Barnens förståelse för mätning tar sin början under spädbarnsåren och utvecklas successivt. Forskare menar att mätning ger barnen en bro mellan att räkna och mäta för att besvara frågan ”Hur många eller långa?”. Men det är inte alltid så att barnen förstår antalet enheter i den exakta längden (Mix m.fl., 2002; Huttenlocher, Duffy & Levine, 2002; Clements, 2004; Clements, & Sarama, 2007; van den Heuvel-Panhuizen, 2005).
Studies show that early cognitive foundations of mathematics are not limited or unique to number. As with number, however, these abilities have limits. Infants and toddlers can discriminate between lengths of dowels, but only when a salient standard (a same-length dowel or container) was present; 4-year-olds could
discriminate with or without such as standards. (Clements & Sarama, 2007, s.517)
Förskolebarn har tidigare erfarenheter av att mäta, gräva, bära och fylla eller hälla och de har hört begrepp såsom massa, vikt och längd, även om de inte själva benämner, kvantifierar eller mäter på detta sätt. Barn och vuxna nyttjar tre olika strategier för att bedöma och uppskatta exempelvis längd. En perceptuell strategi då man jämför med ett liknande objekt, exempelvis två pinnar. En normativ strategi, då föremål jämförs med tidigare erfarenheter i minnet (t.ex. att en hund är mindre än en häst). Den tredje strategin är att försöka finna rätt storlek för ett föremål, en funktionell strategi. Barn kombinerar dessa strategier och bedömer om föremålen är större eller mindre genom att relatera dem till föremål som de kanske har hemma och avgör därefter om föremålen har rätt storlek (Clements & Sarama, 2007).
Tidigare forskning visar att barn (ca 2½-3 år) vet att om det tillförs fler objekt så har de mer eller fler än vad de hade tidigare, men om barn ska bedöma eller mäta om två högar innehåller fler, färre eller lika mycket är det inte säkert att de kan ange den hög som innehåller mest eller flest. Om antalet i stället placeras i rader, så ser barn vilken rad som är längst och innehåller flest objekt. Clements och Sarama (2007) beskriver en studie om ”sand i glas” där barn skulle bedöma volym och antal. Resultatet visade att barnen kunde beskriva den mängd (av två rader) som hade flest glas. Därefter visade man barnen två högar av sand och bad barnen beskriva vilken av högarna som var störst. Detta blev en svårare uppgift. Inte ens om forskarna hällde sanden från högarna ner i glasen kunde barnen, vid direkt jämförelse, ange den mängd (av glas) som hade mest sand, även om en rad var längre (flest glas). Dessa resultat beträffande barns svårighet att bedöma och mäta två mängder som innehåller fler, färre eller lika mycket kritiseras av Seo och Ginsburg (2004) liksom av Buys och Veltman (2005). De förstnämnda hävdar att barn har en väl utvecklad förståelse för mätning och uppskattning av kvantiteter då de i sin lek naturligt använder och diskuterar sina erfarenheter av mätning. Barn jämför olika objekt och ser om de är lika långa/längre än, stor/större än/mindre än, eller tung/tyngre än, lätt/lättare än.
Om barn kan uppskatta avstånd beror på om de urskiljer ett avstånd mellan två punkter. För att kunna mäta längd och avstånd behöver de identifiera eller definiera en måttenhet och fördela avståndet i denna enhet genom att upprepa enheten gång på gång efter exempelvis sidan på en kloss som ska mätas. När man mäter med en tumstock eller ett måttband kan det tyckas enkelt skriver Nunes och Bryant (1996), men detta innehåller två komponenter. Den ena härrör sig från logiken och benämns som den transitiva lagen, det vill säga om A är lika lång som B och B är lika lång som C så är A lika lång som C. Om B i stället är längre än A och C är längre än B så är C längre än A. I båda fallen kan man jämföra längd mellan A och C utan direkt jämförelse dem emellan eftersom man jämför både A och C med B. Den andra komponenten är förståelsen för enheter och att mäta med samma enhet. Centimetermåttet är alltid lika långt, oavsett vilket mätverktyg man använder, så vid jämförelse av föremåls längd påverkar både den transitiva lagen och måttenheten. Den transitiva lagen är universell och oberoende av kultur medan måttenheterna är kulturellt förankrade. Barn använder måttenheter vid beskrivning av hur långt något är och jämförelser görs från tidig ålder mellan olika objekt. De äldsta förskolebarnen inser att siffror symboliserar ett antal, men att enheterna som man mäter med kan variera och om andra enheter används så förändras antalet. Barnen vill oftast
se var de ska börja mäta och var mätningen ska avslutas, men barnens förståelse av att man vid mätning börjar från 0 i stället för som vid antalsbenämning då man börjar på 1 är inte givet.
Clements och Sarama (2007) beskriver följande insikter som barn behöver ha nått för att mäta en längd: (1) Förstå att längden är ett bestämt avstånd mellan två punkter. (2) Förstå att avståndet mellan dessa punkter inte förändras även om man vänder eller roterar föremålet. (3) Veta att man kan överföra jämförelsen mellan två objekt, det vill säga om objekt X har samma längd som Y så är Y lika lång som X. (4) Förstå att man ska dela i lika stora delar samt att mäta med samma enhet. (5) Inse att man ska upprepa enheterna och räkna dessa. (6) Förstå att vid uppräkning av enheterna anger det sista räkneordet summan av enheterna i längden. (7) Förstå att man måste börja räkna från 0, barn börjar oftast räkna på 1 men vid mätning så börjar man räkna från 0. (8) Veta relationen mellan att mäta och att räkna, förstå skillnaden mellan antal och mätning, det vill säga att längden kan vara skild från antalet, exempelvis om två rader med stickor är lika långa men att en rad innehåller fler stickor. I studien som Clements och Sarama genomförde angav flera barn att den rad som hade flest stickor var längre än den rad som hade färre stickor, även om raderna var lika långa.
Thus, young children know early that properties such as length (as well as area, volume, mass, and weight) exist, but they do not initially know how to reason about these attributes or to measure them accurately. (Clements & Sarama, 2007, s. 520)
Äldre förskolebarn och yngre skolbarn förstår att enheten som används för att mäta påverkar benämningen av den totala längden på föremålet. Buys och Veltman (2005) samt de Moor (2005) anger att mätning kan beskrivas som ett sätt att ordna världen genom antal och siffror, för att på bättre sätt beskriva och kontrollera den. Den första mätning som utförs är jämförelsen mellan två objekt och ”this most elementary kind of measurement presents itself often in the world of a young child” (s. 16). I denna mätningsprocess är inte antal och antals benämning närvarande. Barnen beskriver något som större eller mindre, tyngre eller lättare. De lär sig om olika kvantiteter som längd, volym, area, vikt och tid och hur de skiljer sig åt. Den mest elementära av dessa kvantiteter är längd som är tydlig i barns värld genom att de växer, de blir längre, når högre upp, skor och kläder blir för små etcetera. Barn häller upp saft eller mjölk i glas och jämför och erfar känslan för volym. De utvecklar förståelse för area när klossar läggs bredvid eller på varandra och känslan för vikt utvecklas genom att de bär eller balanserar
saker. Detta relateras till vardagen och vardagsspråket. I leken använder och utforskar barn ständigt längd, vikt, volym och area och skiftar från en storhet till en annan och får då en vidare förståelse för begreppen. Begreppet längd är enklare för barn att förstå än andra enheter, såsom volym, area eller vikt. Nunes och Bryant (1996) menar att barn under flera år har gjort jämförelser mellan sig själva och andra och på så sätt utvecklat sin förståelse för begrepp såsom lång och längre, kort och kortare, stor och större samt mindre och minst.