【摘要】計(jì)算是小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)內(nèi)容,學(xué)生在計(jì)算學(xué)習(xí)中常常會(huì)出現(xiàn)一些計(jì)算錯(cuò)誤,教師要把握學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題,通過多重對比來理解豎式的意義。以“多位數(shù)乘一位數(shù)(不進(jìn)位)”教學(xué)為例,引導(dǎo)學(xué)生在多重對比中借助直觀明晰算理,在化錯(cuò)中深化模型,體驗(yàn)數(shù)學(xué)簡潔性,從而感悟計(jì)算的一致性。
【關(guān)鍵詞】對比;乘法豎式;深度學(xué)習(xí)
計(jì)算學(xué)習(xí)是小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)最重要的內(nèi)容之一,是學(xué)習(xí)其他學(xué)科領(lǐng)域的基礎(chǔ)。數(shù)是對數(shù)量的抽象,數(shù)的運(yùn)算重點(diǎn)在于理解算理、掌握算理,認(rèn)識(shí)到數(shù)與運(yùn)算之間的密切關(guān)聯(lián)。[1]只有達(dá)到算法掌握、算理理解和建立關(guān)聯(lián)的階段,才能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算的深度學(xué)習(xí)。計(jì)算深度學(xué)習(xí)是指學(xué)生在計(jì)數(shù)單位累加和減少的這一核心知識(shí)主線引領(lǐng)下能夠總結(jié)算法、通透算理,理解計(jì)算的本質(zhì),建立計(jì)算知識(shí)的結(jié)構(gòu)體系,從而形成以計(jì)數(shù)單位為核心的計(jì)算大觀念?!岸辔粩?shù)乘一位數(shù)(不進(jìn)位)”是小學(xué)階段第一次學(xué)習(xí)乘法豎式,學(xué)生在此前已經(jīng)完成整數(shù)加減法豎式的學(xué)習(xí),初步學(xué)習(xí)了除法豎式,對于乘法豎式的書寫方式與計(jì)算過程仍心存疑惑。因此,教師不僅要讓學(xué)生掌握多位數(shù)乘一位數(shù)的計(jì)算方法,還要讓其通過多重對比去理解多位數(shù)乘一位數(shù)中每一步計(jì)算的含義,掌握算法、理解算理、建立計(jì)算之間的關(guān)聯(lián),從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算的深度學(xué)習(xí)。
一、豎式過程與圖像對比,借助直觀明算理
豎式計(jì)算模型較抽象,其通過抽象的數(shù)字符號(hào)進(jìn)行計(jì)算,從而得出計(jì)算結(jié)果。對于抽象的計(jì)算豎式來說,學(xué)生只能看到抽象符號(hào)的計(jì)算,卻無法呈現(xiàn)和理解豎式計(jì)算的過程。因此,教師要借助可視化圖像,讓學(xué)生深入理解豎式計(jì)算每一步的含義?!岸辔粩?shù)乘一位數(shù)”的內(nèi)容在不同版本教材中選用的情境和直觀手段不同,但是其目的和作用是相同的,都能夠體現(xiàn)第一個(gè)乘數(shù)個(gè)位上的數(shù)、十位上的數(shù)分別與一位數(shù)相乘的過程。教師在“兩位數(shù)乘一位數(shù)(不進(jìn)位)”的教學(xué)中要將乘法豎式與幾何直觀對比來解釋豎式展開式中每一步計(jì)算的含義。以“每行12只螞蟻,有4行,一共多少只螞蟻?”一題為例,學(xué)生列出乘法豎式的展開式,但是并不知道每一步計(jì)算表示的含義是什么,此時(shí)教師可以讓學(xué)生借助點(diǎn)子圖來解釋每一步的含義。
如圖1,學(xué)生將兩位數(shù)乘一位數(shù)的豎式計(jì)算過程與點(diǎn)子圖對應(yīng),發(fā)現(xiàn)2×4就是計(jì)算點(diǎn)子圖上面兩行點(diǎn)子的個(gè)數(shù),而10×4就是計(jì)算剩下10行點(diǎn)子的個(gè)數(shù),從而能夠理解8表示的是8個(gè)一,而4表示的是4個(gè)十。曹培英老師在“跨越斷層,走向核心素養(yǎng)——小學(xué)數(shù)學(xué)深度學(xué)習(xí)教學(xué)研究”中指出:“如果說從直觀到抽象往往側(cè)重新知識(shí)的生成性理解,那么之后從抽象到直觀,就可以側(cè)重已獲得新知更深入的領(lǐng)悟?!盵2]在兩位數(shù)乘一位數(shù)的豎式計(jì)算學(xué)習(xí)過程中,豎式計(jì)算是抽象的,而點(diǎn)子圖是直觀可見的,借助點(diǎn)子圖理解豎式展開式的過程就是由直觀到抽象的過程,學(xué)生借助直觀圖示表征“2×4”和“10×4”,讓學(xué)生理解乘法計(jì)算每一步的含義,從而初步構(gòu)建乘法豎式展開式的意義。小學(xué)階段,大部分的豎式計(jì)算學(xué)習(xí)都要借助圖像來呈現(xiàn)算理,讓計(jì)算過程表象化、可視化。
二、正誤豎式過程的對比,化錯(cuò)中深化模型
差錯(cuò)的產(chǎn)生和存在具有必然性和普遍性,學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的過程中總會(huì)遇到錯(cuò)誤和疑惑。華應(yīng)龍老師十分重視“化錯(cuò)”的過程,讓學(xué)生在課堂中逐漸將錯(cuò)誤的知識(shí)轉(zhuǎn)化為正確的知識(shí),從而讓學(xué)生在化錯(cuò)的過程中深入理解知識(shí)。計(jì)算學(xué)習(xí)伴隨整個(gè)小學(xué)階段,學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算前就有了一定的知識(shí)基礎(chǔ),因此,在學(xué)習(xí)一種新的計(jì)算時(shí),他們能夠主動(dòng)遷移已有的舊知識(shí),有時(shí)是正遷移,而有時(shí)是負(fù)遷移。學(xué)生第一次學(xué)習(xí)乘法豎式時(shí),還不能正確書寫乘法豎式,因此在初次嘗試計(jì)算的過程中會(huì)出現(xiàn)漏乘錯(cuò)誤。學(xué)生在面對自己錯(cuò)誤時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)自己算錯(cuò)了,卻不知道自己錯(cuò)誤的原因,無法對照點(diǎn)子圖說清漏乘了哪個(gè)部分。
如圖2,學(xué)生和教師就漏乘的豎式展開討論。
師:這位同學(xué)的計(jì)算對嗎?
生:不對。
師:錯(cuò)在哪里?
生:十位上的1錯(cuò)了。
師:對照點(diǎn)子圖,你知道他漏乘了哪里嗎?
學(xué)生無法圈出漏乘部分。
教師在教學(xué)過程中要引導(dǎo)學(xué)生逐步分析計(jì)算過程,說出錯(cuò)例產(chǎn)生的原因。對比錯(cuò)誤豎式和正確的豎式縮寫形式,學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的得數(shù)少了,但是不能夠理解少了多少。因此,在理解錯(cuò)誤豎式的時(shí)候,學(xué)生需要借助乘法豎式的展開式,對比展開式來分析錯(cuò)誤豎式漏乘了哪一步。
師:對照乘法豎式的展開式,你發(fā)現(xiàn)第一個(gè)同學(xué)漏乘了哪一步?
生1:對照展開式,第一位同學(xué)個(gè)位上的8沒有錯(cuò),十位上的1直接寫下來錯(cuò)了。
生2:對照豎式的展開形式,十位上不應(yīng)該直接寫1,而應(yīng)該是1×4,是40。
師:能不能在點(diǎn)子圖中找到漏乘的部分?
生2圈出點(diǎn)子圖中漏乘的3個(gè)十。
學(xué)生在出現(xiàn)計(jì)算錯(cuò)誤時(shí),教師要引導(dǎo)學(xué)生通過對比來分析錯(cuò)誤的原因,從而構(gòu)建豎式展開式的模型。計(jì)算教學(xué)中,教師要抓住學(xué)生出錯(cuò)的點(diǎn),發(fā)現(xiàn)學(xué)生思維的生長點(diǎn),用好課堂中生成的錯(cuò)誤,對比正誤,借化錯(cuò)的機(jī)會(huì)引導(dǎo)學(xué)生深入理解算理,進(jìn)一步構(gòu)建、深化模型。
三、展開與優(yōu)化形式對比,體驗(yàn)數(shù)學(xué)簡潔性
豎式計(jì)算學(xué)習(xí)是幾何直觀、推理和優(yōu)化的過程,承載了學(xué)生數(shù)學(xué)思想的感悟。優(yōu)化思想是一般化的思想方法,在教學(xué)過程中,教師要讓學(xué)生體會(huì),在計(jì)算和解決問題的過程中,會(huì)出現(xiàn)多種方法和策略,通過學(xué)生的自主探索和合作交流,感受解題方法的多樣性和不同方法的優(yōu)劣,每個(gè)人都應(yīng)該反思并學(xué)習(xí)優(yōu)秀的方法,從而在學(xué)習(xí)方法和解題策略上不斷提高自己。[3]優(yōu)化是乘法豎式的優(yōu)勢所在,能夠在模型中包含若干步計(jì)算,包括乘法與加法。最初學(xué)習(xí)乘法豎式時(shí),學(xué)生需要按照展開式來書寫,能更加清晰地分析每一步計(jì)算的含義。如圖4,學(xué)生在乘法豎式計(jì)算的學(xué)習(xí)中要對比簡便豎式與展開豎式,發(fā)現(xiàn)其縮寫形式的簡潔性。
師:辯一辯,這兩個(gè)豎式,你更喜歡哪一個(gè)?
生1:展開式能夠更加清晰地表達(dá)計(jì)算每一步的過程。
生2:縮寫形式更簡單,節(jié)省空間。
生1:展開式中明顯寫出10×4=40的計(jì)算過程,縮寫形式中的4表示不了40。
生2:縮寫形式中4在十位上,也能夠表示40。
生1:表示40,個(gè)位需要有0來占位,可是這里為什么沒有0占位?
生2:個(gè)位上都有8占位了,0+8=8。
學(xué)生通過辨一辯進(jìn)行簡便形式和展開形式的對比,在對比中發(fā)現(xiàn)兩種書寫形式優(yōu)勢的同時(shí),也進(jìn)一步深入感悟優(yōu)化的數(shù)學(xué)思想。在多位數(shù)乘一位數(shù)的計(jì)算中,每一次乘得的積都寫在同一行,因而不會(huì)產(chǎn)生重復(fù),其實(shí)就是算有多少個(gè)一、多少個(gè)十和多少個(gè)百。每一次乘,積都對應(yīng)一個(gè)數(shù)位,不會(huì)產(chǎn)生積書寫位置的歧義。由于數(shù)位較少,學(xué)生在面對展開形式和簡便形式時(shí),可能會(huì)認(rèn)為展開形式會(huì)更好,因?yàn)槠涓軌蝮w現(xiàn)乘法計(jì)算過程中的每一步。教師要引導(dǎo)學(xué)生思考:如果數(shù)位更多時(shí)怎么辦?隨著數(shù)位逐漸增多,展開式中積的層數(shù)會(huì)越來越多,從而越來越麻煩。由此,學(xué)生能夠在展開式與縮寫形式對比的過程中感知乘法豎式的簡潔性。
四、乘數(shù)位數(shù)不同的對比,感悟運(yùn)算一致性
比學(xué)什么更重要的是學(xué)生已經(jīng)知道了什么,小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程就是通過舊知識(shí)的遷移形成新知識(shí)的過程,學(xué)生要學(xué)會(huì)運(yùn)用舊知識(shí)的重組構(gòu)建新知識(shí),掌握探究知識(shí)的方法,感悟數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì)。多位數(shù)乘一位數(shù)這一內(nèi)容的學(xué)習(xí)重點(diǎn)在于兩位數(shù)乘一位數(shù),學(xué)生要從數(shù)意義的角度理解兩位數(shù)乘一位數(shù)的計(jì)算過程,理解一位數(shù)與個(gè)位上的數(shù)乘所得的積是幾個(gè)一、與十位上的數(shù)乘所得積是幾個(gè)十。有了對兩位數(shù)乘一位數(shù)的深入理解,學(xué)生對于三位數(shù)乘一位數(shù),甚至更多位數(shù)乘一位數(shù)的探索與理解都是建立在兩位數(shù)乘一位數(shù)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)之上。如學(xué)生在學(xué)習(xí)三位數(shù)乘一位數(shù)時(shí),教師可以放手讓學(xué)生自己去探索計(jì)算。學(xué)生能夠遷移兩位數(shù)乘一位數(shù)的計(jì)算經(jīng)驗(yàn),正確計(jì)算三位數(shù)乘一位數(shù),同時(shí)也能夠遷移兩位數(shù)乘一位數(shù)的算理來理解三位數(shù)乘一位數(shù)的算理。如圖5,與上面12×4的豎式相比,第二個(gè)因數(shù)4不僅要與個(gè)位上的2、十位上的1相乘,算出有8個(gè)一、4個(gè)十,還要與百位上的1相乘,算出有4個(gè)百。
在本節(jié)課中,如果教師在學(xué)生會(huì)算三位數(shù)乘一位數(shù)時(shí)就結(jié)束追問,便失去了一個(gè)幫助學(xué)生建立乘法計(jì)算大概念的時(shí)機(jī)。計(jì)算這一領(lǐng)域的學(xué)習(xí)是基于“計(jì)數(shù)單位”這一大概念統(tǒng)領(lǐng)的,在乘法“計(jì)數(shù)單位倍增”的算理中,主要包含了“計(jì)數(shù)單位”和“計(jì)數(shù)單位個(gè)數(shù)計(jì)數(shù)”兩個(gè)維度。[4]乘法計(jì)算也要以“計(jì)數(shù)單位”為統(tǒng)領(lǐng),教師在學(xué)生掌握了兩位數(shù)乘一位數(shù)和三位數(shù)乘一位數(shù)的算理后,需要引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)猜測:如果以后遇到四位數(shù)乘一位數(shù)、五位數(shù)乘一位數(shù),你還會(huì)算嗎?能說出它們的道理嗎?教師趁機(jī)追問引發(fā)學(xué)生思考,多位數(shù)乘一位數(shù)的方法與兩位數(shù)乘一位數(shù)相同,其算理也是一樣的,是算有幾個(gè)一、幾個(gè)十、幾個(gè)百、幾個(gè)千、幾個(gè)萬,都是計(jì)算計(jì)數(shù)單位的個(gè)數(shù)。學(xué)生通過不同數(shù)位乘法計(jì)算的對比,發(fā)現(xiàn)多位數(shù)乘一位數(shù)的計(jì)算方法相同,都是從個(gè)位起依次相乘,乘到哪一位,積的末位就與哪一位對齊,進(jìn)而感悟到不管是幾位數(shù)乘一位數(shù),其都是計(jì)算每個(gè)計(jì)數(shù)單位的個(gè)數(shù),感悟乘法計(jì)算的本質(zhì)都是相同的。
對比是學(xué)習(xí)和深化乘法豎式模型的重要方法。通過對比,學(xué)生能夠更加清楚地感受到新知識(shí)與舊知識(shí)的區(qū)別,發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤答案與正確答案的差別,理解抽象與幾何直觀之間的關(guān)聯(lián),體會(huì)簡單與復(fù)雜書寫格式的優(yōu)劣。教學(xué)中,教師要準(zhǔn)確把握學(xué)生的學(xué)情,發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)鍵問題所在,從計(jì)算的大概念出發(fā),以“計(jì)數(shù)單位”為核心統(tǒng)領(lǐng)計(jì)算學(xué)習(xí)過程,讓學(xué)生在自主探究、對比思考中初步構(gòu)建乘法豎式模型,促進(jìn)學(xué)生幾何直觀、推理意識(shí)等數(shù)學(xué)思想方法的感悟,從而提升學(xué)生的運(yùn)算能力。
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