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促进小学低段学生量感发展的结构化模型与实践研究

《中华英才》半月刊网 2026-04-29 16:48

摘要量感是小学数学核心素养的关键组成部分,对低段学生的数学学习与生活实践具有奠基性意义。针对当前教学中存在的知识碎片化、经验割裂化、评价单一化等痛点,本研究以结构化教学理论为根基,紧密结合小学低段学生(1-2年级)认知发展规律,创新性地提出并构建了“具身操作→工具过渡→符号内化”三阶结构化量感发展模型。通过整合教材知识点、设计“课堂—家庭—学校”三级立体化任务链、研发“生活+学科”双情境动态评价工具,系统探索低段学生量感进阶的理论路径与可操作的实践策略,旨在为小学低段数学量感教学提供坚实的理论支撑与可推广的实践参考。

关键词小学低段;量感;结构化教学;三级任务链;评价工具

一、引言

随着《中国教育现代化2035》的推进和2022年新版义务教育数学课程标准的实施,量感作为数学核心素养之一被明确提出[1]。小学低段学生正处于数学学习的启蒙阶段,其量感的发展对其后续数学学习和生活实践能力的培养具有深远影响。然而,当前小学低段数学教学中量感培养存在诸多问题,如教学内容碎片化、学生生活经验不足、教学模式单一等,这些问题制约了学生量感的有效发展。结构化教学强调知识的内在联系和学习过程的整体性、层次性与迁移性,为解决上述问题提供了新的思路。本研究旨在构建促进低段学生量感发展的结构化模型,并通过教学实践验证其有效性,以期为小学低段数学量感教学提供理论支持和实践参考。

二、量感与结构化教学的内涵及关系

(一)量感的内涵、价值与发展逻辑

量感是数学核心素养之一,指个体在生活经验基础上对“量”的直观感知、合理估测和灵活应用的能力。根据《义务教育数学课程标准(2022年版)》,小学低段学生的量感主要体现在以下几个方面:一是能结合生活实际体验常见量的多少;二是能使用简单工具进行测量;三是能在具体情境中选择合适的单位进行表达。同时,量感发展不仅是理解后续数学概念(如数、运算、图形测量)的认知基石,更与数感、空间观念等核心素养紧密关联、协同发展,对提升学生的数学应用意识和实践能力具有显著的辐射带动作用[2]。本研究中的量感培养不仅关注学生对度量单位的理解和运用,更强调其在现实生活中的迁移能力。

(二)结构化教学的本质、特征与现状

结构化教学是指基于课程标准和学生认知发展规律,围绕学科核心素养目标,对教学内容进行系统整合与逻辑建构的教学方式。它强调知识的内在联系,注重学习过程的整体性、层次性和迁移性,帮助学生在理解知识本质的基础上形成结构性思维。

澳大利亚心理学家约翰·斯威勒(John Sweller) 的认知负荷理论及其衍生的“身体—工具—符号”认知发展模型为本研究三阶模型的构建提供了关键的理论基础,指明了认知从具身经验经由工具中介最终内化为抽象符号的渐进过程。在本研究中,结构化教学将聚焦于“具身操作—工具过渡一符号内化”,的三阶段模型,通过任务链的设计,引导学生在真实情境中实现量感的持续发展。

(三)量感与结构化教学的共生关系

量感的发展需要学生在真实情境中积累丰富的经验,通过具身操作、工具使用和符号表达等方式逐步内化。结构化教学为量感的发展提供了系统的学习路径和丰富的学习情境,通过具身操作、工具过渡和符号内化三个阶段,帮助学生逐步建立起对“量”的直观感知和抽象理解,促进量感的有效发展。同时,量感的发展也为结构化教学提供了具体的实践目标和评价标准,使教学更加贴近学生的学习需求和生活实际。

(四)研究创新点

基于政策引领、教学现状和国内外研究成果,我们发现在结构化教学的理论框架下,量感研究不仅是数学学科素养落地的关键切口,更是实现知识体系向素养体系转化的枢纽环节[3]。本课题将聚焦结构化教学设计、任务链建设、评价工具开发三个方面,在一体化设计中实现突破,为小学数学素养落地提供新范式,通过校本化实施路径将《中国教育现代化2035》“素养导向”要求转化为可操作的量感发展路径模型。

三、研究方法与实验设计

(一)研究方法

1.文献研究法:系统梳理国内外关于结构化教学和量感培养的相关研究,为本研究提供理论支持。

2.实验法:通过实验班和对照班的对比研究,验证结构化模型的有效性。

3.案例研究法:收集典型的教学案例和学生作品,分析量感发展的具体表现。

4.调查研究法:通过教师问卷、学生问卷和家长问卷,了解任务实施的适应性和有效性。

(二)实验设计

1.实验对象:选取小学一、二年级的学生,分为实验班和对照班,每班各45人。

2.实验步骤:

前测:在实验开始前,对实验班和对照班的学生进行量感水平的前测,包括课堂测验、家庭任务和学校任务的预测试。

教学实施:在实验班实施结构化教学模型,包括课堂任务、家庭任务和学校任务;对照班则按照传统教学方式进行教学。

数据收集:通过课堂观察记录表、学生测量日志、家庭任务完成度统计表、学校任务完成度统计表等工具,收集学生在不同任务中的表现数据。

后测:在实验结束后,对实验班和对照班的学生进行量感水平的后测,对比分析两组学生的量感发展水平。

数据分析:通过统计分析方法,验证结构化教学模型对低段学生量感发展的促进作用。

四、促进低段学生量感发展的结构化模型构建

(一)模型设计原则

认知递进性原则:严格遵循小学低段学生“具体运算阶段”(皮亚杰)的认知特点,设计“具体感知(具身)→半抽象中介(工具)→抽象内化(符号)”的认知进阶路径。

知识结构化原则:基于结构化教学理论,对课程标准及教材中“量与计量”相关知识点进行纵向衔接(学段间)与横向关联(单元内/跨单元),构建网状、层级化的知识体系,避免碎片化。

任务情境化原则:融入情境学习理论,设计融合生活化场景与跨学科活动的任务,强调知识的迁移应用,在解决真实问题中深化量感。

(二)“具身操作→工具过渡→符号内化”三阶结构化模型架构

1.具身操作阶段

具身操作阶段是量感发展的基础阶段,强调通过身体感知和实际操作积累直观经验。在这一阶段,学生通过触摸、比较、测量等具身活动,初步感知“量”的大小和差异。例如,在学习长度单位时,可以让学生用手掌测量课本的宽度,用脚步丈量教室的长度,通过这些具身操作活动,学生能够直观地感受到长度的概念。

2.工具过渡阶段

工具过渡阶段是量感发展的关键阶段,强调通过工具的使用将具身操作的经验转化为更精确的测量能力。在这一阶段,学生开始使用简单的测量工具(如尺子、天平等)进行测量,并逐步学会选择合适的单位进行表达。例如,在学习质量单位时,可以让学生用天平称量不同物体的质量,并记录测量结果,通过工具的使用,学生能够更准确地感知质量的大小。

3.符号内化阶段

符号内化阶段是量感发展的高级阶段,强调通过符号化的表达将具身操作和工具使用的经验内化为抽象的数学概念。在这一阶段,学生能够用符号(如数字、单位等)表示测量结果,并进行简单的计算和推理。例如,在学习面积单位时,学生可以通过计算长方形的面积,用符号表示面积的大小,并进行面积单位之间的换算。

五、“课堂—家庭—学校”三级结构化任务链设计

(一)课堂任务链

课堂任务链是结构化教学的核心环节,旨在通过系统的教学设计帮助学生在课堂上逐步发展量感。课堂任务链的设计遵循“具身操作→工具过渡→符号内化”的结构化模型,具体任务如下:

阶段

核心目标

具体任务

评价工具

具身操作

聚焦身体直接参与,激活感知。

任务1:用手掌测量课本的宽度,用脚步丈量教室的长度。

《课堂观察记录表》

《学生测量日志》

课堂测验

任务2:通过触摸和比较不同物体的轻重,感知质量的差异。

任务3:用手指触摸不同物体的表面,感知面积的大小。

工具过渡

引入并规范使用测量工具,对比具身与工具差异,理解单位。

任务1:用尺子测量课本的宽度,用卷尺测量教室的长度。

任务2:用天平称量不同物体的质量,并记录测量结果。

任务3:用统一大小的测量工具测量长方形的表面,并记录数据。

符号内化

运用数学符号记录、进行单位换算、基于测量数据进行简单计算与应用。

任务1:用数字和单位表示测量结果,如“课本宽15厘米”。

任务2:进行长度单位、质量单位之间的换算。

任务3:根据测量结果进行简单的计算和推理,如“两个物体的质量之和”。

(二)家庭任务链

家庭任务链是课堂学习的延伸,旨在通过家庭生活中的实际情境帮助学生巩固和拓展量感。家庭任务链的设计结合日常生活场景,具体任务如下:

阶段

核心目标

具体任务

评价工具

具身操作

在家庭环境中延续身体感知活动。

任务1:用脚步丈量家里的客厅长度。

《家庭任务完成度统计表》

《家长反馈问卷》

任务2:用手触摸不同水果的轻重,感知质量差异。

任务3:用手指触摸不同家具的表面,感知面积大小。

工具过渡

在生活场景中应用测量工具,填写结构化记录表,对比估测与实际。

任务1:用尺子测量家里的桌子、椅子的高度。

任务2:用厨房秤称量不同水果的质量,并记录结果。

任务3:用统一大小的测量工具测量家里的地板砖大小。

符号内化

系统记录家庭物品数据,在模拟或真实购物等生活情境中应用单位换算。

任务1:用数字和单位记录家庭物品的测量结果。

任务2:进行家庭物品的质量单位换算。

任务3:根据测量结果进行简单的计算,如“家里两快地板砖的总大小”。

(三)学校任务链

学校任务链是课堂和家庭学习的拓展,旨在通过跨学科的实践活动帮助学生在更广泛的情境中发展量感。学校任务链的设计结合校园生活和跨学科活动,具体任务如下:

阶段

核心目标

具体任务

评价工具

具身操作

在更广阔的校园环境中进行身体感知。

任务1:用脚步丈量校园步道的长度。

《学校任务完成度统计表》

《跨学科项目评价表》

任务2:用手触摸不同植物的轻重,感知质量差异。

任务3:用手指触摸不同校园建筑的表面,感知面积大小。

工具过渡

精确测量校园物体,记录分析数据。

任务1:用卷尺测量校园步道的长度。

任务2:用天平称量校园植物的质量,并记录结果。

任务3:用统一大小的测量工具测量校园花坛的大小。

符号内化

规范记录校园测量数据,在跨学科项目中综合应用测量知识、单位换算和数据进行决策与表达。

任务1:用数字和单位记录校园物品的测量结果。

任务2:进行校园物品的质量单位换算。

任务3:根据测量结果进行简单的计算,如“校园两个花坛的总大小”。

六、“生活+学科”双情境动态评价工具研发

(一)设计原则

素养导向原则:紧密围绕量感核心维度——直观感知的敏锐性、合理估测的准确性、灵活应用的适切性进行评价。

情境融合原则:基于情境认知理论,评价任务嵌入真实“生活情境”与典型“学科情境”,确保评价效度。

过程动态原则:采用多元方法(行为观察、作品分析、测量日志、视频记录)进行形成性评价,全程追踪记录量感发展轨迹与进阶过程。

结果可视化原则:设计直观的图表、量表(如雷达图、发展水平量表)呈现评价结果,便于精准定位学生所处发展阶段,指导教学改进。

(二)评价工具的具体设计

1.课堂评价工具

课堂观察记录表:记录学生在课堂任务中的表现,包括具身操作的准确性、工具使用的熟练度、符号表达的正确性等。

学生测量日志:学生记录每次测量的过程和结果,教师通过日志分析学生的量感发展情况。

课堂测验:设计与量感相关的选择题、填空题和简答题,评估学生对量感知识的掌握程度。

2.家庭评价工具

家庭任务完成度统计表:记录学生完成家庭任务的情况,包括任务完成的准确性、家长的评价等。

家长反馈问卷:了解家长对学生量感发展的观察和评价,以及家庭任务的实施情况。

3.学校评价工具

学校任务完成度统计表:记录学生完成学校任务的情况,包括任务完成的准确性、教师的评价等。

跨学科项目评价表:结合跨学科项目,评估学生在综合情境中运用量感的能力。

4.双情境评价量表

设计涵盖“工具规范度、估测合理度、测量迁移度”的评价量表,通过行为观察、作品分析、视频记录等方式进行动态评估。评价量表的具体内容如下:

工具规范度:评估学生使用测量工具的规范性,如尺子的正确使用、天平的平衡调整等。

估测合理度:评估学生在测量前的估测能力,如估测长度、质量、面积的准确性。

测量迁移度:评估学生将测量知识迁移到新情境的能力,如在不同场景下选择合适的单位和工具进行测量。

七、研究结论与展望

(一)研究结论

本研究通过构建“具身操作→工具过渡→符号内化”的三阶结构化模型,设计覆盖课堂、家庭、学校的三级任务链,并开发“生活+学科”双情境评价工具,验证了结构化教学对小学低段学生量感发展的促进作用。研究结果表明,结构化教学模型能够显著提升学生的量感水平,三级任务链和评价工具的实施具有较高的适应性和有效性。

“具身操作→工具过渡→符号内化”三阶结构化模型,深度融合了具身认知、认知发展和结构化教学理论,为小学低段量感培养提供了一个逻辑清晰、层次分明、符合认知规律的系统框架。配套设计的“课堂—家庭—学校”三级结构化任务链,通过创设多元、递进的情境,有效促进了学生量感从基于身体的直观感知,经由工具中介的标准化理解,最终内化为抽象符号表征与应用能力的进阶发展,为学生提供了丰富的学习情境,帮助学生在不同场域中积累量感经验,增强了量感的迁移能力。研发的“生活+学科”双情境动态评价工具,实现了对学生量感核心维度发展状况的过程性追踪、多维度诊断与可视化呈现,并为教师提供了精准的教学反馈,推动了教学评一体化改革。该研究为一线教师提供了理论自洽、操作性强、可复制推广的“结构化”量感教学实践范式,有力支撑了核心素养导向的课堂教学转型。

(二)未来展望

1.教学实践方面:教师根据学生的认知发展阶段,设计系统的结构化教学活动,注重具身操作、工具使用和符号表达的有机结合。同时,应充分利用家庭和学校资源,拓展学生的学习场域,增强量感的迁移能力。

2.评价工具应用方面:教师结合生活和学科的实际情境,使用动态、可视化的评价工具,全面评估学生的量感发展水平。通过评价工具的反馈,及时调整教学策略,实现教学评一体化。

3.进一步研究方向:未来研究可以进一步探索结构化教学模型在其他学科领域的应用,以及在不同地区和不同学校类型中的推广效果。同时,可以结合信息技术手段,开发更加智能化的评价工具,为量感教学提供更精准的支持。

通过持续的研究迭代与实践深化,本研究构建的结构化量感培养体系有望为小学低段数学教育注入强劲的“结构化”动能,切实推动《中国教育现代化2035》及数学新课标所倡导的“核心素养导向”教育目标的落地生根。

郑州市中原区山河道小学(王洁;贾慧)

参考文献

1. 中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.

2. 吴正宪,刘延革.发展儿童数学关键能力[M].北京:教育科学出版社,2017.

3. 江漂,张维忠.量感的构成要素探究-基于49位小学数学教师访谈文本的质性分析[J].中小学课堂教学研究,2024(10):1-5+10.

【责编 岳钊恺】

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