陸椿
摘要:根據(jù)學(xué)生的年齡特征,教材對計算內(nèi)容的編排以單元形式螺旋上升,但具體到某一課時的設(shè)計,受知識難易程度和學(xué)生已有經(jīng)驗等影響,似乎略顯簡單。計算問題雖“小”,學(xué)問卻“大”——知識之間的聯(lián)系、隱藏在知識背后的策略性方法、學(xué)生計算素養(yǎng)的形成等,都是教師必須關(guān)注和研究的問題。以《不含括號的三步混合計算》一課為例,說明可以通過例題拓展,算法、算理結(jié)合,題組比較等途徑,讓計算教學(xué)“小題大做”“小中見大”。
關(guān)鍵詞:計算教學(xué)例題拓展算法算理題組比較
“數(shù)的運算”歷來是小學(xué)數(shù)學(xué)課程的重要組成部分?!读x務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準(2011年版)》指出:“運算能力主要是指能夠根據(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(xué)生理解運算的算理,尋求合理簡潔的運算途徑解決問題?!庇纱丝梢?,計算教學(xué)應(yīng)該體現(xiàn)三個基本特征:正確運算、理解算理、方法合理。
根據(jù)學(xué)生的年齡特征,教材對計算內(nèi)容的編排以單元形式螺旋上升,但具體到某一課時的設(shè)計,受知識難易程度和學(xué)生已有經(jīng)驗等影響,似乎略顯簡單。蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)四年級上冊《不含括號的三步混合計算》一課是整數(shù)混合運算最后一個教學(xué)單元的起始課,正確理解并掌握這部分內(nèi)容,既是發(fā)展學(xué)生計算能力的需要,又是學(xué)習(xí)運算律(含簡便運算),以及小數(shù)、分數(shù)混合運算的基礎(chǔ)。此教學(xué)內(nèi)容本身較為簡單,教材只編排了1道例題及相應(yīng)的“試一試”,學(xué)生只需把兩步混合運算的運算順序(三年級下冊)遷移到三步混合運算中來,即可解決。顯然,這對四年級的學(xué)生來說并不困難。
不過,問題雖“小”,學(xué)問卻“大”——知識之間的聯(lián)系、隱藏在知識背后的策略性方法、學(xué)生計算素養(yǎng)的形成等,都是教師必須關(guān)注和研究的問題。所謂“小”題也應(yīng)“大”做,讓簡單的內(nèi)容豐富起來。現(xiàn)以《不含括號的三步混合計算》一課為例,略談筆者的實踐與思考。
一、例題拓展
教材例題(問題情境)是探究的驅(qū)動力、教學(xué)的出發(fā)點,首先要研究教材例題,看它是如何呈現(xiàn)關(guān)鍵知識點的。例題是獨立的,但知識點不是孤立的,還要分析知識之間的聯(lián)系,思考教學(xué)中可以進行怎樣的豐富與拓展。如此,才有可能形成知識系統(tǒng)。
本節(jié)課教材中的例題,出示的情境為:“中國象棋每副12元,圍棋每副15元,買3副中國象棋和4副圍棋,一共要付多少元?”引導(dǎo)的解題方法是先分步再綜合,并在綜合方法中給出了等號和橫線,引導(dǎo)學(xué)生用遞等式的格式進行計算和填空,同時也對運算順序做了小小的提示。
為了給學(xué)生更好地展示自主學(xué)習(xí)過程的空間,我嘗試對教材例題進行了改編拓展,讓學(xué)生自主探究算式的運算順序,并結(jié)合實際問題及兩步混合運算的運算順序,說明探究理由。改編后的教學(xué)設(shè)計溝通了兩步混合運算和三步混合運算的聯(lián)系,符合學(xué)生的認知規(guī)律,給了學(xué)生更開放的探索和思考空間。具體如下:
(一)情境導(dǎo)入
1.談話:這節(jié)課,我們來到學(xué)校興趣社團研究一些數(shù)學(xué)問題。棋社準備買一些中國象棋和圍棋,一位同學(xué)和老師來到了商店(出示改編后的情境圖,如圖1)。
2.啟發(fā):“買5副棋,兩種棋都要買”你是怎么理解的?可以怎樣買呢?
預(yù)設(shè):①買4副中國象棋和1副圍棋;②買1副中國象棋和4副圍棋;③買3副中國象棋和2副圍棋;④買2副中國象棋和3副圍棋。
3.復(fù)習(xí)兩步混合運算,解決第①和第②種購買方案。(省略)
(二)新知探究
1.探究:你能解決第③種購買方案中的問題嗎?列成綜合算式你會算嗎?
2.試一試:對于第④種購買方案,你能運用學(xué)到的知識獨立解答嗎?
……
此教學(xué)設(shè)計做了三處加工:一是在結(jié)構(gòu)上將原例題改編成開放性問題,豐富了例題的功能。二是增加了思維難度。顯然,對于“買5副棋,兩種棋都要買”這一信息,學(xué)生要稍加思索才能理解其含義。三是體現(xiàn)了前后知識的銜接。上述四種購買方案中,①和②是復(fù)習(xí)以前學(xué)過的兩步混合運算;③作為新課的例題教學(xué);④作為即時反饋。解決這四個問題,既復(fù)習(xí)了舊知,又自然引出了新知,還預(yù)留了鞏固練習(xí),可謂一舉多得。
二、“法”“理”結(jié)合
算法和算理是運算能力的兩翼。算理是計算的依據(jù),是算法的基礎(chǔ);算法是依據(jù)算理提煉出來的計算方法和規(guī)則,是算理的具體體現(xiàn)。兩者相輔相成,缺一不可。本節(jié)課的內(nèi)容是“三步混合運算”,運算順序(算法)學(xué)生通過遷移可以獲得,但是對于算理“先乘除再加減”,則必須讓學(xué)生回歸現(xiàn)實世界,通過情境來說明其合理性。
史寧中教授有一個有趣的比喻:運算可以看作是講故事,一步運算就是講述一個簡單的故事;兩步或三步運算都是講述多個故事。按照故事發(fā)生的先后順序,有的是大故事包含小故事,必須講完一個故事才能開始講下一個故事;有的是幾個故事并列。這些故事用數(shù)學(xué)上的一個式子來表達,就形成了混合運算;要讓運算結(jié)果和這些故事發(fā)生的先后順序一致,就需要制訂一些規(guī)則,就是運算順序。因此,教學(xué)中我有意識地進行了這方面的滲透。具體如下:
1.例題:買3副中國象棋和2副圍棋,一共要付多少元?
引導(dǎo):
①解決這個問題要先算什么?為什么?
②分步列式的同學(xué),請說說前兩步算的什么?再算什么?
③綜合算式的同學(xué),想想應(yīng)該先算哪個部分?是按怎樣的運算順序來計算的?你能聯(lián)系題意說說為什么要先算乘法嗎?
2.模仿,解決問題。(即上述第④題,省略)
3.試一試(出示圖2):
①你能把這個綜合算式補充完整嗎?
②“100-90÷6×4”,要先算什么?再算什么?最后算什么?你能結(jié)合題意說一說嗎?
4.比較歸納:這些三步混合計算要先算什么呢?和兩步混合計算的運算順序一樣嗎?
5.拓展:你能從乘法(除法)的定義出發(fā),說說在含有乘法(除法)的算式中先算加法(減法),會導(dǎo)致什么結(jié)果嗎?
例題其實講了一個買棋的故事,引導(dǎo)可以分三個層次。一是看問題,初步領(lǐng)會故事發(fā)生的先后順序。二是引導(dǎo)分步列式,發(fā)現(xiàn)包含3個“小故事”:①買3副中國象棋付多少元?②買2副圍棋付多少元?③一共要付多少元?只有把①和②這兩個故事講完了,才能繼續(xù)第③個故事。至于是先講述“①買3副中國象棋”還是“②買2副圍棋”,都是可以的。在分步列式的過程中把順序理清楚了,之后用綜合算式來解答就水到渠成了。三是列出綜合式。根據(jù)故事的先后順序,“①買3副中國象棋”和“②買2副圍棋”先發(fā)生,所以要先算這兩步乘法,接著才能算“③一共要付多少元”的加法;而“買3副中國象棋”和“買2副圍棋”是并列關(guān)系,先算哪個都可以,不會影響最后的結(jié)果,因此可以一起算。
接下來的“試一試”也進行了適當改編,增加了生活情境。同時,為了降低難度,以填空的形式引導(dǎo)學(xué)生列出算式。根據(jù)情境,要先算出“①1副國際象棋多少元”,再算出“②4副國際象棋多少元”,最后算出“③找回多少元”。這三個小故事是一環(huán)套一環(huán)的,必須講完上一個故事,才能繼續(xù)下一個故事,因此運算順序必須是“除法→乘法→減法”,不然故事就講不下去了。在學(xué)生結(jié)合生活情境獲得運算順序的體驗與認識后,教師說明“像這樣的三步混合計算(不含括號),數(shù)學(xué)上是這樣規(guī)定運算順序的:先算乘(除)法,再算加(減)法”。
拓展問題引導(dǎo)學(xué)生利用乘法的定義把乘法還原成加法,然后按照加法的先后順序算出結(jié)果,接著與先算加法再算乘法的結(jié)果比較,指出后者的不合理,由此進一步從數(shù)學(xué)內(nèi)部強化對算理的理解。
講的是故事,理的是順序。算理為計算提供了正確的思維方式,保證了計算的合理性和可行性;而算法保證了計算的正確性和快速性。算法和算理結(jié)合,可以讓學(xué)生更直觀地理解和掌握運算順序。
三、題組比較
題組訓(xùn)練是蘇教版數(shù)學(xué)教材編寫上的一大特色。小學(xué)生還不具備主動將知識融會貫通的能力,而“題組”以其溝通相近知識聯(lián)系、突出相異知識對比的特性,能有效促進學(xué)生對數(shù)學(xué)知識和方法本質(zhì)的真正理解。本節(jié)課,我設(shè)計了三次題組比較(變式辨析)。
(一)不同計算方式的比較,體會運算順序的合理性
對于例題的探究,學(xué)生交流分步解答的過程后,列出綜合算式“12×3+15×2”并嘗試計算,出現(xiàn)了兩種不同的運算順序(如圖3)。引導(dǎo)學(xué)生比較這兩種算法有什么相同和不同,讓學(xué)生在比較的過程中,理解二者的實質(zhì)是講同一個“故事”,體會同時計算兩個乘法的優(yōu)越性。
① 12×3+15×2
=36+15×2
=36+30
=66(元)② 12×3+15×2
=36+30
=66(元)
(二)同結(jié)構(gòu)算式的比較,實現(xiàn)運算順序的快速遷移
解決了方案③“買3副中國象棋和2副圍棋,一共要付多少元?”和方案④“買2副中國象棋和3副圍棋,一共要付多少元?”后,比較“12×3+15×2”和“12×2+15×3”這兩個算式的特征,使學(xué)生對“乘加乘”結(jié)構(gòu)的三步混合計算有進一步的認識。為了讓學(xué)生牢固掌握這種結(jié)構(gòu),我設(shè)計了游戲“算式變變變”,進行題組變形:12×3-15×2→12÷2+15÷3→12×2+15÷3→……引導(dǎo)學(xué)生觀察每次是怎樣變化的,可以按怎樣的順序算,讓學(xué)生體會:雖然數(shù)字和運算符號在不斷變化,但是算式結(jié)構(gòu)沒有變,由此建立起“扁擔(dān)題”的結(jié)構(gòu)模型。并得出:都要先算乘(除)法,再算加(減)法;也可以同時算出乘(除)法,再算加(減)法,這樣可以使書寫過程簡略一些。
(三)不同結(jié)構(gòu)算式的比較,感受“變和不變”的數(shù)學(xué)思想
接著,是第二次“算式變變變”:……→12-2×15÷3→12+2×15÷3→12○2○15○3,呈現(xiàn)三步混合計算的各種不同結(jié)構(gòu),讓學(xué)生說說要先算什么、后算什么。算式結(jié)構(gòu)的改變,再次激發(fā)了學(xué)生探索的欲望。最后讓學(xué)生在“○”中填上運算符號,編寫出不同的三步混合計算式,然后說說每個算式的運算順序。學(xué)生感受到雖然每個算式具體的運算順序在變,但是“先乘(除)、后加(減)”的方法不變。
參考文獻:
[1] 史寧中.基本概念與運算法則——小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的核心問題[M].北京:高等教育出版社,2013.