林秀潔
【摘要】算理、算法作為運算能力的一體兩翼,缺一不可。說理是學生明理的途徑,是學生理解算理、掌握算法的關鍵,是運算教學的核心。因此,在運算教學中,我們不僅要引導學生學習知識,更要讓學生通過學習知識通曉道理。實現(xiàn)理法融合的說理課堂,切實提高學生的運算能力和思維能力。
【關鍵詞】小學;數(shù)學;算理;算法;課堂;運算能力
“運算的本質是一種數(shù)學思維能力或者推理思想,但是運算如果不講算理,只講算法,或者學生不懂算理,只會算法,那么學生就只會照葫蘆畫瓢,模仿著計算?!闭f理是學生明理的途徑,是運算教學的核心。要提高學生的運算能力,在運算教學中就必須讓學生明算理、懂算法,不僅要讓學生知其然,還要知其所以然。
在教研中,發(fā)現(xiàn)學校一些教師對于運算內(nèi)容的認識很粗淺,對《義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)》(以下簡稱《課程標準》)核心概念之一的“運算能力”的提出認識不到位,沒有認真解讀《課程標準》對教材的要求。于是,筆者主持了課題“提高中高年級學生運算能力的策略研究”,組織教研組和課題組成員深入課堂聽課,課后集中評析、診斷、總結,在不斷磨課、分析、研究中,努力追求在運算教學中以說理為核心,實現(xiàn)理法融合的說理課堂,從而提高學生的運算能力。下面以北師大版小學四年級下冊《買文具》為例,談一談對運算教學的幾點思考。
一、思理中類比遷移,感知意義
《買文具》是四年級小數(shù)乘法單元的第一個內(nèi)容,這個單元的學習是學生在學習了小數(shù)的意義、整數(shù)乘法、小數(shù)加減法的基礎上進行的。每個運算單元的起始課基本上是口算課型,所以,第一節(jié)課的教學效果會直接影響到后面的教學質量,不能將口算課當作簡單的課而匆匆?guī)н^?!墩n程標準》提出:“必須注重知識的‘生長點’和‘延伸點’,把每堂課教學的知識置于整體知識的體系中,注重知識的結構和體系,處理好局部知識與整體知識的關系?!苯虒W中,必須讓學生扎實掌握口算方法,理解算理,為后面的筆算教學打好基礎。因此,為了使學生對小數(shù)乘法有更深刻的認識,我們經(jīng)歷了以下的教學實踐。
(一)初次執(zhí)教
1.復習填空
0.8表示( )個0.1,1.2表示( )個0.1。
2.初步感知
①出示課本情景圖,讓學生說說你想買什么?
②學生大多用學過的小數(shù)加法進行回答。比如買一支鉛筆和一個卷筆刀共1元。
③師:淘氣買四塊橡皮需要多少元?你會列式嗎?
生列出算式:0.2+0.2+0.2+0.2=0.8(元)。
0.2x4=0.8(元)。
讓學生說說表示什么意思。(生回答不上來)
師講解板書:表示4個0.2相加的和是多少?并出示小數(shù)乘整數(shù)的意義,學生齊讀。
(二)課后思考
創(chuàng)設情境—提出問題—解決問題—歸納意義,這個環(huán)節(jié)進行得很順暢,但我們發(fā)現(xiàn),學生缺少思考,在歸納小數(shù)乘整數(shù)的意義時,學生無法運用舊知識遷移新的知識,這節(jié)課的內(nèi)容是一位小數(shù)乘整數(shù),整數(shù)乘法的意義是學生在以前學習過的內(nèi)容。根據(jù)教材的處理,知識的螺旋上升、逐級遞進的原則,小數(shù)乘整數(shù)的意義,學生完全可以通過觀察、遷移形成小數(shù)乘整數(shù)的意義,但由于學生回答不上來,教師直接給出意義。因此,我們對小數(shù)乘整數(shù)意義的認識環(huán)節(jié)進行了修改。
(三)再次執(zhí)教
1.復習導入
(1)填空
①0.8表示( )個0.1,1.2表示( )個0.1。
②8+8+8+8+8=( )×( )。
當學生回答后,師問:你能說說為什么是8×5嗎?
生:表示5個8相加是和是多少。
2.感知意義
(1)出示情境圖
師談話問:如果我要買四塊橡皮獎勵學生,請你們幫老師算算需要多少元?說說你是怎么想的?生獨立思考,再匯報:
生1:0.2+0.2+0.2+0.2=0.8(元)。
生2:0.2x4=0.8(元)。
師:你為什么用0.2×4呢?
生:因為8+8+8+8+8=8×5,所以0.2×4=0.8。
師:還有其它想法嗎?
生:老師,我想2+2+2+2=2×4,所以0.2×4=0.8。
師:你根據(jù)的是整數(shù)乘法的意義,能嘗試說說它的意義嗎?
生:0.2×4表示4個0.2相加是多少。
師給予肯定并出示意義:求4個0.2相加的和是多少。
(四)磨課思考
再次執(zhí)教時,我們在復習中設計了8+8+8+8+8=8×5,學生有了復習的鋪墊,利用整數(shù)乘法的意義這個舊知類比遷移理解小數(shù)乘整數(shù)的意義,讓學生根據(jù)對式子的理解,嘗試用語言進行描述,逐步構建小數(shù)乘整數(shù)的意義,體會新知識的產(chǎn)生是通過舊知識的遷移得到的。
二、說理中體驗轉化,明晰算理
口算教學表面上是在培養(yǎng)學生的運算能力,實際上是通過口算這個抓手來提升學生的思維品質。這節(jié)課,學生能夠借助面積模型用語言來表達“0.2×4為什么等于0.8”,這既是這節(jié)的重點,也是難點。語言是思維的外殼,口算是依“口”而“算”,但不只是為了“算”,更要突出口的語言表征作用。
(一)初次執(zhí)教
1.師:淘氣買四塊橡皮需要多少元?你還有別的算法嗎?說說你怎樣算出0.2×4?
(1)學生分小組交流、討論。
(2)匯報算法。
生1:0.2元=2角,0.2×4=8角,8角就是0.8元。
師:還有不同的算法嗎?
沒有學生舉手。經(jīng)過教師的一再提醒,一位學生呈現(xiàn)了面積模型圖(如下圖)。
生:0.2×4=0.8這個就表示0.8。
(3)師出示學生笑笑的面積模型,講解并進行小結可以用三種方法解答。
2.出示第二個問題:買三把尺子,需要多少元?
(1)與同伴交流你的想法,生獨立解答。
(2)討論、展示不同的方法:
①0.4x3=1.2(元)。
②0.4元=4角,4x3=12角,12角=1.2元。
③面積模型(有學生出現(xiàn)下面的情況)。
教材中設計了“笑笑是這樣做的,你能看懂嗎?”這個問題是引導學生用小數(shù)的面積模型進一步解釋0.2×4=0.8的道理。借助小數(shù)的直觀模型理解小數(shù)乘整數(shù)的道理,掌握口算方法。在例題1的學習中,學生對面積模型的理解不到位,教學時,教師只是出示講解帶過,沒有讓學生深度學習,造成學生在完成第二個問題時產(chǎn)生了知識理解的障礙。實際上,這個運算的算理、過程和方法離不開十進位值制計數(shù)法。學生對十進位值制計數(shù)原理沒有真正理解。
我國著名數(shù)學教育家周玉仁說過:“數(shù)學學習的本質是學生獲取數(shù)學知識,形成數(shù)學技能和能力的一種思維活動過程?!蔽覀冎溃皵?shù)學是思維的體操”,運算能力的發(fā)展能促進思維能力的發(fā)展、思維品質的提升,有助于運算教學質量的提升。所以,思維是核心素養(yǎng)的重要組成部分。因此,在運算教學中,我們要充分讓學生悟算理,說算理。學生通過說達成思維能力的培養(yǎng)、算理邏輯的建立。
(二)磨課后再執(zhí)教
1.探究算法
師:一塊橡皮0.2元,買4塊橡皮。我們可以列式:0.2×4,那為什么0.2×4等于0.8呢?你能用我們學過的方法來說明嗎?
(1)學生獨立思考,再分小組交流、討論。
(2)匯報:0.2元=2角,2×4=8角,8角=0.8元,所以0.2×4=0.8元。
0.2米=2分米,2x4=8分米, 8分米=0.8米,所以0.2×4=0.8米。
(3)展示面積模型圖。
師讓學生說思路。問:同學們聽懂了嗎?笑笑的面積模型(如下圖)也跟你一樣,同學們把你看懂的和不懂的跟同桌交流。
師問:你看懂什么了?有不懂的嗎?
學生在說理中明白:把一個正方形平均分成10份,每份是0.1,2份是2個0.1,4個0.2就是8個0.1,也就是0.8,畫8個小豎條。
(4)師再問:你們發(fā)現(xiàn)這個算理還可以用我們學過的什么定律來表示嗎?從0.2×4出發(fā),怎樣算出0.8?
學生思考、交流發(fā)現(xiàn):
0.2×4
=(0.1×2)×4
=0.1×(2×4)
=0.1×8
=0.8
2.師小結
3.出示:如果要買3把尺子,需要多少元呢?
(1)學生獨立解答,再交流、討論。
(2)生匯報:3×0.4=1.2(元)
師:說說你是怎么想的?思考:涂色的12條表示什么?為什么4×0.2的結果比1小,3×0.4的結果比1大?
(三)磨課思考
0.2×4=0.8,相信大部分學生能夠得到準確的結果,但是為什么0.2×4等于0.8呢?可能很多學生回答不上來。數(shù)學知識的抽象性往往給學生的理解帶來困難,學生運用數(shù)學思想方法的能力和意識比較弱。要想突破學生的這種困惑和弱點,教學中教師可以借助形的直觀將抽象的道理直觀化地呈現(xiàn)出來,使學生的說理有形可依。再次執(zhí)教時,我們圍繞核心問題:“為什么0.2×4等于0.8?”抓住數(shù)學的本質特征,設計“好”問題,架構起“問題”和“真知”的橋梁,讓學生展現(xiàn)數(shù)學思維的過程,促進學生更具深度、廣度地進行思考。課堂上,學生先利用元、角、分和米、分米將小數(shù)乘法的新問題轉化成學過的知識,用舊知推出新知,體驗了轉化的思想。我們再讓學生借助面積模型,把看懂的和看不懂的和同學交流,學生表現(xiàn)積極,踴躍說算理。通過兩次深入的交流,學生再嘗試用算式表達算理,揭示這種算法的基礎知識與技能是用到小數(shù)的意義和乘法運算律。通過理解教師的小結算法,學生在完成第二個問題時就會得心應手。最后,教師以問題“為什么4×0.2的結果比1小,3×0.4的結果比1大?”向學生滲透一些規(guī)律性的知識,同時也透過兩道算式的對比,讓學生理解十進位值制的計數(shù)原理。這個環(huán)節(jié),學生在交流、討論、說理中逐漸走向深度學習。
三、明理中歸納提煉,優(yōu)化算法
《課程標準》提倡算法的多樣化和優(yōu)化,是在理解算理的基礎上進而形成的一般方法。實施以來,往往很多人走進誤區(qū),在教學上只求算法的多,且停留在形式上。教師在第一次執(zhí)教時學生有的用加法、有的用乘法,將元轉化為角進行計算。學生的年齡比較小,沒能從多種算法中進行自我整理。一節(jié)課下來,可能造成一些學生頭腦一片混亂,不知道該采用哪種方法,在大腦中沒有形成最優(yōu)的算法。
以下為再次執(zhí)教具體步驟。
1.教師小結,學生通過比較發(fā)現(xiàn)用乘法計算比較方便。
2.師:將元化成角、米化成分米和面積模型是一種列式的方法嗎?
生:不是,是我們想怎么得到結果的過程。
學生通過整理,厘清用乘法列式時,可在大腦中建立面積模型,口算出得數(shù)。
3.師歸納最優(yōu)算法,并指出轉化法和面積模型能幫助我們探索算法,理解小數(shù)乘整數(shù)的算理。
在教學實踐中,教師鼓勵學生用多種方法解答的同時,也要進行總結、提煉出最簡潔的解答方式,實現(xiàn)算法的最優(yōu)化。再次執(zhí)教時,教師將不同的算法和思路進行總結和優(yōu)化,學生通過整理、比較、在大腦中構建清晰的脈絡,對小數(shù)乘整數(shù)的算法有了更明確的認識。這樣,能幫助學生在解題中快速做出準確的反應。
四、辯理中把握本質,觸類旁通
在學生學習完例題之后,我們設計了一道辨析題:
師:這個圖形用式子表示是?3×4。(生異口同聲回答)
師:我用這個圖形能夠表示3×4,30×4,0.3×4的理嗎?
生:不可以。(語氣非??隙ǎ?/p>
師:再想想。
生1:好像也可以。
生2:一個三角形表示1,4個3就是12。如果一個三角形表示10,那么也可以表示:30×4。
生3:一個三角形就是一個,怎么可以表示10呢?
學生在你一言我一語的辯理中,逐漸明白:如果一個三角形表示10,就是(3×4)個10,如果一個三角形表示0.1,那么就是(3×4)個0.1。
師問:發(fā)現(xiàn)什么嗎?
生:三角形可以表示整數(shù)也可以表示小數(shù)。
師:它可以表示(3×4)個10、100、1000……也可以表示(3×4)個0.1、0.01、0.001……也就是說都表示幾個幾。
這道題的設計是抓住四則計算的本質:“按計數(shù)單位分組計算”。教師用圖例提出:“能夠表示3×4,30×4,0.3×4的算理嗎?”學生在激烈的爭辯中感知用一個三角形表示計數(shù)單位。教師引導學生從算式與直觀的聯(lián)系中深挖知識的本質,進而領悟到小數(shù)乘整數(shù)與整數(shù)乘法的共性——都是在計算幾個“幾”。
五、融理中聯(lián)通算法,鞏固提升
算理的鞏固和算法的掌握需要通過練習的加強?!墩n程標準》指出:“基本技能的形成,需要一定量的訓練,但要適度,不能依賴機械的重復操作,要注重訓練的實效性。教師應把握技能形成的階段性,根據(jù)內(nèi)容的要求和學生的實際,分層次地落實?!?/p>
在完成例題的教學后,教師安排了三個層次的練習:
1.(1)根據(jù)幾個相同加數(shù)相加填乘法算式,學生口頭回答。
(2)結合具體情境,學生涂一涂、算一算。兩道題鞏固學生對小數(shù)乘法意義的理解。
2.買6支鉛筆(每支0.3元)需要多少元?學生也可以借助直觀模型畫一畫,幫助理解。學生獨立完成后,讓學生說一說是怎樣計算的。這道題擺脫了例題直觀情境的束縛,嘗試從抽象到一般化的過程,加強學生對算法的運用。
3.用搶答的形式完成9道小數(shù)乘整數(shù)的口算題。9道題在屏幕上依次出現(xiàn),學生必須在最短的時間內(nèi)算出結果,口腦并用,迅速搶答。口算是一種“動腦動口不動手”的快速反應,依賴思維直接算出結果。這個環(huán)節(jié)在學生的思維層面完成了跨越,培養(yǎng)了學生思維的靈活性和廣闊性。
練習的設計,既注重對算理的理解,也加強對算法的提煉和運用。學生在鞏固提升中,完成對算法的抽象與內(nèi)化,進而形成計算技能。練習的設計不僅多樣化,也體現(xiàn)出難度的層次性,促使學生對知識的融會貫通。
總之,當前的運算教學中存在很多需要解決的問題,我們在課題研究中,要注重在運算教學中訓練學生的說理能力,通過算理和算法的融合,實現(xiàn)學生的思維能力和計算技能的有機結合,達到觸類旁通,方法遷移,進而提高學生的運算能力,培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。
[本文系廣東省教研課題“提高小學中高年級學生運算能力的策略研究”(課題編號:GDJY-2020-A-s043)的研究成果]
參考文獻:
[1]王永春.小學數(shù)學核心素養(yǎng)教學論[M].華東教育出版社,2019.
[2]教育部.義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)[S].北京師范大學出版社,2012.
[3]方軍成.小學數(shù)學運算教學“拾零”[M].廣州出版社,2021.
責任編輯? 羅燕燕