段娟
數(shù)的運算貫穿于整個數(shù)學領(lǐng)域,是數(shù)學學習的一條主線?!读x務教育教學課程標準(2011版)》以下簡稱“《標準》”把“運算能力”列為十大核心概念之一,賦予運算能力新的內(nèi)涵,使得培養(yǎng)“運算能力”的主渠道——運算教學更加被教師們所關(guān)注。
在江漢區(qū)近幾年的“練運算”活動中,學生運算能力有大幅提高,但也暴露出一些問題:有的教師矯枉過正,搞題海訓練;單純抓運算技能,忽視學生的綜合素養(yǎng);一味求運算速度,使得學生喪失運算興趣。
一切教育為了學生,而教研正是為了解決教學中出現(xiàn)的問題,解決教師的困惑,最終落實到發(fā)展學生的綜合素養(yǎng)中。我們必須重新審視運算教學及相關(guān)的核心概念。
重新審視——運算能力的內(nèi)涵是什么?
在數(shù)學學習過程中,無論是知識的積累、方法的提高,還是規(guī)則的內(nèi)化、實際的運用,都承載著“數(shù)的運算”“數(shù)學推理”“數(shù)學抽象”“直觀想象”等學科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。其中,運算能力不僅蘊涵抽象、推理、模型等基本數(shù)學思想,還是數(shù)學學科所獨有的關(guān)鍵能力。
1.什么是運算能力?
《標準》運算能力是指能夠根據(jù)法則和運算律正確地進行運算的能力。培養(yǎng)運算能力有助于學生理解運算的算理,尋求合理、簡潔的運算途徑解決問題。
運算能力的主要特征為——正確運算、理解算理、方法合理。這也是評價運算能力的主要標準。
2.運算能力僅僅是一種技能嗎?
一起來看看使用“湊十法”計算9+3的過程:9+3=9+1+2=10+2=12,這個過程表面上是計算過程,實際上也是一個推理過程。張景中院士曾說過:“計算是具體的推理,推理是抽象的計算?!边\算能力并非單一的、孤立的數(shù)學能力,而是運算技能與邏輯思維等有機整合。
學生在實施運算和解決問題的過程中,要分析運算條件,探究運算方向,選擇運算方法,設(shè)計運算程序,使運算合理簡潔。換言之,運算能力不僅是一種數(shù)學的操作能力,更是一種數(shù)學的思維能力。這就是江漢區(qū)在小學階段堅持開展“練運算”活動的價值所在。
3.如何形成運算能力?
對運算能力的結(jié)構(gòu)進行分析可以發(fā)現(xiàn):算理、算法是運算能力的“一體兩翼”,兩者相輔相成。算理是算法的理論依據(jù),涵蓋了數(shù)學概念、運算定律、運算性質(zhì)等;算法是算理所蘊含的行為的整理與提煉,使得算理可操作化。沒有算理的算法是機械的,不成算法的算理不能轉(zhuǎn)化為運算能力。兩者既是運算能力的構(gòu)成基礎(chǔ),又是運算能力的核心要素。
僅有算理和算法,還不足以形成運算能力,還必須有基本口算的支撐和運算策略的選擇。運算的方式包含精確計算和估算,精確計算又分為口算、筆算和用計算器算。其中口算是基礎(chǔ),因為筆算、估算最終都轉(zhuǎn)化為了口算。
不斷找尋——運算教學的價值追求是什么?
運算教學根據(jù)內(nèi)容可以分為:運算產(chǎn)生的教學(如《乘法的初步認識》)、運算法則形成的教學(如《兩位數(shù)的加減法》《多位數(shù)乘一位數(shù)(筆算)》)、運算實際運用的教學。
無論是加法、減法,還是乘法、除法,每一種運算都是解決某類問題的工具,或是由某類問題所抽象出來的數(shù)學模型。因此,學習一種運算的意義就是經(jīng)歷一個“建?!钡倪^程。
就小學階段的數(shù)運算教學而言,主要是引導學生:經(jīng)歷從整體上把握整數(shù)、小數(shù)、分數(shù)四則運算各種類型的認識過程;經(jīng)歷從特殊到一般,發(fā)現(xiàn)和提煉運算法則的過程;經(jīng)歷口算、筆算、估算、簡算之間的有主有次、融合滲透的溝通過程。
借助于這樣的教學過程,除了要使學生掌握各種運算方法,形成相關(guān)的運算技能外,還要使學生感受知識結(jié)構(gòu)及邏輯關(guān)系,學會有序思考,形成有條理的思維習慣;學會用獨特的眼光發(fā)現(xiàn)運算中內(nèi)在的規(guī)律,從而了解數(shù)學發(fā)展的一般方法,感受法則、定律形成的過程中的數(shù)學思想(分類、歸納、轉(zhuǎn)化、數(shù)形結(jié)合等);學會根據(jù)具體情境,選擇恰當?shù)姆椒ㄟM行靈活計算,提升學生敏捷的思維品質(zhì)。
因此,數(shù)運算教學的價值取向需要發(fā)生變化,從追求運算結(jié)果的準確無誤和運算速度提高學,轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學生判斷與選擇的自覺意識和靈活敏捷的思維品質(zhì)。
梳理定位——核心素養(yǎng)背景下的運算教學是什么?
在“核心素養(yǎng)”視角下,我們對已有四年實踐歷程的“練運算”工作進行進一步梳理、發(fā)掘和優(yōu)化,轉(zhuǎn)化為“核心素養(yǎng)”的時代要求,成為核心素養(yǎng)的江漢表達、落實核心素養(yǎng)的有效途徑。
依據(jù)《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》的框架、《標準》以及前期的實踐經(jīng)驗,我們初步構(gòu)建了江漢區(qū)小學生運算能力的“價值目標體系”,用它來指引我們的運算教學。
價值目標體系對應7大學科素養(yǎng),指向于“中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)”的不同層面。這7大方面的學科素養(yǎng)分別是:運算能力、推理能力、數(shù)感、符號意識、應用意識、模型思想、創(chuàng)新意識。每方面的素養(yǎng)又通過不同的要點得以體現(xiàn)。
有了宏觀的目標體系,那么微觀層面,運算教學的課堂應該是“有挑戰(zhàn)性的”——激發(fā)學生探索的欲望,“豐厚的”——引導學生經(jīng)歷探索運算方法的過程,同時也是“樸實的”——促使學生靜心思考、安心練習、用心內(nèi)化。
核心素養(yǎng)視野下的運算教學,除了傳統(tǒng)的突出算理、算法的教學,還應重視對運算意義的建立,引導學生感悟數(shù)學思想,并適時滲透數(shù)學文化。在實踐中,我們初步提煉了“運算教學五要素”:
1.創(chuàng)境激需,凸顯意義。把計算融入解決問題中,讓學生在情境中產(chǎn)生運算的需要,從而能主動地投入到算法的構(gòu)建過程中。
2.借助直觀,明晰算理。通過直觀演示或操作,幫助學生感悟算理,為算法的建構(gòu)建立明確的表象;借助數(shù)形結(jié)合,支撐算理。
3.遷移類推,抽象算法。教師在運算教學中引導學生透過現(xiàn)象看到本質(zhì),在掌握算理的基礎(chǔ)上,引導學生遷移類推、發(fā)現(xiàn)運算的規(guī)律,抽象算法,建立運算的模型。
4.溝通比較,感悟思想。利用學生已有的運算知識和經(jīng)驗,把新舊知識結(jié)合在一起,體會運算時的相同點,促進認知同化,完善認知結(jié)構(gòu)。
數(shù)學教學不用求“全”,而應求“聯(lián)”。運算教學也不例外,當多種算法呈現(xiàn)出來的時候,需要及時勾連,通過異中求同等方式,建立它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,促進算理的結(jié)構(gòu)化理解。
例如:從四年級的“整數(shù)的簡便運算”,到五年級“小數(shù)的簡便運算”,再到六年級“分數(shù)的簡便運算”,通過知識的鋪墊和遷移,讓孩子們發(fā)現(xiàn)規(guī)律和異同,得出整數(shù)的運算定律在小數(shù)和分數(shù)的運算中同樣適用。這不僅是某個知識點的遷移,更是數(shù)學思想的提升。
5.分層練習,提升能力。既要有讓學生思考的自主練習,培養(yǎng)一絲不茍的運算習慣,又要有富有挑戰(zhàn)性的開放式練習,激發(fā)學生的思維活動。在分層練習中,動靜結(jié)合,口眼手腦協(xié)調(diào)并用,才能更好地發(fā)展學生的運算能力。
重視運算能力的培養(yǎng),提高運算教學的育人價值,是數(shù)學學科培育學生核心素養(yǎng)中關(guān)鍵能力的一個“小切口”。立足高遠,做好每一件小事,這是江漢教育人共同的目標。
(作者單位:武漢市江漢區(qū)教育局小學教研室)