张一平
(永泰县教师进修学校,福建 永泰 350700)
运算能力是数学课程的核心素养之一,是操作能力与数学思维能力的有机结合,正确运算、理解算理、掌握算法为其三大表现特征。笔者在课堂教学主题调研和教学视导过程中发现,部分教师在计算教学时只关注学生算法训练,学生“会算”“算对了”便“大功告成”,至于“为什么这么算”“最佳方法”等没有成为他们的关注点。究其原因,是教师对算理理解重要性存在认知偏差,其自身算理指导能力也欠缺。知名学者曹培英认为,计算教学从记忆走向理解成为过去式,以理解促进记忆掌握才是现在进行时,符合低年级学生生理和心理发育规律。[1]
心理学研究表明,情境可以赋予数字意义,使抽象的数字成为具体的“物”,即形成“学生自己的经验”;离开了“物”,学生不太容易理解。《义务教育数学课程标准(2011 年版)》提出了“结合具体情境”的要求,力倡教师在数的运算教学中,引导学生借助自身原有经验,将数的运算与之紧密结合,为理解并掌握数的运算提供“物”的基础。
创设说理课堂情境必须是基于学生现有认知的情境,避免“陌生”“繁杂”“拔高”的情境给学生“下马威”;必须是具体情境中的感性经验,让学生的思维率先“从具体到抽象”的正向联系,避免思维率先“从抽象回到具体”的逆向联系。
例如,在“复习引入”时以运动会入场式场景为情境。在“探究新知”时创设的情境是:后勤组同学为运动员们购买了3 箱矿泉水,每箱12 瓶,后勤组购买了多少瓶水?在“综合应用”时创设的情境是:超市里笔盒19 元、羽毛球拍31 元、水彩笔22 元、书包42元。张老师带了89 元钱准备买4 个同样的奖品,奖励给表现最出色的4 位同学,她可能买什么作为奖品?本节课以学校运动会为主线,把“多位数乘一位数”的计算教学以问题的形式,巧妙地融入具体的情境之中。让学生的已有知识经验与生活情境紧密联系,为计算说理打下“物”的基础。
鉴于小学生仍处在具体运算阶段,若直接用数学符号和语言符号解释算理尚有困难,需要借力感性材料的支持。其中,三年级学生处于运算法则描述阶段,注重经验积累,必须让知识由形转数,理解算理。教师必须运用教具、语言和符号等进行多元表征,促成在直观中理解算理。从知识的理解看,在原有计算经验的基础上,历经“乘法的意义”“计数的方法”“位值制”由浅入深的过程;从思维发展看,遵循从“具体形象”到“半抽象”,再到“抽象”逐级递进的过程。
以教学“12×3”为例:借助铅笔(含小橡皮筋)、计数器、语言、符号等表征,分别按照具体形象地理解算理、半抽象地理解算理、抽象地理解算理等三个层次,依次层层深入,帮助学生理解算理。首先,借助铅笔操作,将数字的拆分与不同计数单位的铅笔一一对应,帮助学生在头脑中形成表象,从乘法的意义上理解算理。其次,在计数器的十位上拨3 个珠子,表示10×3,在个位上拨3 个2,表示2×3;将数字的拆分与不同计数单位的珠子一一对应,从计数方法上理解算理。再次,用语言和符号抽象表述,把竖式计算过程与铅笔、计数器的操作过程一一对应,将动作表征与符号表征紧密结合,让学生理解“乘法运算是计数单位与计数单位的个数相乘”[2],实现从“位值制”角度理解算理,促进其向抽象思维水平发展。
知识的传递与获得,是由学习者自己决定与构建的。从学习构建过程角度看,学生要立足自己已有的经验对新知识建立初步的认识,再理清知识之间的内在联系,最后抽象和总结知识的内在本质特征,实现“个性化的理解”,达到意义内化。教师可以通过多元表征的表象形成,建构关系,抽象概括,让学生对算理的意义理解由浅入深,悟出本质,达到深度内化。
在“12×3”教学过程中,教师通过三个步骤,让学生在感悟中实现意义内化。首先,形成表象,初次内化。教师通过铅笔的直观操作、数字的分拆、计数器的演示、竖式计算等多元表征帮助学生理解算理,在头脑中形成表象,达到初次内化。其次,建构关系,二次内化。将上述四种不同的表征进行关系比较,发现铅笔的直观操作与数字的分拆就是“形”与“式”的关系;计数器的“形”的演示与竖式计算的“式”也存在对应关系。这样,在不同表征之间进行“形”与“式”的关系建构,达到二次内化。再次,抽象概括,深度内化。数学知识是系统的、整体的,从上述四种计算方法中抽象概括出算理的本质,让学生领悟算法不同但算理一样,达到深度内化。
学生的认知结构天然具有差异性,不同学生对同一个问题的理解是不同的。如果要让学生更加全面地理解知识,就要让学生跳出自己原有的认知体系,与同伴交流,相互了解,交换彼此的见解。因此,教师要给予学生观察、操作、思考、交流的平台,给学生充分表达和交流自己想法的机会,并在此过程中“修正”自己的理解。学生能否对算理作精准表达,是学生对算理是否理解的外在表现。
在“12×3”教学过程中,精心实施这三个步骤:一是让学生通过对铅笔、计数器等实践操作,获得对算法与算理的体验。本实操包括铅笔操作促成生活经验表达、计数器操作促成数形结合表达、竖式分步演算促成数学化抽象表达等内容,结合操作内容说算理,力争每一项内容都心中有“理”。二是引导学生在小组内倾听同伴的观点,做好修正自己或说服同伴的准备,对不同观点提出质疑,并说出论据,做到言之有“据”;引导学生停止与本话题无关的“说理”发言,适时“纠错”。三是在全班分享交流发言时,要求做到同伴说过的不重复,并整合同伴的观点,完善自己的观点,让说理“整体化”。学生经历有理、有据、有序地说理,其精准表达能力在不断滋养。
新课程理念要求学生不仅要计算正确、理解算理,还要追求方法的合理性、简洁性。合理应用是让学生通过对“信息的挖掘、问题的定向、方法的选择、过程的简化及自觉的评价”[2]等一系列步骤进行应用,可见,合理应用不是简单地回顾或重复,不是单纯的数字操作,而是学生理解算理后对计算方法与策略的个性化选择,是学生对学习活动过程的反向思考。这样,追求计算方法的合理、简洁,是说理课堂走向优化的高阶目标,可以在课内外习题中得以强化运用与检验。
譬如,本节课教师设计了利于“算理应用”的习题:超市里每个笔盒19 元、羽毛球拍31 元、水彩笔22元、书包42 元。张老师准备买4 个同样的奖品,奖励给运动会表现最突出的4 位同学。如果她带了89元,她可能买什么作为奖品?面对“张老师可能买什么作为奖品”这个问题,不同的学生信息处理能力不同,对具体问题的定向也不同。学生根据个体的运算能力,分别选择估算、精算等算法,个性化地解决问题。此后,学生通过“说理”阐明各自计算方法的合理性;教师引导学生对比、分析,对计算过程进行优化。这样,计算教学从过去的关注技能和技巧,拓展到现在强调计算过程的数学思考,从过去单一的计算范畴拓展到现在寻求合理简洁的运算途径。