徐宏臻
算理是算法的依據(jù),它指導(dǎo)著算法;算法是算理的體現(xiàn),它外顯著算理。在計算教學(xué)的起始階段,必須切實重視算理的教學(xué),做到“理”為先、“理”為要、“理”充分。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點、教學(xué)對象的差異等,采取多種方法幫助學(xué)生探明算理,并逐步掌握探理方法,發(fā)展自主探究能力。幫助學(xué)生探明算理的方法有很多,現(xiàn)結(jié)合一些教學(xué)實例,簡介五種,供大家教學(xué)時參考和運用。
一、 操作法
新課標(biāo)重視學(xué)生對所學(xué)知識的理解,重視實踐能力的培養(yǎng)。操作是學(xué)生探明算理的重要途徑,在運用時,我們要讓學(xué)生的操作充分、聚焦且提升,逐步從具體操作向形象操作和符號操作過渡。教師須要明確,數(shù)學(xué)是思維的科學(xué),操作不是最終目的,發(fā)展思維才是根本。所以,我們既要切實重視操作,又要逐步擺脫操作,并適時超越操作,以逐步提高學(xué)生的抽象思維水平。
在教學(xué)蘇教版(以下均為蘇教版)《數(shù)學(xué)》三年級上冊“兩、三位數(shù)除以一位數(shù)的筆算除法”例3時,筆者讓學(xué)生依據(jù)已有的知識和經(jīng)驗,先自主探究算理,再根據(jù)需要有目的、有次序地展示和交流學(xué)生探究出的多種算法,以使學(xué)生的思維拾級而上,逐步提升。先展示在主題圖上的圈一圈、分一分:學(xué)生把4筒羽毛球和6個羽毛球分別平均分成2份,發(fā)現(xiàn)每份都是2筒和3個,合起來每份是23。再展示用小棒代替羽毛球的擺一擺、分一分,學(xué)生先把4捆小棒平均分成兩份,每份是2捆,再把6根平均分成兩份,每份是3根,合起來每份是23。接著展示在計數(shù)器上的畫一畫、分一分:先把十位上4個珠子平均分成兩份,每份是2個珠子,再把個位上6個珠子平均分成兩份,每份是3個珠子,合起來每份是23。最后,引導(dǎo)學(xué)生聚焦這三種操作的共同點:先把4個十平均分成兩份,再把6個一平均分成兩份,最后把兩次分得的結(jié)果合并,即先算40÷2=20,再算6÷2=3,最后算20+3=23。
僅從一例就引導(dǎo)學(xué)生概括算法,筆者認(rèn)為還不夠充分。為此,筆者又讓學(xué)生看著除法算式(如48÷4,246÷2等),先估一估商,再想像分小棒的過程和步驟,想像在計數(shù)器上均分珠子的情況,最后分別用課件進行演示,以驗證想像。如讓學(xué)生看著246÷2,估計商大約是一百多,并在腦中想像分小棒的情況,即先把兩大捆(2個百)平均分成兩份,每份得一大捆(1個百),再把4小捆(4個十)平均分成兩份,每份得2小捆(2個十),最后把6根(6個一)平均分成兩份,每份得3根(3個一),合起來每份是123。接著,想像并口述在計算器上均分珠子的情況。這樣,學(xué)生從中明顯感到:48÷4,246÷2等都可以先從高位分起,再依次往下分。
在充分操作的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生再次聚焦和討論:兩位數(shù)除以一位數(shù)都是先分什么,再分什么?三位數(shù)除以一位數(shù)是先分什么,再分什么,最后分什么?在此基礎(chǔ)上,讓學(xué)生嘗試看著除法算式直接口算出商。這樣就為學(xué)生積累了較多的先從高位除起,再依次往下除的感性認(rèn)識,為逐步抽象算法和列豎式奠定了充足且堅實的基礎(chǔ),便于學(xué)生從動手操作逐步過渡到形象操作和符號操作上來,發(fā)展抽象思維能力。尤其是在計數(shù)器上均分珠子,更有利于學(xué)生借助操作的過程解釋算理,理解除法豎式的意義,可以說是形象操作到符號操作之間的一座極好的橋梁。
二、畫圖法
新課標(biāo)重視學(xué)生幾何直觀能力的培養(yǎng),指出:借助幾何直觀可以把復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題變得簡明、形象,有助于探索解決問題的思路,預(yù)測結(jié)果。幾何直觀可以幫助學(xué)生直觀地理解數(shù)學(xué),在整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中都發(fā)揮著重要作用。實踐證明,畫圖法在各年級計算教學(xué)中都有著獨特和神奇的作用,它可以幫助學(xué)生理解數(shù)的意義和組成,外化算式的含義和算理,使算理形象化、可視化。對于一些難以說明的算理,借助畫圖法可以化晦澀難懂為通俗易懂。
教學(xué)《數(shù)學(xué)》四年級上冊“商不變的規(guī)律”,在讓學(xué)生自己找一些例子,算一算、比一比,看商有沒有變化時,總會遇到這樣的尷尬:一些學(xué)生舉出除數(shù)是三位數(shù)或四位數(shù),如根據(jù)100÷20,舉出800÷160等,或者舉出被除數(shù)不能被除數(shù)除盡的例子,如根據(jù)100÷20,舉出(100÷6)÷(20÷6)等。學(xué)生或說,不會除,沒法驗證;或說,除不盡,沒法驗證。此時,教師常常不知所措,難以跟學(xué)生說清道理。盡管說了“商不變的規(guī)律永遠是成立的,但以你們現(xiàn)在所學(xué)的知識還不能解決這樣的問題,等到了六年級就會計算了”,但學(xué)生半信半疑。怎么辦?借助畫圖可以講明其中的道理。
設(shè)一個長方形的面積是100平方厘米,長是20厘米,寬是多少厘米?列式是100÷20=5(厘米)。如果用兩個這樣的長方形沿著長拼在一起,成為一個大長方形,從中明顯看出長方形的面積乘2,長也跟著乘2,但寬保持不變,即(100×2)÷(20×2)=5(厘米)。同樣,用這樣的3個、4個……長方形分別沿著長拼在一起,成為一個個大長方形:從中明顯看出,長方形的面積分別乘3、4……長也跟著乘3、4……但寬始終保持不變。由此可以推想到:如果長方形的面積和長同時乘一個相同的數(shù)(0除外),寬保持不變。順勢推導(dǎo)到:被除數(shù)和除數(shù)同時乘一個相同的數(shù)(0除外),商不變。從而巧妙地化解了除數(shù)是三位數(shù)或四位數(shù)的情況。反過來,如果把原來的長方形對折一次,面積是原來的一半,長也是原來的一半,但寬保持不變。同樣,如果把原來的長方形分別連續(xù)對折2次、3次……長方形面積分別被除以4、8……長也跟著被除以4、8……但始終寬保持不變。學(xué)生容易推想到:如果長方形的面積和長同時除以一個相同的數(shù)(0除外),寬始終保持不變。再把上述拼接得到的算式分別與100÷20=5一一作比較,學(xué)生容易得到:被除數(shù)和除數(shù)同時除以一個相同的數(shù)(0除外),商不變。
面對(100÷6)÷(20÷6),可以讓學(xué)生想像,并推理得到:當(dāng)把大長方形的面積平均分成6份時,大長方形的長也被平均分成6份,但寬保持不變,即(100÷6)÷(20÷6)=5(厘米)。當(dāng)然,對于其他除法算式也可以引導(dǎo)學(xué)生借圖類推。這樣,數(shù)與形結(jié)合、想像與推理結(jié)合,就巧妙地避開了繁難的計算,有效地化解了教學(xué)尷尬,便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)、理解和掌握規(guī)律。
三、情境法
新課標(biāo)要求課程內(nèi)容的選擇要貼近學(xué)生的實際,有利于學(xué)生體驗與理解、思考與探索,要求重視學(xué)生的直接經(jīng)驗,處理好直接經(jīng)驗與間接經(jīng)驗的關(guān)系,從學(xué)生已有的經(jīng)驗出發(fā)建構(gòu)新知。學(xué)生的生活經(jīng)驗是極其寶貴的教學(xué)資源,許多生活事理為學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)規(guī)律等提供了現(xiàn)實的原型支撐。對于一些較難理解且易混淆的算理,我們還可以賦予算式現(xiàn)實意義,通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情境,幫助學(xué)生借助生活事理理解數(shù)學(xué)算理,并逐步實現(xiàn)對情境的超越。
在教學(xué)《數(shù)學(xué)》四年級下冊“運算律”時,一些學(xué)生對如何簡便計算168+98,168-98,168-102等算式,經(jīng)?;煜磺?,錯誤百出。盡管有些教師跟學(xué)生反復(fù)講減號后面如果有括號,去括號后括號里面的數(shù)如何變號等,但學(xué)生仍然很茫然,即使暫時記住了,但很快又會遺忘。這時,我們可以用學(xué)生熟悉的付錢和找錢的事理來幫其理解其中的算理。如對于168+98,可以這樣編故事:小英身上原有168元,媽媽又給她98元?,F(xiàn)在她一共有多少元?老師問:當(dāng)媽媽給她100元時,小英會怎樣做?學(xué)生說:小英會找給媽媽2元,因為媽媽多給了2元。于是得到:168+98=168+(100-2)=168+100-2。在此基礎(chǔ)上,再借助多個類似的實例,引導(dǎo)學(xué)生逐步理解和掌握a+(b-c)=a+b-c。對于168-98,可以這樣編故事:小英身上原有168元,給媽媽98元后,還剩多少元?老師問:當(dāng)小英付給媽媽100元時,媽媽會怎樣做?學(xué)生說:媽媽會找給小英2元,因為小英多給了2元。于是得到:168-98=168-(100-2)=168-100+2。在此基礎(chǔ)上,再借助多個類似的實例,引導(dǎo)學(xué)生逐步理解和掌握a-(b-c)=a-b+c。對于168-102,可以這樣編故事:小英身上原有168元,給媽媽102元后,現(xiàn)在還剩多少元?老師問:小英一般會怎樣付錢?學(xué)生說:一般會先給100元,再給2元。于是得到:168-102=168-(100+2)=168-100-2。在此基礎(chǔ)上,再借助多個類似的實例,引導(dǎo)學(xué)生逐步理解和掌握a-(b+c)=a-b-c。
這樣,借助學(xué)生熟悉的、易懂的生活事理幫其領(lǐng)悟其中深奧的、難懂的算理,學(xué)生就易于理解和掌握,不易混淆。在算法迷糊時,他們就會自覺地嘗試編情境故事,賦予算式以現(xiàn)實意義,從而借助生活情境探明算理,生成算法。
四、遷移法
新課標(biāo)指出:數(shù)學(xué)知識的教學(xué),要注意知識的“生長點”與“延伸點”,把每堂課教學(xué)的知識置于整體知識體系中,注重知識的結(jié)構(gòu)和體系,處理好局部知識與整體知識的聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生感受數(shù)學(xué)的整體性。遷移法就是利用學(xué)生原有知識和經(jīng)驗中可以類比的成分,加以遷移運用,構(gòu)成一個一以貫之的算理體系,從而幫助學(xué)生探明和理解算理,掌握算法。運用的關(guān)鍵是找到前后算理的相關(guān)性。
這樣,就把相關(guān)的算理有機地串聯(lián)起來,形成一個有意義的算理體系,便于學(xué)生遷移和運用。學(xué)生從中能更深刻地體悟到數(shù)學(xué)思想方法的一致性:只有在計數(shù)(或計量)單位相同時,才可以把計數(shù)(計量)單位的個數(shù)直接相加、減,如果不同,就要設(shè)法先把計數(shù)(計量)單位轉(zhuǎn)化成相同的,然后再加、減。
五、演繹法
根據(jù)小學(xué)生的年齡特點和認(rèn)知水平,教材在編寫時,往往會引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)幾個具體的、典型的例子,進行算理歸納和算法抽象,采用的是合情推理中的不完全歸納法,但不完全歸納法得出的結(jié)論具有或然性。隨著學(xué)生知識的增多和年級的升高,筆者認(rèn)為,我們應(yīng)該在側(cè)重合情推理的同時,適時、適度地引進演繹推理,并把兩者有機地結(jié)合起來,使學(xué)生經(jīng)歷完整的探理過程,從而明確算理,學(xué)會探究。尤其是對那些難以通過操作、畫圖和情境等探明算理的,更應(yīng)如此。
當(dāng)然,上述五法并不是相互獨立的,而是密切聯(lián)系的,它們都體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化、推理、建模等數(shù)學(xué)思想,都是把未知轉(zhuǎn)化為已知,根據(jù)已知求得未知的??梢哉f,操作法、畫圖法以及情境法是轉(zhuǎn)化和推理的形象模型,遷移法以及演繹法是推理和轉(zhuǎn)化的直接運用。教學(xué)中,我們要引導(dǎo)學(xué)生運用多種方法探明算理,并感悟其中的數(shù)學(xué)思想方法,把學(xué)生的思維水平逐步從動作思維引向形象思維和抽象思維,以提升其數(shù)學(xué)思維水平,增強其自主解決數(shù)學(xué)問題的本領(lǐng)。
[責(zé)任編輯:陳國慶]