(蘭州市七里河區(qū) 王官營中心校,甘肅 蘭州 730050)
數(shù)的運(yùn)算是人們在日常生活中應(yīng)用最多的數(shù)學(xué)知識,因此它歷來是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的基本內(nèi)容,培養(yǎng)小學(xué)生的計(jì)算能力也一直是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的主要目標(biāo)之一。現(xiàn)實(shí)的運(yùn)算教學(xué)中,通常以“熟能生巧”作為理論支撐,以“反復(fù)機(jī)械訓(xùn)練”作為提高學(xué)生運(yùn)算能力的基本方式,運(yùn)算教學(xué)更多地是追求“又對、又快、又準(zhǔn)”。不可否認(rèn),這是一種提高測試效果的有效途徑。但另一方面,大量的機(jī)械重復(fù)訓(xùn)練使師生的負(fù)擔(dān)無限制的增加,導(dǎo)致學(xué)生感到數(shù)學(xué)枯燥無味,讓其厭煩,嚴(yán)重地摧殘著學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,侵占了學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)造性學(xué)習(xí)的時(shí)間,泯滅了學(xué)生對數(shù)學(xué)的好奇心和創(chuàng)造力,抑制了學(xué)生進(jìn)行思維提升和有意義學(xué)習(xí)的進(jìn)展。
運(yùn)算教學(xué)如何發(fā)揮其培養(yǎng)學(xué)生思維的教育價(jià)值?運(yùn)算教學(xué)如何培養(yǎng)學(xué)生的探究能力而不泯滅學(xué)生的求知欲望?如何充分挖掘運(yùn)算教學(xué)的教育價(jià)值而能仍然保持學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情?這些值得,也必須引起我們思考。
如今,信息技術(shù)讓世界變得平坦,知識不再是少數(shù)精英掌握的機(jī)密,思維方式的培養(yǎng),為世界各國所共同重視。作為基礎(chǔ)教育工作者,尤其是作為培養(yǎng)思維的中小學(xué)數(shù)學(xué)教師來說,應(yīng)該深思:我們的數(shù)學(xué)教育應(yīng)該肩負(fù)怎樣的使命!自恢復(fù)高考以來,全國各地共產(chǎn)生了二千多名“高考狀元”,但無一科技創(chuàng)新人才,大都在各自的崗位平庸地默默無聞,并未給祖國的建設(shè)提供過多于一般人的貢獻(xiàn)!究其緣由,他們只是考試的狀元、知識的狀元、技能的狀元,而不是實(shí)踐的狀元、創(chuàng)新的狀元。而且,中小學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)過重是困擾基礎(chǔ)教育階段全面實(shí)施素質(zhì)教育的重要問題,是關(guān)系能否培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力一代新人的重大問題,長期以來受到社會(huì)各界和人民群眾的廣泛關(guān)注。學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)從何而來?誠然課業(yè)負(fù)擔(dān)過重占了很大因素,但是無意義、低價(jià)值、機(jī)械重復(fù)的課業(yè)也是加重學(xué)生身體負(fù)擔(dān)和心理負(fù)荷的重要因素。
對比2001版《課程標(biāo)準(zhǔn)》和2011版《課程標(biāo)準(zhǔn)》的提出的核心概念,可以發(fā)現(xiàn):運(yùn)算能力是核心概念中唯一新增的內(nèi)容(其他為原核心概念的分解或表達(dá)改變)?!稑?biāo)準(zhǔn)》的這種改變,增加了什么?弱化了什么?我們該以怎樣的價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行取舍?是繼續(xù)強(qiáng)化在規(guī)則記憶下的機(jī)械訓(xùn)練呢?還是加強(qiáng)算理的理解和算法的探究呢?
為了能遵循教育學(xué)和數(shù)學(xué)能力形成的規(guī)律,能準(zhǔn)確把握《標(biāo)準(zhǔn)(2011)》的理念,按照《標(biāo)準(zhǔn)(2011)》的真正意圖開展項(xiàng)目研究,我們需要站在歷史的和國際的數(shù)學(xué)教育發(fā)展平臺上解讀“運(yùn)算能力”應(yīng)有涵義。
1923年《算術(shù)科課程綱要》對于運(yùn)算的教學(xué)要求:(1)宜注意從學(xué)生生活里使學(xué)生發(fā)展需要工具的動(dòng)機(jī);(2)計(jì)算宜注重練習(xí),以便養(yǎng)成正確而迅速的習(xí)慣;(3)問題以切合學(xué)生生活的為主體;成人的事務(wù),若是學(xué)生不能想象的,雖實(shí)用也不適宜;(4)方法、原理宜用歸納的建造,不宜用演繹的推展。1929年《小學(xué)算術(shù)科課程標(biāo)準(zhǔn)》要求:一二學(xué)年計(jì)算的問題,要具體而有興趣,讓兒童直觀,第三學(xué)年以上也應(yīng)使問題兒童生活化。1940年《小學(xué)算術(shù)教學(xué)法》的教學(xué)注意事項(xiàng)和教學(xué)原則提到:(1)培養(yǎng)兒童計(jì)算的觀念于日常生活中,實(shí)現(xiàn)做學(xué)教合一;(2)設(shè)置算學(xué)的環(huán)境,將校內(nèi)走廊、運(yùn)動(dòng)場、學(xué)校校園,標(biāo)明長闊的尺寸及其面積,各教室中標(biāo)明長、闊、高及面積與體積等;(3)教學(xué)新方法,應(yīng)從實(shí)在的需要出發(fā),使數(shù)目的計(jì)算有相當(dāng)?shù)囊罁?jù),切忌選用無意義的問題;(4)練習(xí)時(shí)宜多方變化,能利用兒童的成功的興趣,使之自動(dòng)地努力,切忌苛責(zé)兒童過失。即使有錯(cuò)誤,應(yīng)循循善誘地推求其錯(cuò)誤的原因,設(shè)法消除它;(5)心算是算術(shù)的基礎(chǔ),筆算、珠算是幫助心算的工具,所以三者應(yīng)充分地聯(lián)絡(luò),切不可故意割裂,造成事倍功半的現(xiàn)象。1952年《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中對于運(yùn)算的教學(xué)要求是“在算術(shù)教學(xué)中,培養(yǎng)兒童有計(jì)算的熟練技巧是非常重要的。這主要依靠各種練習(xí)來完成。例如演算式題,解應(yīng)用題。演算式題和解應(yīng)用題的練習(xí)除在課內(nèi)進(jìn)行外還要在課外進(jìn)行,養(yǎng)成鞏固的熟練技巧。必須要求兒童在筆算和口算方面都要做到完全正確和準(zhǔn)確,書寫要工整,并對演算結(jié)果負(fù)責(zé)。2001版《課程標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于“數(shù)的運(yùn)算”要求是“應(yīng)重視口算,加強(qiáng)估算,提倡算法多樣化;應(yīng)減少單純的技能性訓(xùn)練,避免繁雜計(jì)算和程式化地?cái)⑹觥憷怼薄?011版《課程標(biāo)準(zhǔn)》對“運(yùn)算能力”的表述為運(yùn)算能力主要是指能夠根據(jù)法則和運(yùn)算律正確地進(jìn)行運(yùn)算的能力。培養(yǎng)運(yùn)算能力有助于學(xué)生理解運(yùn)算的算理,尋求合理簡潔的運(yùn)算途徑解決問題。
數(shù)學(xué)教育改革歷來是國際教育改革中倍受關(guān)注的領(lǐng)域。對其他 國家和地區(qū)數(shù)學(xué)教學(xué)改革的進(jìn)展進(jìn)行簡要梳理,可以更加清晰我們的思路,更有利于尋求有科學(xué)有效的行進(jìn)之路。
1.美國數(shù)學(xué)課程改革的新動(dòng)態(tài)
美國數(shù)學(xué)教師協(xié)會(huì)于2008年3月提交了一份名為《成功的基礎(chǔ)》的報(bào)告,《報(bào)告》認(rèn)為,熟練的掌握整數(shù)是學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)的一個(gè)必要前提,分?jǐn)?shù)又是測量和幾何的前提。整數(shù),分?jǐn)?shù),測量和幾何的某些部分是代數(shù)的“三大基礎(chǔ)”。《報(bào)告》認(rèn)為,“學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)(包括小數(shù)和百分?jǐn)?shù))時(shí)遇到困難是很普遍的現(xiàn)象,這也是之后數(shù)學(xué)(包括代數(shù))學(xué)習(xí)的一個(gè)主要障礙。和學(xué)習(xí)整數(shù)一樣,對分?jǐn)?shù),小數(shù)概念的理解能促進(jìn)他們運(yùn)算能力的提高,同時(shí),不斷的進(jìn)行他們之間的運(yùn)算,也有利于他們對概念的理解”。
2.德國數(shù)學(xué)教育改革的新進(jìn)展
德國教育的主導(dǎo)思想是通過改革與研究使學(xué)生在數(shù)學(xué)與科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)中達(dá)到能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)知識來處理復(fù)雜世界多變的問題和要求;形成牢固的基礎(chǔ)知識,能夠應(yīng)用在多變的各種情景中;意識到數(shù)學(xué)和科學(xué)知識在理解客觀世界和參與社會(huì)決定中的意義;樂意向數(shù)學(xué)、科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展,并為深入理解和繼續(xù)學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。
3.韓國數(shù)學(xué)課程改革的情況
2006年8月,韓國對第七次教育課程進(jìn)行了第三次修訂,其主導(dǎo)方向可以歸結(jié)為:學(xué)生的能力與將來的職業(yè)取向;基本的數(shù)學(xué)知識;學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣與信心;以計(jì)算器、計(jì)算機(jī)或具體材料為學(xué)具;能動(dòng)的活動(dòng);運(yùn)用各種方法進(jìn)行教、學(xué)與評價(jià)?!皵?shù)與計(jì)算”領(lǐng)域的重點(diǎn)在于正確理解數(shù)概念,以基本的計(jì)算能力解決問題并靈活運(yùn)用于其他領(lǐng)域。
4.臺灣數(shù)學(xué)課程改革的脈絡(luò)及新進(jìn)展
2001年臺灣開始實(shí)行九年一貫課程,教育部公布的《暫綱》受建構(gòu)式數(shù)學(xué)的影響很大,在《暫綱》修訂之際,臺灣院士級的數(shù)學(xué)家積極介入,形成了數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)教育家的對立面,數(shù)學(xué)家把數(shù)學(xué)看成工具,強(qiáng)調(diào)習(xí)得知識的重要;數(shù)學(xué)教育家把數(shù)學(xué)看成解題,強(qiáng)調(diào)概念發(fā)展的重要。為回應(yīng)學(xué)校和家長的反響,臺灣教育部在2003年頒布的《正綱》中取消了建構(gòu)式教學(xué)?!墩V》在教學(xué)上重視的是觀念和演算,以及學(xué)生的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)(或數(shù)學(xué)感覺)的培養(yǎng)。
5.香港數(shù)學(xué)課程改革的進(jìn)程及新進(jìn)展
香港在2002年公布的《數(shù)學(xué)教育學(xué)習(xí)領(lǐng)域:數(shù)學(xué)課程指引(小一至中三)》提出,數(shù)學(xué)課程的宗旨是:使學(xué)生能夠在這個(gè)科技與資訊發(fā)達(dá)的社會(huì)從容的應(yīng)付日后在升學(xué)、工作或日常生活方面對數(shù)學(xué)的需求,并對終身學(xué)習(xí)有充足的準(zhǔn)備。香港提倡教師在教學(xué)時(shí)采用不同的教學(xué)方式,可以講解、討論、練習(xí)也可以,有實(shí)踐活動(dòng)、解決問題活動(dòng)和探究活動(dòng),盡量讓學(xué)生有機(jī)會(huì),自己進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)。
從數(shù)學(xué)的價(jià)值取向來分析,“運(yùn)算能力”是不是就是要求運(yùn)算的“又對又快”呢?現(xiàn)在已經(jīng)引起越來越多的數(shù)學(xué)教育界和數(shù)學(xué)界的質(zhì)疑。在信息技術(shù)如此發(fā)達(dá)的今天,是否還需要學(xué)生計(jì)算那樣難的題目,并且算得那樣快?現(xiàn)在有了計(jì)算機(jī),所有的運(yùn)算都可以用計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn),是不是可以解放學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生做一些更多有價(jià)值的學(xué)習(xí)?比如數(shù)學(xué)探究和數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)?這有個(gè)價(jià)值取向的問題,我們要思考我們應(yīng)該培養(yǎng)什么樣的學(xué)生,應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生的什么能力。這是我們首先要思考和選擇的主要問題。其次,我們要清楚:運(yùn)算能力不能僅僅是算個(gè)數(shù),應(yīng)該從更寬泛和更深入的視角來考慮這件事情,包括對于運(yùn)算對象的認(rèn)識,包括對于為什么要做這個(gè)運(yùn)算的思考,就是這些運(yùn)算的背景是什么,運(yùn)算法則和運(yùn)算規(guī)律的探究、方法的選擇,包括運(yùn)算在哪些地方有用,學(xué)運(yùn)算的目的是要解決一些什么問題,這對于我們理解和把握“運(yùn)算”的概念實(shí)質(zhì)都是極有幫助的。
基于對我國運(yùn)算教學(xué)的歷史溯源,以及對國際上部分國家和地區(qū)有關(guān)運(yùn)算教學(xué)的改革歷程,尤其是對《義務(wù)教育階段數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》的解讀,關(guān)于運(yùn)算能力和通過運(yùn)算對學(xué)生除計(jì)算技能之外的發(fā)展,我們可以初步形成以下一些基本觀點(diǎn):首先,運(yùn)算能力主要是指能夠根據(jù)法則和運(yùn)算律正確地進(jìn)行運(yùn)算的能力。培養(yǎng)運(yùn)算能力有助于學(xué)生理解運(yùn)算的算理,尋求合理簡潔的運(yùn)算途徑解決問題。其次,運(yùn)算能力不僅僅會(huì)算和算正確,還包括對于運(yùn)算的本身要有理解,比如運(yùn)算對象、運(yùn)算的意義、算理等。最后,“運(yùn)算”就是“兩個(gè)得一個(gè),結(jié)果唯一確定?!薄皟蓚€(gè)”是指兩個(gè)集合,“一個(gè)”是指對應(yīng)法則,這其中蘊(yùn)涵了函數(shù)的思想。
課改前,人們普遍認(rèn)為中國學(xué)生的計(jì)算能力全球最高,為什么要進(jìn)行改革;計(jì)算教學(xué)的訓(xùn)練單調(diào)枯燥,嚴(yán)重挫傷了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情;過分強(qiáng)調(diào)精確計(jì)算,忽視了估算能力的培養(yǎng);計(jì)算教學(xué)過于形式化、技巧化,嚴(yán)重脫離學(xué)生生活實(shí)際,等等。課改后,人們指出學(xué)生的計(jì)算能力(口算能力和筆算能力)嚴(yán)重下降;計(jì)算器的引入干擾了學(xué)生計(jì)算能力的形成;“算法多樣化”影響了課堂教學(xué)的效率;在計(jì)算目標(biāo)(速度和正確率)方面兩極分化現(xiàn)象嚴(yán)重等。
一些教師認(rèn)為,算理固然非常重要,說那么多,學(xué)生真的理解嗎?在計(jì)算過程中讓學(xué)生會(huì)說一整套的程序化的語言,以表明學(xué)生對算理的理解。也有一些老師認(rèn)為現(xiàn)在學(xué)生的計(jì)算能力下降了,算得慢了,結(jié)果也不準(zhǔn)了。計(jì)算教學(xué)學(xué)生只要把法則牢記于心,反復(fù)“演練”就可以達(dá)到正確、熟練的要求。還有一些教師疑惑這次新課標(biāo)修訂把“運(yùn)算能力”作為核心概念,目的僅是為了提高計(jì)算能力嗎?
數(shù)的運(yùn)算是在人類的生產(chǎn)、生活中產(chǎn)生和發(fā)展起來的,由低級到高級、從簡單到復(fù)雜。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,尤其是計(jì)算機(jī)和計(jì)算器的普及,“數(shù)的運(yùn)算”中哪些知識是大多數(shù)人最常用和最基礎(chǔ)的,也在發(fā)生著變化。江蘇省著名數(shù)學(xué)特級教師在《人民教育》撰文解讀了《標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》關(guān)于“數(shù)的運(yùn)算“的變化,第一,加強(qiáng)的內(nèi)容包括注重計(jì)算與日常生活的聯(lián)系。與傳統(tǒng)的計(jì)算相比,《標(biāo)準(zhǔn)》注重了通過實(shí)際情境使學(xué)生體驗(yàn)、感受和理解運(yùn)算的意義。另外,加強(qiáng)計(jì)算器的運(yùn)用。借助計(jì)算器不僅有利于學(xué)生進(jìn)行較復(fù)雜的運(yùn)算,解決實(shí)際問題,而且還可以培養(yǎng)學(xué)生探索數(shù)學(xué)規(guī)律的能力。一方面,借助計(jì)算器可以引導(dǎo)學(xué)生探索一些復(fù)雜的、更為現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用問題;另一方面,學(xué)生可以用它進(jìn)行大數(shù)目的加、減、乘、除四則運(yùn)算,節(jié)約時(shí)間,提高計(jì)算的速度。計(jì)算器進(jìn)入課堂,能逐步把學(xué)生從繁瑣的技巧性計(jì)算中解放出來,以學(xué)習(xí)更多有用的數(shù)學(xué)內(nèi)容。此外,還強(qiáng)化了估算的作用。估算是人們在日常生活、工作和生產(chǎn)中,對一些無法或沒有必要進(jìn)行精確測量和計(jì)算的數(shù)量所進(jìn)行的近似或粗略估計(jì)的一種方法。如今,復(fù)雜的計(jì)算都可以由計(jì)算機(jī)或計(jì)算器來完成,與此同時(shí),日常生活和工作中估算的作用也越來越突出。如人們在使用工具進(jìn)行計(jì)算時(shí),人們?nèi)艟哂幸欢ǖ墓浪隳芰?,就能對?jì)算結(jié)果的合理性進(jìn)行判斷,并對其合理性作出解釋。另外,在計(jì)算前對結(jié)果進(jìn)行估算,可以使學(xué)生合理、靈活地用多種方法去思考問題;在計(jì)算后對結(jié)果進(jìn)行估算,可以使學(xué)生獲得一種最有價(jià)值的檢驗(yàn)結(jié)果的方法。第二,在削弱的內(nèi)容方面,首先刪減珠算的內(nèi)容。珠算作為我國傳統(tǒng)的計(jì)算工具,其教學(xué)的形象性對于學(xué)生智力開發(fā)也有很大的促進(jìn)作用,在歷史上發(fā)揮了重要的作用。但是隨著計(jì)算機(jī)的不斷普及,人們基本上已經(jīng)不采用珠算計(jì)算的方法。其次,刪減繁瑣的運(yùn)算步驟。在整數(shù)運(yùn)算方面,《標(biāo)準(zhǔn)》明確提出“進(jìn)行簡單的整數(shù)四則混合運(yùn)算(以兩步為主,不超過三步)?!痹谛?shù)、分?jǐn)?shù)運(yùn)算方面,《標(biāo)準(zhǔn)》提出“會(huì)分別進(jìn)行簡單的小數(shù),分?jǐn)?shù)(不含帶分?jǐn)?shù))加、減、乘、除運(yùn)算及混合運(yùn)算(以兩步為主,不超過三步)。”再次,刪減運(yùn)算的數(shù)目要求。在口算方面,《標(biāo)準(zhǔn)》提出“會(huì)口算百以內(nèi)一位數(shù)乘、除兩位數(shù)?!痹诠P算方面,提出“能筆算三位數(shù)乘兩位數(shù)的乘法,三位數(shù)除以兩位數(shù)的除法。”
北京教育科學(xué)研究院著名數(shù)學(xué)特級教師吳正憲老師在對全國數(shù)學(xué)骨干教師的“‘運(yùn)算能力’的培養(yǎng)就是讓學(xué)生算得又對又快嗎?”的專題講座中,對“數(shù)的運(yùn)算”提出了如下教學(xué)建議:弄清楚運(yùn)算能力的內(nèi)涵(前方已經(jīng)述及,不再贅述);理解算理,掌握算法;處理好算理直觀和算法抽象之間的關(guān)系;處理好算法多樣與算法優(yōu)化的關(guān)系。算法多樣化與優(yōu)化之間的關(guān)系,通性通法很重要;處理好技能訓(xùn)練與思維訓(xùn)練的關(guān)系;注重計(jì)算與日常生活及解決問題的聯(lián)系;整體把握估算教學(xué),提出好問題,培養(yǎng)學(xué)生合理估算的意識和能力。
“木桶理論”告訴我們:一只木桶盛水的多少,并不取決于桶壁上最高的那塊木塊,而恰恰取決于桶壁上最短的那塊。因此要想提高水桶的整體容量,不是去加長最長的那塊木板,而是要下功夫依次補(bǔ)齊最短的木板。我們的運(yùn)算教學(xué)正面臨類似的境況。對多年的PISA測試數(shù)據(jù)分析,可以看出:在計(jì)算技能上,中國學(xué)生明顯勝于日本學(xué)生,這既反映了我國數(shù)學(xué)教學(xué)的傳統(tǒng)和優(yōu)勢,可能也反映出在我國數(shù)學(xué)教學(xué)中對計(jì)算要求可能過高過嚴(yán)。另一方面,中國學(xué)生在掌握一些重要的數(shù)學(xué)概念方面不如日本學(xué)生扎實(shí),如關(guān)于數(shù)軸和刻度的概念的理解與應(yīng)用,中國學(xué)生表現(xiàn)出明顯的差距。很明顯,計(jì)算已經(jīng)是我們的強(qiáng)項(xiàng),但我們的弱項(xiàng)也很明顯,特別是在提問題、想辦法方面。20世紀(jì)最偉大,最有影響的荷蘭數(shù)學(xué)教育家弗蘭登塔爾說:“教育不能成為類似于把人訓(xùn)練成計(jì)算機(jī)的教育,因?yàn)槿怂愕脑倏煲部觳贿^計(jì)算機(jī),與其如此,不如讓孩子去做那些計(jì)算機(jī)不能做的事情”。所以我們在運(yùn)算教學(xué)上,應(yīng)弱化重復(fù)型、機(jī)械的技能訓(xùn)練,突出算理和算法探究的思維訓(xùn)練;降低運(yùn)算教學(xué)內(nèi)容的難度,減少運(yùn)算教學(xué)占用的時(shí)間和精力,騰出時(shí)間,讓學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)探究和數(shù)學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。
中央民族大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)研究所孫曉天教授認(rèn)為:算的又對、又快固然好,但讓“對”和“快”從“慢”、“笨”一點(diǎn)點(diǎn)發(fā)展起來更好。學(xué)生通過自己的發(fā)現(xiàn),在一個(gè)探究過程中領(lǐng)悟運(yùn)算的來龍去脈及用途,有助于把運(yùn)算從一套供記憶復(fù)制的、孤立的概念和程序的結(jié)合體,轉(zhuǎn)化成一個(gè)充滿思考和探索的、思想和應(yīng)用相互交織的整體。他認(rèn)為,這就是《標(biāo)準(zhǔn)(2011)》新增“運(yùn)算能力”的意義。孫曉天教授表示,具有探究特質(zhì)的運(yùn)算能力,反映了數(shù)學(xué)作為“成長載體”的教育價(jià)值,它有助于那些可以普遍遷移的,如興趣、好奇心(洞察力)、質(zhì)疑能力、探究能力、反思精神、合作精神的養(yǎng)成成為現(xiàn)實(shí)。孫曉天教授建議:無緣無故的“算”可以有,但應(yīng)適度,要重視“算”的理由。他指出:“快”不僅要考慮學(xué)習(xí)者的耐受性,更要把“快”的教育價(jià)值想清楚;運(yùn)算能力一定要與時(shí)俱進(jìn),我們應(yīng)當(dāng)站在新的歷史起點(diǎn)上為運(yùn)算的教育價(jià)值定位;我們要從學(xué)生的全面發(fā)展、健康成長出發(fā)思考運(yùn)算能力的培養(yǎng)問題;練習(xí)無疑是必要的,但要重視研究以重復(fù)型、機(jī)械性、速率式為標(biāo)志的訓(xùn)練的科學(xué)尺度。
在廣泛聽取數(shù)學(xué)專家、數(shù)學(xué)教育專家、數(shù)學(xué)教科研人員、一線教師意見的基礎(chǔ)上,逐步宣傳項(xiàng)目理念和擬改革、改進(jìn)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式。項(xiàng)目組初步形成以下共識:
首先,各年段降低運(yùn)算的難度(刪減大數(shù)目的計(jì)算),讓學(xué)生充分經(jīng)歷運(yùn)算的全過程。其次,從第二年段開始,在解決問題時(shí),準(zhǔn)許學(xué)生使用計(jì)算器獲得運(yùn)算結(jié)果,以便學(xué)生有更多地時(shí)間和精力探求真正的數(shù)學(xué)。
在教師教學(xué)方式方面,要做到:(1)在數(shù)的運(yùn)算教學(xué)中遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和知識能力形成過程的特點(diǎn)進(jìn)行,即數(shù)的運(yùn)算的意義及四則運(yùn)算之間的關(guān)系;獲得運(yùn)算的結(jié)果(包括估算、精確計(jì)算);運(yùn)算律及運(yùn)算性質(zhì);運(yùn)用運(yùn)算解決實(shí)際問題。(2)要重視對運(yùn)算意義的教學(xué)。加、減、乘、除運(yùn)算的意義是核心概念,要讓學(xué)生積累原型,讓學(xué)生清楚在什么時(shí)候用加、減、乘、除運(yùn)算。比如:加法可以作為合并、移入、增加、繼續(xù)往前數(shù)等的模型;減法可以作為剩余、比較、往回?cái)?shù)、減少或加法逆運(yùn)算等的模型;乘法可以作為相等的數(shù)的和、面積計(jì)算、倍數(shù)、組合等的模型;除法可以作為平均分配、比率或乘法逆運(yùn)算等的模型。(3)要重視算理的教學(xué)。算理是四則運(yùn)算的理論依據(jù),它是由數(shù)學(xué)概念、運(yùn)算定律、運(yùn)算性質(zhì)等構(gòu)成的;運(yùn)算法則是四則運(yùn)算的基本程序和方法。運(yùn)算是基于法則進(jìn)行的,而法則又要滿足一定的道理。在實(shí)際教學(xué)時(shí),要使學(xué)生理解法則背后的道理。不僅要讓學(xué)生知道該怎么計(jì)算,而且還應(yīng)該讓學(xué)生明白為什么要這樣計(jì)算,使學(xué)生在理解算理的基礎(chǔ)上掌握運(yùn)算法則。(4)通過多種方式幫助學(xué)生理解算理。為了幫助學(xué)生更好地理解算理,教師要善于選擇多種方式。常用的理解算理的方式有實(shí)物原型、已有知識、直觀模型等。其中直觀模型指的是具有一定結(jié)構(gòu)的操作材料和直觀材料,如小棒、計(jì)數(shù)器、長方形或圓形圖、數(shù)直線;而實(shí)物原型指的是具有一定結(jié)構(gòu)的實(shí)物材料,如元、角、分等人民幣,千米、米、分米等測量單位。(5)在運(yùn)算教學(xué)過程中,要讓學(xué)生親自經(jīng)歷和體驗(yàn)運(yùn)算的全過程。教師要了解學(xué)生想法中所蘊(yùn)涵的道理,鼓勵(lì)學(xué)生個(gè)性化、主動(dòng)地學(xué)習(xí)。鼓勵(lì)學(xué)生自己探索如何進(jìn)行運(yùn)算,并且嘗試說明自己這樣算的道理。這些個(gè)性化、多樣化的運(yùn)算方法往往蘊(yùn)涵著學(xué)生心目中的“算理”,對這些方法的比較和交流有助于學(xué)生理解算理。在此基礎(chǔ)上教師再引導(dǎo)學(xué)生向通用的和經(jīng)過現(xiàn)實(shí)檢驗(yàn)的“公認(rèn)法則”靠攏,學(xué)生對于算理的理解就會(huì)加深了。在探索和理解算理的過程中,學(xué)生獲得了不只是運(yùn)算的技能,學(xué)生的推理能力、發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題的能力都得到了發(fā)展,學(xué)生的數(shù)學(xué)體驗(yàn)和數(shù)學(xué)思想方法的積累也在穩(wěn)步遞增,因?yàn)閷W(xué)生探索的過程正是數(shù)學(xué)家經(jīng)歷過的,或者是數(shù)學(xué)應(yīng)該經(jīng)歷的過程。(6)對于計(jì)算法則的“熟練”,并不是要求學(xué)生對于所有的計(jì)算法則的使用都必須達(dá)到一定的速度,而是指形成必要的計(jì)算技能,從而在以后遇到此類計(jì)算時(shí),學(xué)生能“自動(dòng)地”使用法則。當(dāng)學(xué)生面對精確計(jì)算的題目時(shí),能夠回憶起法則進(jìn)行“自動(dòng)”的運(yùn)算,而當(dāng)詢問法則背后的道理時(shí),學(xué)生又能運(yùn)用自己的方式正確地加以表達(dá)。(7)有效利用學(xué)生的困難和錯(cuò)誤。教師不能將學(xué)生的困難和錯(cuò)誤簡單地歸為“粗心”,而要通過訪談等手段了解學(xué)生的真實(shí)想法,準(zhǔn)確診斷學(xué)生困難和錯(cuò)誤的原因,并力圖去發(fā)現(xiàn)其中的原因和積極成分,把困難和錯(cuò)誤當(dāng)成資源來利用。如果教師不了解學(xué)生的真正困難,設(shè)計(jì)有效的活動(dòng)幫助學(xué)生克服困難,學(xué)生可能只會(huì)機(jī)械記住法則。
首先,在紙質(zhì)學(xué)業(yè)水平測試時(shí),減少純粹計(jì)算的題目。把數(shù)學(xué)運(yùn)算置于具體的問題情境中,考查學(xué)生對其中所蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)本質(zhì)的理解,能否在具體情境中進(jìn)行合理應(yīng)用。其次,在紙質(zhì)學(xué)業(yè)水平測試時(shí),探索對“算理”和“算法”測試的途徑,形成有利教學(xué)導(dǎo)向,讓運(yùn)算教學(xué)向重視算理的路上行進(jìn)。再次,在紙質(zhì)學(xué)業(yè)水平測試時(shí),增加借助計(jì)算器探索運(yùn)算規(guī)律的題目,考查學(xué)生數(shù)學(xué)思考和發(fā)現(xiàn)問題等方面的能力。