【摘要】計(jì)算是小學(xué)階段數(shù)學(xué)教學(xué)的重要板塊,也是后續(xù)開展數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)的基礎(chǔ)。算理和算法是數(shù)字計(jì)算的構(gòu)成部分。算理是計(jì)算問題的路徑,而算法則側(cè)重計(jì)算問題的手段。學(xué)生對(duì)算理和算法的掌握程度,決定了他們的計(jì)算效率。文章分析教師帶領(lǐng)學(xué)生參與算理和算法探究的過程。
【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué);理解算理;優(yōu)化算法;計(jì)算效率
作者簡介:張海燕(1980—),女,江蘇省如皋市丁堰鎮(zhèn)丁堰小學(xué)。
計(jì)算是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重點(diǎn)與難點(diǎn),既需要學(xué)生對(duì)算理有充分理解,又要求學(xué)生對(duì)算法融會(huì)貫通。一方面,在小學(xué)階段,學(xué)生需要理解運(yùn)算的各種規(guī)則,掌握加、減、乘、除等基本的運(yùn)算方法;另一方面,學(xué)生在學(xué)習(xí)計(jì)算的過程中會(huì)遇到各種困難,如對(duì)運(yùn)算規(guī)則理解不深、計(jì)算速度慢、計(jì)算錯(cuò)誤率高等。對(duì)此,教師應(yīng)充分發(fā)揮引導(dǎo)作用,優(yōu)化設(shè)計(jì)教學(xué)策略,以“明算理、知算法”為出發(fā)點(diǎn),將算理和算法兩項(xiàng)教學(xué)內(nèi)容有機(jī)融合,指導(dǎo)學(xué)生理解算理、優(yōu)化算法[1]。
一、搭建探究平臺(tái)
算理是算法的支撐,它涉及算法的原理、方法和過程,為算法提供重要的理論依據(jù),是算法存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。教師需要梳理教學(xué)思路,讓學(xué)生充分感受由抽象算理到直觀算法的演變。教師可以為學(xué)生提供探究式學(xué)習(xí)平臺(tái),創(chuàng)設(shè)生活化情境,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生參與算理的探索過程,讓學(xué)生從不同維度深入理解算理的內(nèi)涵、強(qiáng)化邏輯思維,從而初步培養(yǎng)學(xué)生解決數(shù)學(xué)計(jì)算問題的能力。
以蘇教版數(shù)學(xué)五年級(jí)上冊(cè)“小數(shù)加法和減法”的教學(xué)為例。本單元內(nèi)容的內(nèi)在算理邏輯是把相同計(jì)數(shù)單位的數(shù)進(jìn)行相加、相減。學(xué)生需要掌握其中的計(jì)算法則,即加法“滿十進(jìn)一”、減法“退一當(dāng)十”。
筆者先以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力為出發(fā)點(diǎn),運(yùn)用生活化事物搭建探究平臺(tái)的框架,提出問題激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。具體來說,筆者借助貨幣單位的換算引導(dǎo)學(xué)生展開探究。筆者在課前提問學(xué)生:“同學(xué)們,這里有1本練習(xí)冊(cè)和1支鋼筆,已知1本練習(xí)冊(cè)7.45元,1支鋼筆9.73元,這些加起來該付多少錢呢?”學(xué)生依據(jù)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行計(jì)算:元加元,7元加9元等于16元;角加角,4角加7角等于1元1角;分加分,5分加3分等于8分。16元、1元1角、8分加起來就是17元1角8分,也就是17.18,所以7.45+9.73=17.18。學(xué)生在計(jì)算的過程中自主思考,初步內(nèi)化小數(shù)計(jì)算的算理邏輯:對(duì)齊計(jì)數(shù)單位。
接著,筆者正式帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)小數(shù)的計(jì)算,引導(dǎo)學(xué)生分析問題的本質(zhì),理清計(jì)算的路徑和規(guī)律,并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)形成正確的算理邏輯和計(jì)算策略。具體來說,筆者利用知識(shí)遷移的方法,引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)整數(shù)的豎式計(jì)算:“同學(xué)們,試著列一下15+14的豎式,想一想15+1.4的豎式該怎么列呢?”由此,有的學(xué)生提出問題:“兩位整數(shù)加減法的計(jì)算規(guī)律是相同位數(shù)相加,那么小數(shù)加減法的計(jì)算規(guī)律也是這樣的嗎?”有的學(xué)生提出問題:“小數(shù)中的相同位數(shù)指的是什么?”在學(xué)生充分思考這些問題后,筆者為學(xué)生講解:“用豎式計(jì)算小數(shù)加法和減法,要注意先把小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊再算,小數(shù)加法和減法同樣適用兩、三位數(shù)的加法和減法計(jì)算中加法‘滿十進(jìn)一’、減法‘退一當(dāng)十’的計(jì)算規(guī)則。”
可見,計(jì)算教學(xué)是循序漸進(jìn)的。教師在教學(xué)過程中需要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主思考,幫助學(xué)生真正理解算理邏輯,從而有效提高學(xué)生的數(shù)學(xué)計(jì)算能力和思維素養(yǎng),實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)。
二、直觀展示算法
算法是解決計(jì)算問題的步驟或方法。教師可以把算法教學(xué)分成板書展示、演算講解、驗(yàn)算講解三個(gè)步驟,使學(xué)生在初步認(rèn)識(shí)、實(shí)際運(yùn)用、總結(jié)拓展的過程中充分掌握數(shù)學(xué)算法。學(xué)生學(xué)會(huì)將復(fù)雜的問題分解為簡單的步驟,有利于加深對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算規(guī)則的理解[2]。
以蘇教版數(shù)學(xué)三年級(jí)上冊(cè)“兩、三位數(shù)除以一位數(shù)”的教學(xué)為例。本單元要求學(xué)生掌握兩、三位數(shù)除以一位數(shù)的豎式算法和驗(yàn)算方法。
首先,筆者通過板書的方式清晰地呈現(xiàn)計(jì)算思路。具體來說,筆者在黑板上板書48÷2的豎式形式,讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)除法豎式zth3Its3HRgcue91sqhYug==計(jì)算的雛形。
其次,筆者引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考算法問題:“為什么2在商的十位上?”此時(shí),學(xué)生無從下手。
再次,筆者進(jìn)行演算講解:“兩位數(shù)除以一位數(shù)需要按照計(jì)算單位逐位計(jì)算。被除數(shù)的最高位十位是4,4÷2=2。因此,在商的十位上寫2。被除數(shù)的個(gè)位是8,8÷2=4。因此,在商的個(gè)位上寫4。算式的結(jié)果就是24?!?/p>
最后,學(xué)生依托直觀的豎式計(jì)算講解,深入理解算法路徑,明確算法的執(zhí)行過程。
在此基礎(chǔ)上,筆者借助直觀的板書,教授學(xué)生該以何種計(jì)算形式來進(jìn)行驗(yàn)算。繼續(xù)以2√48 =24的豎式計(jì)算為例。筆者教授學(xué)生:“除法可以用乘法驗(yàn)算?!睂W(xué)生在筆者的引導(dǎo)下發(fā)現(xiàn),24×2=48,這說明上述除法豎式的計(jì)算結(jié)果是正確的。
學(xué)生直觀認(rèn)識(shí)兩位數(shù)除以一位數(shù)的驗(yàn)算后,便能夠舉一反三,嘗試對(duì)三位數(shù)除以一位數(shù)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)算,并發(fā)現(xiàn)不同數(shù)值除法豎式計(jì)算的兼容性算法規(guī)律,從而深化對(duì)算理的理解。
可見,直觀的教學(xué)形式能夠讓學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)形成更加清晰的認(rèn)識(shí),為學(xué)生接下來的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)奠定良好的基礎(chǔ),提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在教學(xué)過程中,教師需要關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展過程,耐心解答學(xué)生的問題。
三、實(shí)際應(yīng)用算理
算理和算法兩者的割裂教學(xué)不僅無法讓學(xué)生發(fā)展計(jì)算思維,還會(huì)讓學(xué)生對(duì)算理和算法的理解浮于表面。如此,當(dāng)學(xué)生面對(duì)實(shí)際問題時(shí),很難靈活地轉(zhuǎn)換思維解決問題。教師需要結(jié)合算理和算法的教學(xué),讓學(xué)生在解決問題的過程中強(qiáng)化分析思維,提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
以蘇教版數(shù)學(xué)四年級(jí)下冊(cè)“解決問題的策略”的教學(xué)為例。本單元的教學(xué)重點(diǎn)是讓學(xué)生理清數(shù)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并讓學(xué)生學(xué)會(huì)通過畫圖探索解決問題的步驟與方法。
首先,筆者借助教材中具體的問題情境引導(dǎo)學(xué)生分析算理和算法。具體來說,筆者引導(dǎo)學(xué)生閱讀以下例題,提煉問題的關(guān)鍵信息—郵票的枚數(shù)。
小寧和小春共有72枚郵票,小春比小寧多12枚。兩人各有郵票多少枚?
其次,筆者出示線段圖,要求學(xué)生根據(jù)題意將線段圖補(bǔ)充完整。在補(bǔ)充線段圖的過程中,學(xué)生分析數(shù)量關(guān)系,探索算法。
算法一:兩人郵票的總數(shù)減去12,就是小寧郵票枚數(shù)的2倍,可以先計(jì)算小寧有多少枚郵票。
算法二:兩人郵票的總數(shù)加上12,就是小春郵票枚數(shù)的2倍,可以先計(jì)算小春有多少枚郵票。
再次,學(xué)生認(rèn)識(shí)到不同數(shù)量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并以此為基礎(chǔ)建立解決問題的數(shù)量模型,計(jì)算得出小寧有30枚郵票,小春有42枚郵票,并加以驗(yàn)證。
最后,筆者趁熱打鐵,設(shè)計(jì)具體的生活化問題,讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)算理對(duì)問題進(jìn)行分析,從而讓學(xué)生在解決問題的過程中強(qiáng)化數(shù)學(xué)分析思維。
不同的問題有多種不同的算理思路,且不同算理思路的效率和適用性各不相同。教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在解決問題的過程中,嘗試探究不同的計(jì)算方法,并比CHDtSoRfsK9ABpyoFi001Q==較針對(duì)同一問題的不同計(jì)算方法的運(yùn)算效率,從而運(yùn)用最合理、最簡便的算法來提高解題速度。
可見,算理可以幫助學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型,還可以幫助學(xué)生尋找解題的最佳方法。學(xué)生從不同維度深入理解算理,主動(dòng)優(yōu)化算法,可以提高分析問題的能力和解決問題的效率。
四、實(shí)時(shí)評(píng)估反饋
算理為算法的設(shè)計(jì)和分析提供了理論基礎(chǔ),而高效的算法能夠在有限的步驟內(nèi)解決特定問題,二者相輔相成,共同為提高計(jì)算效率提供支撐。如果計(jì)算教學(xué)側(cè)重于機(jī)械記憶和重復(fù)練習(xí),學(xué)生就難以透徹把握算理和算法。對(duì)此,教師需要通過實(shí)時(shí)評(píng)估和及時(shí)反饋,引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)發(fā)現(xiàn)自己在計(jì)算過程中的思維誤區(qū)與不良習(xí)慣,幫助學(xué)生分析出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因與培養(yǎng)良好的計(jì)算習(xí)慣。
以蘇教版數(shù)學(xué)六年級(jí)上冊(cè)“分?jǐn)?shù)乘法”的教學(xué)為例。在本單元中,學(xué)生初步接觸分?jǐn)?shù)乘法的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容,對(duì)于分?jǐn)?shù)乘法的算理和算法尚未形成充分的認(rèn)識(shí),在進(jìn)行分?jǐn)?shù)乘法的運(yùn)算時(shí)錯(cuò)誤率較高。
首先,筆者設(shè)計(jì)以下難度適宜、有代表性的易錯(cuò)分?jǐn)?shù)乘法計(jì)算題。
題一:××50= ( )
題二:××= ( )
學(xué)生進(jìn)行當(dāng)堂計(jì)算。有的學(xué)生在計(jì)算××50時(shí),未把50進(jìn)行約分,導(dǎo)致最終的計(jì)算結(jié)果不是最簡真分?jǐn)?shù)的形式;有的學(xué)生在計(jì)算××?xí)r,誤將兩個(gè)11進(jìn)行約分,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤;還有的學(xué)生出現(xiàn)分子分母顛倒等常見的計(jì)算錯(cuò)誤。
其次,筆者對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)歸納,并向?qū)W生反饋。筆者向?qū)W生講解:“分?jǐn)?shù)乘法的核心是將兩個(gè)分?jǐn)?shù)的分子相乘,得到新分?jǐn)?shù)的分子;接著將兩個(gè)分?jǐn)?shù)的分母相乘,得到新分?jǐn)?shù)的分母;再簡化新分?jǐn)?shù),把分子和分母約分至最簡形式。分母不能和分母約分,只有分子和分母之間可以約分。”
再次,筆者分析不同學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,并為其設(shè)計(jì)個(gè)性化指導(dǎo)方案。對(duì)于在計(jì)算過程中未將結(jié)果約分至最簡形式的學(xué)生,筆者認(rèn)為他們?cè)谒惴ㄉ洗嬖谑杪?。此時(shí),筆者立即給予反饋,直接指出他們的錯(cuò)誤,引導(dǎo)他們將××50的分子50與分母100進(jìn)行重新約分。對(duì)于算理理解不到位的學(xué)生,筆者幫助他們重新分析分?jǐn)?shù)乘法的內(nèi)在邏輯,引導(dǎo)他們?cè)俅螄L試計(jì)算。
最后,筆者以實(shí)時(shí)評(píng)估的反饋結(jié)果為基礎(chǔ),判斷學(xué)生對(duì)分?jǐn)?shù)乘法單元算理的理解是否深入、對(duì)算法的掌握是否熟練。學(xué)生在筆者的引導(dǎo)下,重新思考分?jǐn)?shù)的計(jì)算規(guī)則,及時(shí)修補(bǔ)知識(shí)缺漏,進(jìn)而提高計(jì)算分?jǐn)?shù)乘法的效率。
可見,實(shí)時(shí)評(píng)估反饋是提高小學(xué)數(shù)學(xué)計(jì)算教學(xué)的重要手段。教師需要注重實(shí)時(shí)評(píng)估反饋的應(yīng)用,為學(xué)生提供個(gè)性化的反饋信息和指導(dǎo),幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,從而有針對(duì)性地提高計(jì)算的準(zhǔn)確性[3]。
結(jié)語
在小學(xué)數(shù)學(xué)計(jì)算教學(xué)中,算理和算法相輔相成,缺一不可。教師要將幫助學(xué)生理解和掌握算理作為教學(xué)的基礎(chǔ),將優(yōu)化算法作為教學(xué)的關(guān)鍵,設(shè)計(jì)指向性明確的教學(xué)策略,促進(jìn)學(xué)生將算理和算法相結(jié)合,助力學(xué)生從基礎(chǔ)計(jì)算練習(xí)順利過渡至復(fù)雜的算理應(yīng)用。在實(shí)際教學(xué)的過程中,教師應(yīng)依據(jù)實(shí)際的課堂反饋,靈活地調(diào)整教學(xué)策略,運(yùn)用多樣的演示,加深學(xué)生對(duì)抽象算理的理解,進(jìn)而提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。
【參考文獻(xiàn)】
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[3]吳厚天.從“算法”到“算理”的升華:以蘇教版小學(xué)數(shù)學(xué)五年級(jí)上冊(cè)“小數(shù)加法和減法”為例[J].中國教師,2022(7):66-68.