2011年上半年,筆者有幸參加了為期2個月的深圳市第15期赴美國圣文森山學(xué)院學(xué)習(xí),在紐約市參觀了近十所中小學(xué),旁聽了十多節(jié)小學(xué)數(shù)學(xué)課,收集了美國紐約州2套小學(xué)數(shù)學(xué)教材,對3所不同類型學(xué)校六年級100位學(xué)生及十多位成人進(jìn)行了計算能力的問卷調(diào)查,對中美兩國小學(xué)數(shù)學(xué)計算教學(xué)進(jìn)行了比較。文中的中美兩國小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)主要是指中國廣東與美國紐約州的小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)。
一、從數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)
及教材內(nèi)容方面進(jìn)行比較
1.課程標(biāo)準(zhǔn)方面
美國沒有全國統(tǒng)一的數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),每個州制訂本州的數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),各州的標(biāo)準(zhǔn)存在一定差異。整體而言,美國的數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)涉及從幼兒園至高中數(shù)學(xué)內(nèi)容:而我國數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)分為義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)及普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)兩部分,不涉及幼兒數(shù)學(xué)教育,國家也沒有幼兒教育階段的數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)。本文重點以美國紐約州數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(New York State P-12 Common CoreLearningStandards for Mathematics)與中國義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)小學(xué)部分內(nèi)容進(jìn)行比較。美國小學(xué)數(shù)學(xué)分成數(shù)與數(shù)的讀寫(Number and Numeration)、運算與估算(op—erations and Computation)、數(shù)據(jù)與概率(Data andChance)、幾何(Geometry)、測量(Measurement and Ref—erence Frames)、規(guī)律(Patterns)、函數(shù)及代數(shù)(Functionsand Algebra),中國小學(xué)數(shù)學(xué)分成數(shù)與代數(shù)、空間與圖形、統(tǒng)計與概率、實踐與綜合應(yīng)用四個部分。通過對比可以看出,中美兩國小學(xué)數(shù)學(xué)均把數(shù)與代數(shù)作為小學(xué)數(shù)學(xué)的重點內(nèi)容進(jìn)行教學(xué),只不過美國小學(xué)數(shù)學(xué)分得較細(xì),把數(shù)與代數(shù)分成三部分,并把測量專門作為一部分進(jìn)行教學(xué),增加了“規(guī)律”部份,而“規(guī)律”是代數(shù)、函數(shù)的基礎(chǔ)。
2.教材內(nèi)容方面
在美國,不同的學(xué)校允許使用不同的教材,教材的選擇權(quán)在學(xué)校。參考了幾套教材發(fā)現(xiàn),美國數(shù)學(xué)教材涉及知識面較廣,有些知識的介入時間比中國教材更早,但難度深度不及中國教材,計算的難度也相對較低。比如分?jǐn)?shù)教學(xué),美國學(xué)生在小學(xué)一年級就開始學(xué)習(xí)簡單的分?jǐn)?shù),分成四節(jié)課來學(xué)習(xí),分別是:介紹平均分(Equal Parts),要求學(xué)生數(shù)出平均分成多少份;學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)1/2(One Half);學(xué)習(xí)1/4(One fourth);學(xué)習(xí)l/2、1/3、1/4(0ne Half OneThird and One Fourth)。通過多種活動來體會認(rèn)識分?jǐn)?shù),比如動手為幾何圖形、常見事物的簡筆畫圖形涂色。中國的教材中,都是教授了除法之后學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù),除法是學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)的基礎(chǔ),而美國的這套教材是把學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)放在學(xué)習(xí)除法之前,把分?jǐn)?shù)當(dāng)成除法的基礎(chǔ)。這一點與中國的數(shù)學(xué)教材差別很大。
美國的教材中出現(xiàn)了幾節(jié)中國初中數(shù)學(xué)教材中的指數(shù)的內(nèi)容,如10的冪、指數(shù)標(biāo)記法、冪的正負(fù)、科學(xué)記數(shù)法,出現(xiàn)了指數(shù)及負(fù)數(shù)的簡單運算,并介紹了運算順序,再比如出現(xiàn)了正負(fù)數(shù)的簡單運算,如負(fù)數(shù)的應(yīng)用、正負(fù)數(shù)的加減法。學(xué)習(xí)數(shù)對之后還有兩課時的初步認(rèn)識坐標(biāo)平面及兩課時的一次函數(shù)的課程。美國計算教學(xué)中很重視平方數(shù)的教學(xué),在問卷調(diào)查中,我們也發(fā)現(xiàn)學(xué)生、成人較善于利用平方數(shù)來進(jìn)行計算,比如計算25×28時,有學(xué)生是這樣計算的:25×25=625,25×3=75,625+75=700。顯然,他利用了平方數(shù)進(jìn)行計算,相比大多數(shù)中國人的計算方法來說比較獨特。在對成人進(jìn)行調(diào)查時也發(fā)現(xiàn),對156+12這道題目,他們是這樣運算的:12×12=144,144+12=156,得出結(jié)果13,使用了平方數(shù)進(jìn)行計算。通過交流發(fā)現(xiàn),他們已把20以內(nèi)的平方數(shù)記在腦中。調(diào)查中發(fā)現(xiàn),這種口算方法在美國較普遍,但在中國很少見。中國小學(xué)數(shù)學(xué)中的九九乘法口訣對學(xué)生幫助很大,學(xué)生熟背九九乘法表后,計算乘除法就會很輕松,而美國教材中沒有出現(xiàn)過類似的口訣。
二、從學(xué)習(xí)環(huán)境,教學(xué)方式
方法方面進(jìn)行比較
在學(xué)習(xí)環(huán)境方面,美國教師很注重教室環(huán)境的布置,他們會把一些最近學(xué)習(xí)的重要的數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)概念、公式等張貼在教室四周墻上,方便學(xué)生隨時學(xué)習(xí)。教室通常分成以下幾個功能區(qū):一是學(xué)習(xí)區(qū),主要供學(xué)生學(xué)習(xí)使用,配備了電子白板、黑板、電腦投影等教學(xué)設(shè)備;二是資料閱讀區(qū),相當(dāng)于一個小型圖書館,為學(xué)生準(zhǔn)備了學(xué)習(xí)時常用的資料、學(xué)具,并配備一兩臺電腦供學(xué)生上網(wǎng)查閱資料;三是游玩休息區(qū)。
在教學(xué)形式方面,在美國小學(xué)課堂上,學(xué)生通常以小組形式開展學(xué)習(xí)。每堂課至少有兩位教師同時上課,一位為主講教師,另一位為助教。每班學(xué)生人數(shù)不超過25人。主講教師負(fù)責(zé)調(diào)控教學(xué)及安排學(xué)生的學(xué)習(xí)任務(wù)。主講教師有時把學(xué)生集中起來討論學(xué)習(xí)中遇到的問題,有時講解重點內(nèi)容,有時安排學(xué)生獨立探究然后在小組內(nèi)分享,有時是兩位教師參與小組學(xué)習(xí)、討論,學(xué)生還可以在教師的指引下操作學(xué)具,學(xué)習(xí)形式多種多樣。美國課堂上,學(xué)生較自由,可以隨便走動,但學(xué)生的走動必須是有目的的,或為了求助于教師或別的同學(xué),或為了到資料區(qū)拿學(xué)具、學(xué)習(xí)資料,或為了喝水或上洗衣手間。由于各種原因,同一個班的學(xué)生在學(xué)習(xí)進(jìn)度上存在區(qū)別,有的學(xué)生很快就能學(xué)會當(dāng)天的任務(wù),有的還存在一定困難。這時,兩位教師會合理分工,一方面安排學(xué)習(xí)過關(guān)的同學(xué)到資料區(qū),去研究新的更難一點的任務(wù);同時會花更多的時間去關(guān)注那些學(xué)習(xí)上存在困難的學(xué)生,及時幫助輔導(dǎo)他們,有時是一對一的形式,有時是一對多的形式。
在教具與模型使用方面,在進(jìn)行加減法計算教學(xué)時,中美教師使用的模型、學(xué)具也不相同。
例如:計算43-27=?的步驟如下。
A.?dāng)[出43,見圖1。B.減去20,見圖2。C.3不夠減7。借—當(dāng)十,見圖3。
通過上述方法可以知道,美國教師是用一個小方塊代表1個一,一條小方塊(10個小方塊)代表一個十,一塊(10條小方塊)代表一個百,來體現(xiàn)十進(jìn)制原理,讓學(xué)生理解數(shù)位,理解滿十進(jìn)一、借一當(dāng)十的道理。我們中國教師的做法是,以一根小棒代表1個一,一捆小棒(10根)代表1個十。兩種方法均能較好地化抽象為形象。但美國的這種模型除了適用于整數(shù)加減法,還能在小數(shù)加減計算中繼續(xù)起作用,具有連貫性。中國北京師范大學(xué)版小學(xué)數(shù)學(xué)教材是以人民幣為模型展開小數(shù)加減法計算,人民幣的計算對學(xué)生來說是生活中常遇到的事情,更具情景性、趣味性及實用性。
下面展示美國小數(shù)計算時的模型,以2.34+1.27=?為例,見圖6。
三、從算法與算法優(yōu)化方面進(jìn)行比較
中美小學(xué)計算教學(xué)都注重學(xué)生口算能力的訓(xùn)練,都強化了估算教學(xué),都注重算法多樣化與算法優(yōu)化的整合,但也存在一些不同的地方。
1.中美計算教學(xué)均提倡算法多樣化,但美國的算法非常有個性
大部分美國學(xué)生在進(jìn)行乘法計算時用豎式計算,但也有一些相對中國人而言非常獨特的、個性化的計算方法。
例如:計算34×26=?時,有學(xué)生采用了格子方法,為了方便研究,我把計算過程分成如下圖兩步,得出結(jié)果34×26=884,見,圖7。
再比如計算26×5=?時,有學(xué)生使用豎式方法計算,但與我國的計算方法區(qū)別很大。他們是先用5乘以乘數(shù)26之中十位上的2,再乘個位上的6,最后把兩個積加起來(見圖8)。
中國乘法計算是要求先乘個位,再乘十位,最后把兩層積加起來。在中國,如果學(xué)生出現(xiàn)這種先算十位再算個位的情況,教師通常會認(rèn)為方法錯誤,糾正后引導(dǎo)到先算個位再算十位的方法上來。美國的教師則完全認(rèn)可學(xué)生的這種計算方法。
再比如,美國教師在教學(xué)除法計算時,學(xué)生也出現(xiàn)了非常有個性的計算方法。
如:計算371+4=?,見圖9。
這種方法允許學(xué)生得到的余數(shù)大于除數(shù),余數(shù)大于除數(shù)時,繼續(xù)除,直到不能除為止;然后把每一步的商加起來就是最后的結(jié)果,這種方法對學(xué)生的試商能力要求不高,對于學(xué)數(shù)學(xué)存在困難的同學(xué)幫助很大。中國除法豎式計算通常只有一種方法,計算時絕對不允許出現(xiàn)余數(shù)大于或等于除數(shù)的情況。
再比如,在美國二年級兩位數(shù)加減法教學(xué)時,計算:27+16=?時,美國教師還允許學(xué)生借助表格工具進(jìn)行計算(見圖10)。而我們在教二年級計算時,通常要求學(xué)生不能再借助手指或其他工具去計算,必須去思考,或列豎式筆算。
可以說,中美在計算教學(xué)均注重算法多樣化,但通過觀察可以看出,美國學(xué)生的計算方法更有個性,美國教師也很尊重學(xué)生的個性發(fā)展。
2在算法優(yōu)化方面,中國教師傾向于統(tǒng)—算法,美國教師更尊重個性化算法
在教授計算新課程時,中國教師也非常重視算法多樣化,但到了優(yōu)化階段,教師通常會選擇自認(rèn)為的最快最好的一種計算方法,接著通過讓學(xué)生大量練習(xí)來強化這種方法。在這種模式下,其他的計算方法就被否決了,學(xué)生最后只能掌握一種方法。但學(xué)生之間存在差異,思維不同,基礎(chǔ)也不同,我們認(rèn)為最好的方法可能未必適合一些學(xué)生。在這種模式的長期影響下,有創(chuàng)造思維的學(xué)生也不會再嘗試自己的方法。美國教師非常尊重學(xué)生的差異,鼓勵學(xué)生嘗試不同的方法、尋找適合自己的計算方法,不強迫孩子使用教師認(rèn)為最高效、最好的方法。學(xué)生們的個性化算法因此得到保持。
對于25×28=?,沒有一位學(xué)生使用了把28分成7乘4,再利用4乘25等于100的簡便方法進(jìn)行計算。原以為美國孩子也會像中國孩子一樣,看到25馬上就會聯(lián)想到4,這點大大出乎我的意料。這也可看出中美計算思路的差別性。調(diào)查后,我把這種方法對他們進(jìn)行介紹,學(xué)生很感興趣。
四、從作業(yè)要求、書寫要求方面進(jìn)行比較
可以說中美學(xué)生作業(yè)要求差別很大,美國教師對學(xué)生的書寫要求不如中國教師嚴(yán)格。大部分美國學(xué)生數(shù)學(xué)作業(yè)書寫比較潦草,教師對學(xué)生作業(yè)的書寫要求也較低,允許六年級學(xué)生使用鉛筆答題。中國數(shù)學(xué)教師對于計算書寫有一套嚴(yán)格要求,比如列豎式時,數(shù)位要對齊,橫線需用尺子畫,等號要寫得一樣長,不允許一長一短。再比如書寫多步計算題(梯等式)時,中國數(shù)學(xué)教師通常要求學(xué)生將等號對齊,過程需一步一步寫清楚。中國教師通常要求三年級以上的學(xué)生不能再用鉛筆答題。
然而美國教材中也經(jīng)常會出現(xiàn)一些不夠規(guī)范的現(xiàn)象,比如多步計算沒有等號等情況。如美國小學(xué)數(shù)學(xué)四年級教材(Everyday Mathematics)中,第151頁的梯等式就沒有等號。雖然例題主要目的是介紹運算順序,但可以看出教材的示范性不如中國教材。美國學(xué)生看到教材上沒有等號,會以為不寫等號是可以的。所以,調(diào)查中的美國成人、學(xué)生的多步計算書寫出現(xiàn)類似情況也就理所當(dāng)然。
五、從運算符號的使用方面進(jìn)行比較
美國數(shù)學(xué)深受計算機(jī)文化影響,融合了計算機(jī)語言的一些文化,比如使用3/4表示3÷4。再比如乘號可以用“*”表示,教材中也有提及到并且允許使用。目前中國教材中還沒有涉及到這些符號,沒有提及允許使用這些符號。這一現(xiàn)象在一定程度上反應(yīng)出美國文化的包容性。
六、從評價與測試方面進(jìn)行比較
美國各州從小學(xué)三年級開始有各州舉行的統(tǒng)一考試,學(xué)生成績分成A、B、C、D、E五個等級,各學(xué)校各等級的人數(shù)比例會公布在州教育部網(wǎng)上,統(tǒng)考成績與學(xué)校的辦學(xué)績效掛鉤,教育部門不僅看各學(xué)校當(dāng)年的成績,而且會與學(xué)校往年的成績進(jìn)行對比。
筆者對三所學(xué)校的六年級學(xué)生進(jìn)行了計算能力的問卷調(diào)查,問卷以兩步計算為主,最后附上一個問題“你是否喜歡學(xué)數(shù)學(xué)?”。筆者曾用這套問卷對廣東省深圳市寶安區(qū)實驗學(xué)校六年級學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查。出于公平的原則,在美國的測試選擇六年級的學(xué)生(美國的六年級屬于中學(xué))。計算能力統(tǒng)計結(jié)果如下:美國學(xué)生達(dá)A(i00分)的占41%,B(80-99分)的占30%,C(60-79分)的占20%,D及E占9%。中國學(xué)生達(dá)A(100分)的占78%,B(80-99分)的占20%,C(60-79分)的占2%,D及E占O%??梢钥闯觯袊鴮W(xué)生的計算能力(計算正確率)比美國學(xué)生強,中國學(xué)生的書寫也比美國學(xué)生工整。但對最后一個問題“你是否喜歡學(xué)數(shù)學(xué)?”,有55%的美國學(xué)生表示喜歡學(xué)數(shù)學(xué),有56%中國的學(xué)生也表示喜歡學(xué)數(shù)學(xué),比例接近。雖然中國學(xué)生的計算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于美國學(xué)生,但真正喜歡學(xué)數(shù)學(xué)的學(xué)生人數(shù)比例并沒有隨成績優(yōu)秀而高一些,這一點也值得我們深思。
七、從使用計算器方面進(jìn)行比較
美國教材中花了大量課時介紹計算器,學(xué)生從一二年級就開始按觸計算器,教材專門用1個單元7頁篇幅介紹普通計算器的使用,小學(xué)畢業(yè)班教材還專門用1個單元6節(jié)36頁篇幅介紹數(shù)學(xué)計算器的使用。在中國,中低年級學(xué)生是絕對不允許使用計算器的,高年級學(xué)生也不例外,考試時學(xué)生也只能筆算,不能使用計算器。中國的考試目前也刪除了一些繁雜的計算,但仍然要求學(xué)生考試時不能使用計算器。另外,在美國,每冊數(shù)學(xué)教材均附上了許多數(shù)學(xué)游戲方法,供教師參考和使用。
八、結(jié)語
綜上所述,中美兩國均很重視計算教學(xué),均使用一些模型或?qū)W具幫助學(xué)生理解計算原理,都意識到口算、估算及算法多樣性的重要性。中美教師在小學(xué)數(shù)學(xué)計算教學(xué)方面各有優(yōu)劣,美國教師較尊重學(xué)生的個性,注重學(xué)生個性發(fā)展;中國教師更注重效率,對學(xué)生的書寫、計算格式更嚴(yán)格。對比中也發(fā)現(xiàn),美國學(xué)生個性發(fā)展較好,創(chuàng)造性思維發(fā)展較好;中國學(xué)生計算技能、計算能力較強,計算正確率高,書寫普遍較工整。由于筆者所調(diào)查與研究的對象主要以紐約州部分學(xué)校、學(xué)生為例,具有一定的局限性,難以推及美國國家層面。但這些點滴現(xiàn)象對于今后的教學(xué),特別在如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維方面,仍能起到一定的借鑒參考作用。
參考資料:
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