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問(wèn)題支架:在算理和算法之間搭橋

2021-10-28 12:07:38王蜜卜驥
小學(xué)教學(xué)研究 2021年8期
關(guān)鍵詞:算理數(shù)學(xué)問(wèn)題計(jì)算能力

王蜜 卜驥

【摘 要】培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力是小學(xué)階段需要完成的重要目標(biāo)之一,也是小學(xué)生必須形成的一種學(xué)習(xí)素養(yǎng)。計(jì)算課中,算理和算法的教學(xué)是一節(jié)課的核心內(nèi)容,也是培養(yǎng)學(xué)生計(jì)算能力的重要通道。算理是指計(jì)算過(guò)程中的道理,主要解決“為什么這樣算”的問(wèn)題;算法是指計(jì)算的方法,主要解決“怎么算”的問(wèn)題。也就是說(shuō)算理是算法賴以成立的數(shù)學(xué)原理,是算法的理論依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算能力 數(shù)學(xué)問(wèn)題 算理 算法

透徹地理解算理是掌握計(jì)算方法的前提條件,也是學(xué)生提高計(jì)算能力的重要保障。在教學(xué)中,如果只注重算法的講解,不注重學(xué)生對(duì)算理的理解,那么學(xué)生對(duì)計(jì)算的理解是淺薄的,學(xué)生的思維也得不到有效的發(fā)展。怎樣才能更好地溝通算理與算法的聯(lián)系呢?

一、預(yù)設(shè)問(wèn)題:讓學(xué)生自主探究曉理曉法

數(shù)學(xué)問(wèn)題設(shè)計(jì)的好壞,是一節(jié)數(shù)學(xué)課高效、生動(dòng)與否的關(guān)鍵,只有設(shè)計(jì)好了數(shù)學(xué)問(wèn)題,學(xué)生才能在不斷地分析、探索中有所獲。在計(jì)算教學(xué)算理、算法的探究過(guò)程中,教師的引導(dǎo)十分關(guān)鍵,指向性明確的數(shù)學(xué)問(wèn)題可以更好地幫助學(xué)生快速理解計(jì)算原理,明確算法。

1.讓“理”“法”有個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境

在計(jì)算教學(xué)中, 教學(xué)情境的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量貼近學(xué)生的生活實(shí)際, 我們可以選擇一些發(fā)生在學(xué)生身邊的事例或?qū)W生熟悉的素材作為教學(xué)內(nèi)容,再設(shè)計(jì)適合學(xué)生解決的問(wèn)題,讓計(jì)算教學(xué)蘊(yùn)于情境之中,使枯燥的數(shù)學(xué)知識(shí)融入生活之中。

如在蘇教版數(shù)學(xué)五年級(jí)上冊(cè)“小數(shù)加減法”一課的教學(xué)中,教師出示在超市購(gòu)買零食的情境,“媽媽買了一罐薯片花了4.5元,又買了一瓶半價(jià)后是2.25元的飲料,需要付給營(yíng)業(yè)員多少元?”學(xué)生們都有購(gòu)物的經(jīng)驗(yàn),馬上將自己置身于超市購(gòu)物環(huán)境下,想到要用4.5+2.25這個(gè)算式來(lái)解決,那怎么算呢?因?yàn)?.5元就是4元5角,2.25元是2元2角5分,想到將4元與2元相加,5角與2角相加,再加上5分,其實(shí)也就是相同數(shù)位上的數(shù)相加。有了這樣的實(shí)際環(huán)境作依托,算理就顯得更好理解了,只有相同數(shù)位上的數(shù)對(duì)齊了,也就是小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊了,才能做到相同計(jì)數(shù)單位上的數(shù)相加,才能正確運(yùn)算。

算理是合理運(yùn)算的依據(jù),算法是正確計(jì)算的基礎(chǔ)。學(xué)生只有真正理解了運(yùn)算的道理,才能更好、更快地掌握計(jì)算的方法。

2.讓“理”“法”有個(gè)良好的生長(zhǎng)過(guò)程

基于核心素養(yǎng)的計(jì)算教學(xué),怎樣才能更好地在算理和算法間建立聯(lián)系?筆者認(rèn)為:學(xué)生的自主探究、自主推理、自主歸納是獲得自我成長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)的有效途徑。在探究算法前,教師不要急于帶著學(xué)生一起探究,而應(yīng)該設(shè)計(jì)巧妙的數(shù)學(xué)活動(dòng)讓學(xué)生在操作、思考中一步步主動(dòng)明算理、知算法、主動(dòng)獲得知識(shí)的建構(gòu)。

如在蘇教版數(shù)學(xué)六年級(jí)上冊(cè)“分?jǐn)?shù)與整數(shù)乘法”一課的教學(xué)中,出示完問(wèn)題“做一朵綢花要3— 10米綢帶,做3朵這樣的花需要多少米綢帶?”,并列出算式后,教師沒(méi)有馬上要求學(xué)生計(jì)算,而是先問(wèn):“3— 10米是多少?”學(xué)生回答:“3— 10米就是把1米平均分成10份,表示這樣的3份?!苯處煷藭r(shí)出示一條線段表示1米,先將線段平均分成10份,找到3— 10米后做上了標(biāo)記,接著提出問(wèn)題:“請(qǐng)你先在這一條線段上像這樣表示出3個(gè)3— 10米,再看看是多少米?”學(xué)生畫好后馬上發(fā)現(xiàn)計(jì)算3×3— 10時(shí)可以把它轉(zhuǎn)化成3個(gè)3— 10相加,是3+3+3— 10,也就是3×3— 10=9— 10。從圖中,還能清楚地看到3— 10里含有3個(gè)1— 10,3個(gè)3— 10里就有9個(gè)1— 10,也就是9— 10。

學(xué)生在動(dòng)手操作、自我探究、互相交流的過(guò)程中深刻地體會(huì)到了為什么在計(jì)算分?jǐn)?shù)乘整數(shù)的時(shí)候,要固定分母不變,將分?jǐn)?shù)的分子乘整數(shù)作為計(jì)算結(jié)果的分子。教師此時(shí)不用刻意去強(qiáng)調(diào)怎么算,學(xué)生已經(jīng)慢慢掌握了必然的算法,也理解了需要這樣算的道理。

二、“支解”問(wèn)題:讓學(xué)生知其然也知其所以然

在新課改背景下,如何實(shí)現(xiàn)從教師“教”到學(xué)生“會(huì)”的轉(zhuǎn)變?如何實(shí)現(xiàn)從學(xué)生的“形會(huì)”到“理會(huì)”的提升?針對(duì)學(xué)生的年齡特點(diǎn),我們要設(shè)計(jì)有層次的數(shù)學(xué)問(wèn)題,讓學(xué)生知其然也知其所以然,進(jìn)而達(dá)到以“理”馭“法”、“理”“法”相融的要求。

1.化大為小,給學(xué)生打破砂鍋問(wèn)到底的機(jī)會(huì)

有時(shí),在較難的數(shù)學(xué)計(jì)算教學(xué)中,當(dāng)學(xué)生感到找不到思路的時(shí)候,我們不妨嘗試將較難的數(shù)學(xué)問(wèn)題逐步分解,將大問(wèn)題逐步化小,幫助學(xué)生克服困難,找到解決方法,在思維轉(zhuǎn)化的過(guò)程中慢慢理解算理、學(xué)會(huì)算法。

如在蘇教版數(shù)學(xué)五年級(jí)上冊(cè)“除數(shù)是小數(shù)的除法”一課的教學(xué)中,對(duì)問(wèn)題“一塊橡皮0.39元,3.56元最多可以購(gòu)買幾塊橡皮?”列出算式3.56÷0.39后,不會(huì)計(jì)算的學(xué)生可能會(huì)產(chǎn)生畏難情緒,此時(shí),教師先不要急著讓學(xué)生列豎式計(jì)算,可以先引導(dǎo)學(xué)生估計(jì)一下得數(shù)大約是多少,讓學(xué)生看到希望,試著計(jì)算3.6÷0.4的得數(shù),從而得到結(jié)果大約是9。那具體答案到底是多少呢?可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)散思維,相機(jī)提問(wèn):“怎樣把復(fù)雜的小數(shù)除法轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的、我們會(huì)計(jì)算的算式?”引導(dǎo)后可能有學(xué)生會(huì)想到進(jìn)行單位轉(zhuǎn)化,把3.56元看成356分,0.39元看成39分;還有學(xué)生會(huì)想到利用商不變的規(guī)律,將被除數(shù)和除數(shù)同時(shí)擴(kuò)大100倍。這樣,復(fù)雜的小數(shù)除法就轉(zhuǎn)化成了我們學(xué)過(guò)的整數(shù)除法,問(wèn)題得到解決。

在計(jì)算教學(xué)中,估算能力的培養(yǎng)也是一項(xiàng)重要的學(xué)習(xí)任務(wù),通過(guò)估算,可以訓(xùn)練學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)算式整體把握的能力,再通過(guò)進(jìn)一步分析,化難為易,開(kāi)拓了學(xué)生的解題思路,同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了教師對(duì)單一與開(kāi)放辯證的把握目標(biāo),降低了學(xué)生計(jì)算的難度,提高了學(xué)生計(jì)算的水平,同時(shí)也延伸了計(jì)算的實(shí)用價(jià)值。

2.從形到理,給學(xué)生柳暗花明又一村的希望

在探究算理和算法時(shí),教師可以想辦法有效地將“數(shù)”與“形”進(jìn)行結(jié)合,讓學(xué)生在“視覺(jué)沖擊”和“理性分析”中發(fā)散思維,由現(xiàn)象到本質(zhì)的引領(lǐng),促使學(xué)生將算理和算法有機(jī)結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算教學(xué)的輕負(fù)高效。

如在蘇教版數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)“乘法分配律”一課的教學(xué)中,如果能在運(yùn)算律的推導(dǎo)過(guò)程中出示格子圖(見(jiàn)圖1),并提出要求:“你會(huì)用不同顏色的色塊在格子圖表示7×6和3×6嗎?”學(xué)生在清楚地看到每個(gè)算式在格子圖中對(duì)應(yīng)的部分后發(fā)現(xiàn),7×6+3×6的大小其實(shí)和(7+3)×6所表示的大小是一樣的,所以在計(jì)算7×6+3×6這樣的三步計(jì)算時(shí),我們可以先算7+3=10,再算10×6,使計(jì)算更加簡(jiǎn)便。這種形象直觀的方法,更利于學(xué)生理解算理,明理得法。

三、延展問(wèn)題:讓學(xué)生依理用法解決問(wèn)題

計(jì)算教學(xué)不僅要發(fā)展學(xué)生的運(yùn)算能力,還要幫助學(xué)生養(yǎng)成規(guī)范化思考問(wèn)題的品質(zhì),養(yǎng)成多動(dòng)腦、勤思考、舉一反三的好習(xí)慣。在新授部分完成后,應(yīng)組織學(xué)生回顧在探索過(guò)程中遇到的問(wèn)題及解決問(wèn)題的策略方法,并通過(guò)強(qiáng)化訓(xùn)練加以鞏固、提煉,這有助于學(xué)生進(jìn)一步理解算理、明確算法,并積累數(shù)學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn),提升思維品質(zhì)。

1.創(chuàng)設(shè)問(wèn)題,讓學(xué)生體會(huì)“學(xué)有所用”的道理

運(yùn)算技能的形成在各個(gè)階段呈現(xiàn)不同的特點(diǎn),教師可運(yùn)用交錯(cuò)訓(xùn)練、變式訓(xùn)練的方式,堅(jiān)持少而持續(xù)的計(jì)算練習(xí),并在明晰算理、算法的基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生用學(xué)到的計(jì)算知識(shí)解決實(shí)際生活問(wèn)題,從而使單薄的教學(xué)內(nèi)容變得豐盈,使枯燥的計(jì)算課變得生動(dòng)有趣。“練”是訓(xùn)練,“習(xí)”是思考,在“練”的過(guò)程中,我們不僅要培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算能力,還要培養(yǎng)學(xué)生勤思考、多動(dòng)腦的好習(xí)慣。

例如,在教學(xué)“兩位數(shù)減兩位數(shù)”時(shí),教師設(shè)計(jì)了這樣一道實(shí)際問(wèn)題:“二(1)班在植樹(shù)活動(dòng)中植了65棵樹(shù),二(2)班比二(1)班少植了三十幾棵,二(2)班最多植了多少棵樹(shù)?”讀完題目有的學(xué)生表示困惑,只知道二(1)班植樹(shù)的棵數(shù),并不知道二(2)班具體比二(1)班少植了多少棵,無(wú)法計(jì)算出二(2)班植樹(shù)的棵數(shù)。此時(shí)教師鼓勵(lì)學(xué)生尋找問(wèn)題中的關(guān)鍵詞,學(xué)生找到了“最多”,教師相機(jī)追問(wèn):“什么情況下二(2)班植樹(shù)棵數(shù)最多?”學(xué)生想到二(2)班比二(1)少植的棵數(shù)越少,其植的棵數(shù)就越多,而又有三十幾棵這個(gè)條件限制,那也就是當(dāng)二(2)班比二(1)班少植了31棵時(shí),二(2)班植樹(shù)棵數(shù)最多,即65-31=34(棵),此時(shí)教師再次發(fā)問(wèn):“二(2)班最少植樹(shù)多少棵呢?”學(xué)生根據(jù)剛才的解題經(jīng)驗(yàn),想到二(2)班比二(1)班少植的棵數(shù)最大時(shí),就可以算出二(2)班最少植樹(shù)的棵數(shù),即65-39=26(棵)。解決完兩個(gè)問(wèn)題后,教師再引導(dǎo)學(xué)生將這兩題的豎式過(guò)程進(jìn)行比較,“同樣是65減三十幾,為什么有的得三十幾,有的得二十多?”學(xué)生發(fā)現(xiàn)65-39屬于退位減,計(jì)算的時(shí)候需要“退一作十”。

在此題的解題過(guò)程中,不僅練習(xí)了兩位數(shù)減兩位數(shù)的豎式,而且還訓(xùn)練了學(xué)生分析、思考問(wèn)題的能力,這就是“習(xí)”的作用?!傲?xí)”能夠?qū)Α熬殹边M(jìn)行延伸,從而深化計(jì)算的重要性。

2.創(chuàng)新問(wèn)題:讓學(xué)生養(yǎng)成“求新探異”的習(xí)慣

傳統(tǒng)的練習(xí)模式有時(shí)學(xué)生只能簡(jiǎn)單根據(jù)模仿獲得經(jīng)驗(yàn),所以我們需要設(shè)計(jì)一些開(kāi)放性問(wèn)題,旨在指向?qū)W生的最近發(fā)展區(qū),引領(lǐng)學(xué)生經(jīng)過(guò)探索解決問(wèn)題,從而對(duì)所習(xí)得的知識(shí)“理解性”掌握。這樣的活動(dòng)過(guò)程,培養(yǎng)了學(xué)生思維的靈活性和創(chuàng)新性,最大限度地激活了學(xué)生的學(xué)習(xí)因子。

如,在教學(xué)“同分母分?jǐn)?shù)加減法”時(shí),教師設(shè)計(jì)了一道這樣的拓展題:( )— 20+( )— 20=( )— 5,( )— ( )+( )— ( )=( )— ( ),學(xué)生在完成題目的過(guò)程中,不僅需要對(duì)算理、算法十分明確,還要考慮全面。

再如,在學(xué)完“乘法分配律”時(shí),教師設(shè)計(jì)了這樣一組題目:81×69+81,810-9×81,以提高學(xué)生計(jì)算的靈活性。

學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),不僅僅是學(xué)習(xí)一個(gè)個(gè)知識(shí)點(diǎn),更重要的是習(xí)得數(shù)學(xué)的思維方式。計(jì)算教學(xué)中也是如此,在教學(xué)過(guò)程中,我們更多的是要思考:如何才能巧妙設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、教學(xué)問(wèn)題讓學(xué)生在操作、思考、交流中高效溝通算理和算法,提升學(xué)生的思維能力,增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)學(xué)計(jì)算效率。

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