☉金小英
“數(shù)與運算”作為“數(shù)與代數(shù)”最基本的一項內容,貫穿于小學數(shù)學學習的整個階段。在中高年級中,又加入了加法和乘法的運算定律。教育部發(fā)布的《數(shù)學課程標準(2022 版)》將運算能力定義為:能根據(jù)法則和運算律進行正確運算的能力[1]。這里包含了兩個不同的層次需求:一是根據(jù)法則正確地運算;二是根據(jù)運算律正確運算。第二個層次不應簡單地理解為按簡便運算的運算律進行計算,而是自覺地根據(jù)數(shù)據(jù)特征選擇方法進行計算,解決相關的簡單實際問題,形成運算能力。這反映出的是關于運算方法選擇的策略水平[2]。但在實際教學中,一方面教師往往主要關注學生的計算過程、計算結果以及計算技巧的熟練程度,忽視了對運算模型的建構;另一方面,學生思維簡單化,只是機械重復,出現(xiàn)了“三亂”,即亂用、亂造、亂搭配。
怎么看待2 +3 =5 這個算式?“在數(shù)學上,這是一個完美的句子,有名詞、連詞和動詞。”[3]教育部發(fā)布的《數(shù)學課程標準2022 年版》將符號意識的培養(yǎng)與數(shù)感、量感三者共同歸為“會用數(shù)學的眼光觀察世界”,有利于培養(yǎng)學生的抽象思維和邏輯推理能力。符號意識可以分為符號理解、符號表示、符號運算、符號推理四個維度[4]。教師在教學中,應引導學生正確認識符號,理解符號語言。
以四年級下冊《乘法分配律》為例。
1.結合具體情境,加深對符號的理解
教材通過生活情境和學生已有經驗,采取情境呈現(xiàn)、解答列式、比較發(fā)現(xiàn)、舉例驗證、概括總結這幾個環(huán)節(jié)進行教學,引導學生通過邏輯推理得到規(guī)律,培養(yǎng)學生的問題意識和應用意識。
2.重視語言文字與符號語言之間的聯(lián)系
在這個環(huán)節(jié)教學中,教師除了要注重運算律的推導、總結以及符號化展示外,還要把著力點放在幫助學生理解運算符號表示的意義上,推進學生對符號運算和符號推理的思考。要在學生充分體驗、深刻感知的基礎上,抽象和概括出乘法分配律,將淺層學習認知水平推進到深層學習認知水平。如褚明月老師在講座“‘以學習為中心’的數(shù)學課堂改進”中就提到,可以在之后加入一個環(huán)節(jié):讓學生說說為什么(即對算理的理解)。引導學生從不同方面闡述——從生活現(xiàn)象中,實際舉例說明;從原有學習經驗中,用幾何意義解釋;從列式解答上,用算理推導解釋……從簡單的討論發(fā)現(xiàn)上升到高階的邏輯演繹推理。
張苾菁老師在《加法運算律》這節(jié)課上,為了讓學生理解加法交換律和加法結合律的數(shù)學本質,在完成例題教學之后,并沒有匆匆進入探究規(guī)律環(huán)節(jié),而是采用不同形式繼續(xù)探究,讓人耳目一新。
環(huán)節(jié)一:根據(jù)例題條件提出問題,解決問題。初步感知兩個算式的特點。
環(huán)節(jié)二:模型支撐 溝通建構
①舉例子。“先買3 元的尺,再買1 元的橡皮”和“先買1 元的橡皮,再買3 元的尺”付的錢是一樣,讓學生理解加法交換律的意義。
②數(shù)小棒。例如12 +8 和8 +12,讓學生通過數(shù)小棒后發(fā)現(xiàn),這兩個算式的結果是相同的,加深對加法交換律的理解。
③畫圖。讓學生畫圖解釋這種等量關系。例如:
在不斷推導下,得到等式a+b =b +a,等號兩邊兩個算式的相同點是:兩個加數(shù)沒有變,都是加法運算,得數(shù)一樣;不同點是:左右兩邊的算式中兩個加數(shù)的位置交換了位置。因此,加法交換律可以表述為:兩個數(shù)相加,交換兩個加數(shù)的位置,和不變。
1.結合經驗去理解
在這個環(huán)節(jié)中,張老師先通過展示情境,利用學生已有經驗列出兩種算式,從計算結果去進行觀察歸納,讓學生從算式層面理解,初步感知了算理。
“學習是指學習者因經驗而引起的行為、能力和心理傾向比較持久的變化?!保?]學習是始于經驗,要求經驗的。數(shù)學知識是有承接性的,一個知識的學習必定會有相應的前期知識的鋪墊。教師在教學中,要充分發(fā)掘學生的舊有知識儲備,然后去引導學生完成知識的正遷移、深拓展以及資源再整合。
2.結合數(shù)形去理解
“數(shù)”是抽象的,“形”是具體的,數(shù)形結合就可以把抽象思維和具體化內容相轉化。培養(yǎng)學生模型意識、建立模型觀念可以加強學生對運算律的理解,從而促進學生數(shù)感的發(fā)展。在這個環(huán)節(jié)的第3 步中,張老師通過畫圖的形式,引導學生建模,加深對加法交換律算理的理解。在接下來教學中,學生運用了這種思維方式得到并理解了加法結合律過程:
加法結合律就是三個數(shù)相加可以用兩種不同的運算順序計算,且得數(shù)保持不變。如:計算23 +36 +45 的兩種方法的原理是這樣的:
所以,可以寫成23 +36 +45 =23 +(36 +45),比較這個等式兩邊的算式,相同點是:三個加數(shù)沒有變化,都是連加運算,得數(shù)一樣;不同點是:左邊是先把前兩個數(shù)23 和36 相加,再加第三個數(shù)45,右邊是先把后兩個數(shù)36 和45 相加,再與第一個數(shù)23 相加。因此,加法結合律的定義是:三個數(shù)相加,先把前兩個數(shù)相加,再加第三個數(shù),或者先把后兩個數(shù)相加,再與第一個數(shù)相加,和不變。
運算能力重點在于理解算理、掌握算法,經歷探索過程,它是運算技能和數(shù)學思維能力的共同產物。為進一步提高運算技能,簡便運算形式應提倡多樣化,幫助學生認識簡便運算的實際意義。教學中,一方面可以適當增加口算和估算,另一方面可以引導學生將簡便運算運用到實際生活,使之生活化、主動化、內涵化。
單向思維是低端思維的外在,多向思維才是高質量思維。在進行數(shù)學簡便運算時,要盡可能引導學生發(fā)掘多樣化算法,以培養(yǎng)其數(shù)學運算和數(shù)學思維。以下面的學生解答為例:
首先,教師應讓學生準確地描述想法,然后讓學生比較,通過“觀察、多樣化解決、擇優(yōu)、意識”幾個環(huán)節(jié),進一步分析算法的區(qū)別和聯(lián)系,達到簡算擇優(yōu)化和算理的理解。
在關注“四基”“四能”同時,教師要注意對學生核心素養(yǎng)的評價。在簡便運算教學中,一方面要注重運算技能和運算結果的評價,了解學生基礎知識和基本技能的掌握情況;另一方面,要注重學生對自身思維方式、思維水平的評價和反思,培養(yǎng)學生用數(shù)學思想分析、解決實際問題的能力,以促進學生的長遠發(fā)展。
(一)通過對比,梳理溝通。例如125×8÷125×8 這種算式,很多學生會第一時間認為答案是1。究其原因,可能是與(125×8)÷(125×8)、125×8÷125÷8這些類型混淆。教師可以將多種類型放在一起,讓學生通過對比后知道它們的異同之處,理解這些算式的意義,進而得到正確的運算順序。
(二)透過現(xiàn)象,嘗試感悟。在四則運算中,減和除、加和乘的計算是存在聯(lián)系的。在小學數(shù)學中,對加法的描述是“兩個數(shù)合在一起是加法”,對乘法的描述是“兩個自然數(shù)A×B,表示A 個B 相加,自然數(shù)乘法可以看作相同加數(shù)求和的簡便運算”。例如103×5,可以看成103 個5相加。
(三)通過聯(lián)結,構建知識網。在教材中,數(shù)的運算被平鋪到每個年級段。例如乘法:
按口訣表計算兩、三位數(shù)乘一位數(shù)兩位數(shù)乘兩位數(shù)三位數(shù)乘兩位數(shù)小數(shù)乘法分數(shù)乘法二年級下冊三年級上冊三年級下冊四年級(整數(shù)的簡便運算)五年級上冊(小數(shù)的簡便運算)六年級上冊(分數(shù)的簡便運算)
可以看出,各個年級段的乘法螺旋遞進上升,知識點之間的聯(lián)系非常緊密。只有讓學生理解乘法的意義、計算的方法、過程中每一步計算的意義,才能在原有基礎上拓展提高,真正地掌握乘法計算,構建完整的知識體系。
例如103×5,從形式上看,學生大部分會作為三位數(shù)乘一位數(shù)口算或者筆算。但是從算理上理解,可以引導學生把算式理解成103 個相加5,進一步理解為(100 +3)個5,即100×5 +3×5。既體現(xiàn)了簡算的運用,也進一步解釋了乘法筆算的算理。
葉圣陶先生說:“教育就是培養(yǎng)習慣,把良好的學習習慣轉化為學生內在的需要或傾向,那就是教育的成功?!绷己玫倪\算能力有助于學生形成嚴謹規(guī)范的思考意識。
(一)注重觀察(審題)。審題作為數(shù)學解題中的第一步,是培養(yǎng)學生解決問題的基礎和關鍵。如何“審”?是否有一個共性的流程與標準?學生在簡便運算中,既要審具體情境和數(shù)量關系,又要觀察運算符號和數(shù)字符號,審時度勢地選擇最優(yōu)解答思維和正確的運算定律。
(二)注重驗算。驗算作為數(shù)學運算中最后一步,近年來教材逐步加強了學生驗算意識方面的引導。在實際操作中,應要求學生做到“四查”——查運算符號、查數(shù)字、查順序、查結果。
(三)注重錯誤反思。在實際教學中,書面作業(yè)作為衡量學生掌握情況和鞏固知識點的重要工具,處于比較尷尬的地位,有足夠高的關注度,但也存在放大化的評價作用。教師在面對作業(yè)中的錯誤時,不要簡單地以“批改、講解、訂正”為整個過程,而應讓學生自我反思錯誤原因:算理不清、技能不熟、基礎不牢還是不良習慣?找到了問題所在,才能有針對性地進行糾錯。
對小學數(shù)學而言,數(shù)學運算是最核心、最關鍵的內容之一。簡便運算意識作為一種優(yōu)化意識,反映出學生深層次的學習水平。教學中,教師應認識到學生對數(shù)的簡便運算的感悟是一個循序漸進的過程,要注重溝通聯(lián)結,引發(fā)深度思維,促進學生數(shù)學關鍵能力與核心素養(yǎng)的發(fā)展。