙條反復對折產生0.5米、0.25米等分數段,在此過程中觀察每等分對應的厘米數變化。這種觸覺強化訓練使多數學生能準確說出“0.3米是3分米也是30厘米”,實現了對十進制計量單位的深度理解。
通過多層次的操作系統,學生將抽象的小數概念轉化為可觸摸的具身體驗。量具的實際運用強化了計量單位的直觀感知,單位換算模型的制作則深化了十進制的理解維度,有效破解了小數概念認知中“數”與“量”的割裂問題,使學生在肌肉記憶與視覺表征的雙重作用下,建立牢固的數感認知網絡。
三、數字支持,體驗虛擬空間
數字技術的介人為“教學做合一”理念提供了虛擬實踐場域,使數學概念的動態演化過程得以可視化呈現。借助虛擬仿真工具,學生能在人機交互中突破物理限制,開展自由度較高的探究活動。這種數字化的“做中學”模式,既保留了具身認知的實踐內核,又通過數據可視化強化了量感形成的精確性,使空間觀念培養從實物操作向思維建模自然過渡。
在“圓”這節課上,教師運用GeoGebra軟件構建動態探究空間。學生在虛擬畫板中拖動半徑端點,同步觀測圓周長、面積數值的聯動變化。學生通過記錄多組數據,計算出半徑與周長、面積的數值比,發現周長始終與半徑的比值維持 2π 倍率,而面積與半徑的平方始終保持 π 倍的固定比例關系。進階環節中教師啟動三維建模功能,將圓形路徑拓展為圓柱體側面,學生旋轉立體模型時,清晰觀察到長方形(圓柱側面)的長邊自動匹配底面圓的周長,由此理解“圓柱側面積 Σ=Σ 底面周長 × 高”的公式本質。
數字化工具創造的虛擬實驗室,使學生得以突破傳統教具的靜態局限,在動態參數調整中把握數量關系的演變規律。實時數據反饋與空間拓展功能,將抽象的與圓相關的公式轉化為可視化的生長過程,這種多維感知體驗有效強化了學生對幾何量變化模式的理解。
四、學科融合,判斷變化規律
學科融合為“教學做合一”理念的落實拓展了規律認知的多元路徑,使比例關系的理解植根于跨學科實踐。當數學比例與地理測繪、藝術構圖等場景結合時,學生得以在真實問題中把握變量關系的本質。這種教學方法通過多維度觀察、多方法驗證,將靜態的比例公式轉化為動態的認知工具,使學生在規律判斷中建立量感發展的立體網絡,實現知識學習向素養培育的深層轉化。
當講解“比例”時,教師可布置藝術拓展任務,分析《蒙娜麗莎》面部比例:發際線至下巴長度與眼寬之比約為 1.618:1 ,符合黃金分割。學生通過測量復制畫作(原畫 77cm× 53cm ),計算眼睛位置距畫布頂端21cm ( 77÷3.618≈21.3) ,驗證經典美學比例在構圖中的實際運用。
跨學科實踐使比例概念超越數學公式的抽象符號,轉化為認知世界的多維標尺。多場景的規律對比則深化了比例思維的本質理解,學生在解決真實問題的過程中,通過“做中學”的融合模式,逐步提高了對數量關系的敏銳判斷力。
五、任務驅動,解決實際問題
任務驅動教學法作為“教學做合一”的實踐模式,通過真實問題解決促進數學量感的建構性生成。這種教學模式通過目標導向的任務鏈設計,推動測量、計算、驗證等行為的自然發生,在解決現實矛盾的過程中,實現量感從經驗認知向科學判斷的實質性跨越,為知識遷移提供實踐支撐。
在“長方體與正方體”單元,教師可設計“茶葉盒收納優化”項目任務:將長、寬、高分別為 20cm ! 10cm 、10cm 的長方體茶盒裝入棱長為 30cm (從里面量)的正方體紙箱,探究最多可以裝下多少盒。在收納過程中,學生體會到,正方體紙箱的棱長不是長方體茶盒的長和寬的整數倍,要達到最大盒數,就要合理分配空間。
任務驅動教學將抽象的量感培養轉化為具象的問題解決過程。空間計算強化三維量值理解,方案對比培育優化意識,而現實約束條件的處理則提升數學建模能力。這種“做中思”的學習模式,使學生在完成任務的同時,自然建構起準確判斷、合理估算的量感素養。
“教學做合一”導向的數感量感培養體系,突破了傳統課堂的空間界限與認知壁壘。學生在真實情境體驗中建立數學認知框架,在跨學科任務中發展系統思維,在數字工具支持下實現深度理解。這種教學模式不僅使數學知識變得可觸可感,更培養了學生用數學眼光觀察世界、用數學思維分析問題的能力。