直面核心知识 关注理法相融
2020-04-09凌璐予徐丹红
凌璐予 徐丹红
【摘 要】运算能力是数学学科核心素养的关键能力之一,它包括算法掌握、算理理解以及在此基础上灵活选择方法解决问题。运算能力的培养是小学数学教学的基础。在调查分析当前学生运算能力现状(运算技能强于运算理解,运算理解影响运算技能)的基础上,教师提出关于运算能力培养的三点策略:以“整体”寻“核心”,重组内容;以“事理”明“算理”,循理入法;以“不变”应“万变”,凸显主干。由此,最终达到算理相融、提升运算能力的目的。
【关键词】运算能力;算理理解;算法掌握;算理相融
运算能力是数学学科核心素养的关键能力之一。对于小学数学教学而言,运算能力的培养是重中之重,也是基础中的基础。根据《义务教育数学课程标准(2011年版)》对“运算能力”所做的明确的定义,我们可以这样理解“运算能力”:运算能力不等同于计算能力,它不仅是会算、算正确,掌握算法,即知其然;还包括对于运算本身,也就是对算理的理解,即知其所以然,在此基础上灵活选择方法解决问题。因此算理的理解与算法的选择是运算的重心。
一、调查分析找问题——运算能力现状
聚焦掌握算法和理解算理,笔者对所在学校六年级的学生进行了测试,内容如图1所示。题目一和题目二指向算理理解,题目三和题目四指向运算技能的掌握。
测试结果显示,题目一的得分率为54.84%;题目二的得分率为61.29%;题目三口算第一行的得分率为89.52%,第二行的得分率为68.54%;题目四第①题的得分率为90.32%,第②题的得分率为79.42%。笔者对测试结果分析如下。
1.运算技能强于运算理解
从测试结果可以发现,题目三和题目四的得分率高于题目一和题目二,特别是口算第一行和竖式计算第一题,正确率高达90%左右。由此表明学生在解决纯计算这类单一程序性题目时,能够根据运算顺序和运算法则正确地进行运算。相比之下,对于解决或解释运算意义和算理的题目,学生并不能或者不能完全读懂图形的表征方式。这种鲜明的反差,或多或少地反映了学生运算学习的一种现状,即运算技能强于运算理解。
2.运算理解影响运算技能
再看同样是纯口算的两行,第一行正确率远远高于第二行,分析原因:一是碰到稍复杂的口算题,有些学生缺乏灵活选择算法的能力,按部就班,因计算烦琐而出错;二是有些学生意图选择合理的算法计算(如图2),但方法运用错误,究其原因是对算理理解不到位,即运算理解影响了运算技能。
二、追根溯源寻方法——运算能力培养
算法、算理是运算能力的一体两翼。尤其在小学数学中,两者相辅相成,不可偏废。因此,教师在课堂上应寻求算法与算理的平衡点,以核心知识入手,循理入法,以法驭理。
(一)以“整体”寻“核心”,重组内容
《浙江省小学数学教学建议》指出:“教材研读要关注整套教材的基本结构,研读单元教学内容,合理划分课时,充分考虑知识形成线索和学习认知线索,在此基础上通过补充、修改、调换、删减等方法完善教材资源。”因此,以单元视角寻找单元核心并在此基础上重组内容,能更好地凸显教学内容本质,计算教学亦是如此。以人教版三年级下册《除数是一位数的除法》为例。
1.单元分析,把握整体
此单元的主要内容有:口算除法、笔算除法和用估算解决问题,在口算除法中安排了三个例题:60÷3,120÷3,66÷3;在笔算除法中也安排了三个例题:42÷2,52÷2,256÷2。那这六道题核心知识间的联结点在哪里?不论是口算除法还是笔算除法,其实质都是平均分,核心是怎么分。区别在于表达方式不同:口算除法把分的过程用横式表示,而笔算除法将分的过程用竖式表达。在口算除法中弄清分的过程,能为笔算除法做好铺垫,因此熟练掌握口算除法至關重要。
2.学生分析,把握起点
为了了解三年级学生这一单元知识的学习起点,笔者对两所学校(一所农村小学、一所市区小学)的三年级学生做了一次小调查(如图3)。
分析以上调查结果可知:无论是市区小学还是农村小学,8道口算题的正确率都比较高,表明学生对口算除法掌握得很好,对基本的算理也比较清晰,因此这不该是教学的重心,如果仍将教材的这几道口算题贯穿口算除法教学,那起点是否太低了?
当然,高正确率并不意味着口算除法的教学可以完全舍弃。第2小题调查结果显示,百分之四十几的学生能基于算理把分的过程表示出来,但在完成第3小题时,却只有26.31%的学生能正确表述分的过程,有11.25%的学生是将42拆分成40和2后平均分的,其余的学生则无从下手。为什么学生对63÷3的算理表述得那么清晰,但对42÷3却不知所措呢?究其原因是学生对分的过程并不清楚,只是停留在机械的模仿上,把被除数拆成十位和个位再除以3,将这样的方式迁移到42÷3上,就会出现40÷3的情况。而类似“42÷3”这样的题是被安排在笔算除法的例2进行教学的,学生在计算这类笔算题时错误率比较高,那是因为在不理解算理的情况下直接进行笔算是有一定难度的。所以,是否可以在口算部分增加笔算除法例2的口算教学?这样既能解释算理,也为笔算除法的学习做铺垫。
3.重组内容,把握核心
基于单元视角和学生的学情分析,我们对第一课时“除数是一位数的口算除法”做了以下调整。
第一环节:将教材编排的口算作为课前热身,并将算理进行初步表征;第二环节:探究42÷3的口算方法,跟进练习84÷3,并进行对比,凸显算理;第三环节:练习,例题内容巩固。
重组凸显两个方面的意图:一是减少类似“60÷3”这样的口算练习,避免重复教学导致学生感到无趣现象的出现。二是加强类似“42÷3”这样的口算训练,既能更好地帮助学生理解算理,防止机械模仿,又能突破笔算除法例2的教学难点,为后面的学习做好铺垫。
(二)以“事理”明“算理”,循理入法
在真真切切的情境操作中慢慢感知、逐步体验更符合小学生的认知规律。因此,教师可通过直观的操作活动将抽象的算理具体化、形象化,循“理”入“法”,以“理”驭“法”,实现“感悟”算理到“生成”算法的跨越。
1.借直观学具,以“事”明“理”
借助学具可将算理清晰地进行表述,从而更好地掌握算法。如在上述探究42÷3的过程中,可以先留时间让学生想一想。然后让学生借助小棒分一分,将42分成3份的过程动态地、直观地予以呈现。同时提出两个核心问题:“你是怎么分的?”“余下的1捆怎么办?”这样既聚焦难点,又使教学变得简洁明了。
2.借几何模型,以“图”明“理”
几何模型能将抽象的算理直观化。如在教学“两位数乘两位数”的例题14×12时,可借助点子图清晰地展示不同竖式其算理的内涵:图4-1表示先分别计算10个14和2个14,再把积相加;图4-2表示先分别计算4个12和10个12,再把积相加。结合学生所熟悉的表格显示口算过程,再沟通点子图、口算乘法与乘法竖式之间的内在联系,实现算法与算理的有效融合。这样不仅帮助学生在算理意义建构的基础上理解算法,还培养了学生使用直观模型进行思考的意识,获得解决新问题的策略和方法。
如果对每一步中的两位数乘一位数和两位数乘整十数再进行拆分(如图5),就会发现这两种算法的过程是一样的,只是顺序不同而已。学生从点子图中能清晰地看到表格和竖式中每一小步表示的意思,对抽象的算理自然就明白了。有了这样的直观模型,把整数乘法迁移到小数乘法(图1中的题目一)就水到渠成了。
(三)以“不变”应“万变”,凸显主干
教师在日常运算教学中常常鼓励学生探索不同的算法,意在开阔学生的思维,体会算法的多样性,这是培养学生思维能力的有效途径。但应该明确的是,追求算法多样化本身并不是目的,在“数的运算”教学中,不能过于渲染缺乏迁移价值的多种算法而干扰运算的主干算法。
1.选择学习材料,强化主干
比如在上述《除数是一位数的口算除法》中,如果用32÷2作为探究口算除法的材料,学生会出现两种算法:(1)20÷2=10,12÷2=6,10+6=16;(2)30÷2=15,2÷2=1,15+1=16。兩种算法都能得到准确结果,但第二种算法具有局限性,而第一种算法能为后续笔算做铺垫。如果要凸显第一种主干算法,那么32÷2这一口算材料显然就不太合适,而采用42÷3就能迫使学生选择算法(1),因为40÷3是有余数的,学生自然会舍弃算法(2)。由此可见,选择合适的学习材料,凸显主干方法,能帮助学生深刻理解算理,也能为笔算做铺垫。
2.鼓励方法变式,灵活算法
凸显主干方法并不意味着“死板”和“一成不变”。我们常说算法的选择应根据内容、数据而定,合理、灵活地选择算法才是运算能力的体现。但这样的合理与灵活,往往是建立在对主干算法深刻理解的基础上的,从而衍生出基于主干算法的变式。比如三位数乘一位数的笔算方法中,大部分学生是这样列竖式计算的(如图6),这是三位数乘一位数的主干算法。但是像这样连续进位的笔算错误率会比较高,究其原因是小学生头脑中储存信息的能力有限,他们把注意力放在暗记进位的数字和乘加运算上了。学生长时间进行这样的计算,会不自觉地把思维的重心偏向乘加进位口算技能,而弱化对乘法算理的理解。为了避开因乘加而造成的计算困扰,可以采用下列方法(如图7)。
这两种方法和列竖式方法体现的算理是一样的,都是拆分149,其中左边的方法是拆成7个109和7个40,我们把这种方法称为“踢十法”,这样就减轻了学生的思维负担,没有了乘加两步计算,不仅正确率能有所提高,而且学生把思维的重心放在了算理上。有了“踢十法”,学生还会迁移运用“踢百法”“踢个法”,所以在解答其他笔算题目时,学生出现了图8的做法。
总之,在数的运算教学中,教师不仅要关注学生运算技能的掌握,更要关注学生理解算理、掌握算法的学习过程。只有将算理与算法有机融合,才能更好地培养并发展学生的运算能力。
参与文献:
[1]董文彬.从运算能力走向运算素养——关于运算及运算教学的思考[J].教育科学论坛,2019(28).
[2]曹培英.跨越断层,走出误区:“数学课程标准”核心词的解读与实践研究[M].上海:上海教育出版社,2017.
[3]杨金风.内蒙古自治区五年级学生数学运算能力现状及发展[D].北京:中央民族大学,2016.
[4]黄翔.理解把握数学课程标准中的核心概念(二)——《义务教育数学课程标准(2011 年版)》解析之四[J].小学数学教育,2012(7-8).
(浙江省海宁市紫微小学 314000
浙江省海宁市教师进修学校 314000)