顧志能
筆者近期連聽了幾節(jié)口算課,發(fā)現(xiàn)多位授課教師對口算算法和算理的認識不清晰,導致教學的設計及實施出現(xiàn)明顯問題。為此,筆者結合具體課例,對口算中的算法和算理作一些詳細說明,期待能引起一線教師的思考。
一
算法,即計算的方法,也就是怎么算。
以人教版教材三年級上冊的《口算乘法》為例。例1(如圖1)中,20×3可以怎么算?“20后面的0先不看,2乘3等于6,6后面再添個0,等于60?!边@就是學生心目中這道題最典型的算法。當然,20×3還有另一種算法,即用20+20+20來計算,等于60。
算理,即算法背后的道理,也就是為什么可以這樣算。
以前述“0先不看,乘后再添0”的算法為例。它背后的道理是什么?20后面的0不看,就只看到了2;這個2是2個十的2,2個十的2乘3,得到6;但這個6是6個十的6,所以還要在6后面添個0,得到結果為60。這就是該種算法的算理。
上述算理,其本質是數(shù)的意義和乘法的本質(計數(shù)單位不變,計數(shù)單位的個數(shù)增加)。當然,算理還涉及乘法運算律,如“2個十”乘3變成“2×3”個十,用到了乘法交換律和結合律(這些運算律知識尚未學過,學生依據直觀和經驗接受即可,下文同)。
至于20×3的另一種算法20+20+20,其算理一目了然——乘法的意義,即乘法是求幾個相同加數(shù)的和的簡便運算。
由此可見,算法和算理是計算教學中兩個不同的概念,教師教學時需要區(qū)分清楚,不可混為一談。
二
例2(如圖2)中的算法與算理更值得一說。
12×3的算法是怎樣的?(讀者不妨先自己想一想)
用加法來計算,12+12+12肯定可行。
用乘法來算呢?很多教師可能會覺得,教材上所呈現(xiàn)的“10×3=30,2×3=6,30+6=36”不就是算法嗎?因此常會有教師直接把這一過程寫下來(或讓學生寫下來),指出這就是這道題目的計算方法。
然而,口算的算法并不需要那么復雜。在學生看來,這道題的口算算法很簡單。先用十位上的1乘3得3,答案處先寫3;再用個位上的2乘3得6,6寫在3的后面;3和6“合起來”就是36。整個算法過程如圖3所示(圖中的連線,只是學生表達算法或教師引導理解時的輔助記號,實際口算時不用畫出來)。
此外還要說明兩點:其一,口算的結果是口述的,并不一定要寫下來;其二,此題也可以從個位算起,且這是后一節(jié)課的優(yōu)化方向。
那么,這道題這么算,算理是什么呢?
一是數(shù)的意義,12就是10與2的和;二是乘法分配律,12×3也可視為10×3加上2×3;三是數(shù)的組成,十位上寫3,個位上寫6,就是30+6。例題圖中小棒的圈畫或那三個算式就是在說明這些道理。
因此,小棒的圈畫和三個算式都是12×3乘法口算的算理,它們的本質是一樣的,只不過前者為直觀圖式,后者為數(shù)學表達。
可能會有教師心生疑惑,教材上的插圖明明寫了“我是這樣算的”,這難道不是算法嗎?筆者認為,這是算法過程“完整的、嚴謹?shù)奈淖置枋觥保瑢W生可以如此邊口述邊寫出(想到)答案,但卻不需要形式化地寫出來,只要在頭腦中想到即可。從這個角度來說,教材上的“我是這樣算的”改成“我是這樣想的”也許更合適。
三
以上所講的算理算法,在筆者聽到的課中,很多教師都是混淆的。最常見的場景是給出小棒情境圖,引導學生列式12×3(此時很多學生會直接報出答案36),然后給學生布置一個探究任務(如圖4)。
學生探究后,教師組織教學反饋,學生有用連加計算進行說明的,有用圈畫小棒圖配上三個橫式進行說明的,教師引導學生理解,最后確認方法及答案。
畫一畫或寫一寫,說明12×3可以怎么算?
上述教學過程存在的問題是顯而易見的——算理算法混在了一起,有的學生是在寫算法,有的學生是在寫算理,或者兼而有之。
針對這樣的問題,教學該如何調整?筆者在《理法更分明,教學更合理》一文中已有闡述(詳見本刊2023年第10期),即針對這類算法較為簡單、學生普遍都會的計算課(特別是口算內容),均可采用“先算法,后算理”的教學思路。在《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》強調數(shù)學思維主要是指運算能力和推理意識的背景下,這一教法的意義是明顯的,它放大了算理理解的過程,凸顯了思維訓練的目標。
四
綜上所述,口算的算法跟筆算的算法一樣,就是一個操作程序,但這個程序相對比較簡單,往往可以用很樸素、直白的語言予以概括,如“0先不看,乘后再添0”“先乘個位的數(shù),再乘十位的數(shù)”等。運用這個程序就能很直接地得出答案,而不需要再寫出“想”的過程。這也就符合了口算的本意——凡是耳聽題目口答結果或是看著題目說出結果的計算方法就叫口算,所以口算也叫“心算”或“暗算”。
口算在第一、二學段有很多教學內容,這些內容看似易教易學,但細細思考,這樣的內容其實并不好教,里面有很多值得研究的元素。教師在教學時,應厘清其中的算法和算理,然后設計出科學合理的教學過程,引導學生熟練掌握算法,深刻理解算理。
(浙江省杭州市濱江區(qū)教育研究院)