实现理法融合,构建说理课堂

2022-02-20 11:30林秀洁
广东教学报·教育综合 2022年19期
关键词:算理运算能力算法

林秀洁

【摘要】算理、算法作为运算能力的一体两翼,缺一不可。说理是学生明理的途径,是学生理解算理、掌握算法的关键,是运算教学的核心。因此,在运算教学中,我们不仅要引导学生学习知识,更要让学生通过学习知识通晓道理。实现理法融合的说理课堂,切实提高学生的运算能力和思维能力。

【关键词】小学;数学;算理;算法;课堂;运算能力

“运算的本质是一种数学思维能力或者推理思想,但是运算如果不讲算理,只讲算法,或者学生不懂算理,只会算法,那么学生就只会照葫芦画瓢,模仿着计算。”说理是学生明理的途径,是运算教学的核心。要提高学生的运算能力,在运算教学中就必须让学生明算理、懂算法,不仅要让学生知其然,还要知其所以然。

在教研中,发现学校一些教师对于运算内容的认识很粗浅,对《义务教育数学课程标准(2011年版)》(以下简称《课程标准》)核心概念之一的“运算能力”的提出认识不到位,没有认真解读《课程标准》对教材的要求。于是,筆者主持了课题“提高中高年级学生运算能力的策略研究”,组织教研组和课题组成员深入课堂听课,课后集中评析、诊断、总结,在不断磨课、分析、研究中,努力追求在运算教学中以说理为核心,实现理法融合的说理课堂,从而提高学生的运算能力。下面以北师大版小学四年级下册《买文具》为例,谈一谈对运算教学的几点思考。

一、思理中类比迁移,感知意义

《买文具》是四年级小数乘法单元的第一个内容,这个单元的学习是学生在学习了小数的意义、整数乘法、小数加减法的基础上进行的。每个运算单元的起始课基本上是口算课型,所以,第一节课的教学效果会直接影响到后面的教学质量,不能将口算课当作简单的课而匆匆带过。《课程标准》提出:“必须注重知识的‘生长点’和‘延伸点’,把每堂课教学的知识置于整体知识的体系中,注重知识的结构和体系,处理好局部知识与整体知识的关系。”教学中,必须让学生扎实掌握口算方法,理解算理,为后面的笔算教学打好基础。因此,为了使学生对小数乘法有更深刻的认识,我们经历了以下的教学实践。

(一)初次执教

1.复习填空

0.8表示( )个0.1,1.2表示( )个0.1。

2.初步感知

①出示课本情景图,让学生说说你想买什么?

②学生大多用学过的小数加法进行回答。比如买一支铅笔和一个卷笔刀共1元。

③师:淘气买四块橡皮需要多少元?你会列式吗?

生列出算式:0.2+0.2+0.2+0.2=0.8(元)。

0.2x4=0.8(元)。

让学生说说表示什么意思。(生回答不上来)

师讲解板书:表示4个0.2相加的和是多少?并出示小数乘整数的意义,学生齐读。

(二)课后思考

创设情境—提出问题—解决问题—归纳意义,这个环节进行得很顺畅,但我们发现,学生缺少思考,在归纳小数乘整数的意义时,学生无法运用旧知识迁移新的知识,这节课的内容是一位小数乘整数,整数乘法的意义是学生在以前学习过的内容。根据教材的处理,知识的螺旋上升、逐级递进的原则,小数乘整数的意义,学生完全可以通过观察、迁移形成小数乘整数的意义,但由于学生回答不上来,教师直接给出意义。因此,我们对小数乘整数意义的认识环节进行了修改。

(三)再次执教

1.复习导入

(1)填空

①0.8表示( )个0.1,1.2表示( )个0.1。

②8+8+8+8+8=( )×( )。

当学生回答后,师问:你能说说为什么是8×5吗?

生:表示5个8相加是和是多少。

2.感知意义

(1)出示情境图

师谈话问:如果我要买四块橡皮奖励学生,请你们帮老师算算需要多少元?说说你是怎么想的?生独立思考,再汇报:

生1:0.2+0.2+0.2+0.2=0.8(元)。

生2:0.2x4=0.8(元)。

师:你为什么用0.2×4呢?

生:因为8+8+8+8+8=8×5,所以0.2×4=0.8。

师:还有其它想法吗?

生:老师,我想2+2+2+2=2×4,所以0.2×4=0.8。

师:你根据的是整数乘法的意义,能尝试说说它的意义吗?

生:0.2×4表示4个0.2相加是多少。

师给予肯定并出示意义:求4个0.2相加的和是多少。

(四)磨课思考

再次执教时,我们在复习中设计了8+8+8+8+8=8×5,学生有了复习的铺垫,利用整数乘法的意义这个旧知类比迁移理解小数乘整数的意义,让学生根据对式子的理解,尝试用语言进行描述,逐步构建小数乘整数的意义,体会新知识的产生是通过旧知识的迁移得到的。

二、说理中体验转化,明晰算理

口算教学表面上是在培养学生的运算能力,实际上是通过口算这个抓手来提升学生的思维品质。这节课,学生能够借助面积模型用语言来表达“0.2×4为什么等于0.8”,这既是这节的重点,也是难点。语言是思维的外壳,口算是依“口”而“算”,但不只是为了“算”,更要突出口的语言表征作用。

(一)初次执教

1.师:淘气买四块橡皮需要多少元?你还有别的算法吗?说说你怎样算出0.2×4?

(1)学生分小组交流、讨论。

(2)汇报算法。

生1:0.2元=2角,0.2×4=8角,8角就是0.8元。

师:还有不同的算法吗?

没有学生举手。经过教师的一再提醒,一位学生呈现了面积模型图(如下图)。

生:0.2×4=0.8这个就表示0.8。

(3)师出示学生笑笑的面积模型,讲解并进行小结可以用三种方法解答。

2.出示第二个问题:买三把尺子,需要多少元?

(1)与同伴交流你的想法,生独立解答。

(2)讨论、展示不同的方法:

①0.4x3=1.2(元)。

②0.4元=4角,4x3=12角,12角=1.2元。

③面积模型(有学生出现下面的情况)。

教材中设计了“笑笑是这样做的,你能看懂吗?”这个问题是引导学生用小数的面积模型进一步解释0.2×4=0.8的道理。借助小数的直观模型理解小数乘整数的道理,掌握口算方法。在例题1的学习中,学生对面积模型的理解不到位,教学时,教师只是出示讲解带过,没有让学生深度学习,造成学生在完成第二个问题时产生了知识理解的障碍。实际上,这个运算的算理、过程和方法离不开十进位值制计数法。学生对十进位值制计数原理没有真正理解。

我國著名数学教育家周玉仁说过:“数学学习的本质是学生获取数学知识,形成数学技能和能力的一种思维活动过程。”我们知道,“数学是思维的体操”,运算能力的发展能促进思维能力的发展、思维品质的提升,有助于运算教学质量的提升。所以,思维是核心素养的重要组成部分。因此,在运算教学中,我们要充分让学生悟算理,说算理。学生通过说达成思维能力的培养、算理逻辑的建立。

(二)磨课后再执教

1.探究算法

师:一块橡皮0.2元,买4块橡皮。我们可以列式:0.2×4,那为什么0.2×4等于0.8呢?你能用我们学过的方法来说明吗?

(1)学生独立思考,再分小组交流、讨论。

(2)汇报:0.2元=2角,2×4=8角,8角=0.8元,所以0.2×4=0.8元。

0.2米=2分米,2x4=8分米, 8分米=0.8米,所以0.2×4=0.8米。

(3)展示面积模型图。

师让学生说思路。问:同学们听懂了吗?笑笑的面积模型(如下图)也跟你一样,同学们把你看懂的和不懂的跟同桌交流。

师问:你看懂什么了?有不懂的吗?

学生在说理中明白:把一个正方形平均分成10份,每份是0.1,2份是2个0.1,4个0.2就是8个0.1,也就是0.8,画8个小竖条。

(4)师再问:你们发现这个算理还可以用我们学过的什么定律来表示吗?从0.2×4出发,怎样算出0.8?

学生思考、交流发现:

0.2×4

=(0.1×2)×4

=0.1×(2×4)

=0.1×8

=0.8

2.师小结

3.出示:如果要买3把尺子,需要多少元呢?

(1)学生独立解答,再交流、讨论。

(2)生汇报:3×0.4=1.2(元)

师:说说你是怎么想的?思考:涂色的12条表示什么?为什么4×0.2的结果比1小,3×0.4的结果比1大?

(三)磨课思考

0.2×4=0.8,相信大部分学生能够得到准确的结果,但是为什么0.2×4等于0.8呢?可能很多学生回答不上来。数学知识的抽象性往往给学生的理解带来困难,学生运用数学思想方法的能力和意识比较弱。要想突破学生的这种困惑和弱点,教学中教师可以借助形的直观将抽象的道理直观化地呈现出来,使学生的说理有形可依。再次执教时,我们围绕核心问题:“为什么0.2×4等于0.8?”抓住数学的本质特征,设计“好”问题,架构起“问题”和“真知”的桥梁,让学生展现数学思维的过程,促进学生更具深度、广度地进行思考。课堂上,学生先利用元、角、分和米、分米将小数乘法的新问题转化成学过的知识,用旧知推出新知,体验了转化的思想。我们再让学生借助面积模型,把看懂的和看不懂的和同学交流,学生表现积极,踊跃说算理。通过两次深入的交流,学生再尝试用算式表达算理,揭示这种算法的基础知识与技能是用到小数的意义和乘法运算律。通过理解教师的小结算法,学生在完成第二个问题时就会得心应手。最后,教师以问题“为什么4×0.2的结果比1小,3×0.4的结果比1大?”向学生渗透一些规律性的知识,同时也透过两道算式的对比,让学生理解十进位值制的计数原理。这个环节,学生在交流、讨论、说理中逐渐走向深度学习。

三、明理中归纳提炼,优化算法

《课程标准》提倡算法的多样化和优化,是在理解算理的基础上进而形成的一般方法。实施以来,往往很多人走进误区,在教学上只求算法的多,且停留在形式上。教师在第一次执教时学生有的用加法、有的用乘法,将元转化为角进行计算。学生的年龄比较小,没能从多种算法中进行自我整理。一节课下来,可能造成一些学生头脑一片混乱,不知道该采用哪种方法,在大脑中没有形成最优的算法。

以下为再次执教具体步骤。

1.教师小结,学生通过比较发现用乘法计算比较方便。

2.师:将元化成角、米化成分米和面积模型是一种列式的方法吗?

生:不是,是我们想怎么得到结果的过程。

学生通过整理,厘清用乘法列式时,可在大脑中建立面积模型,口算出得数。

3.师归纳最优算法,并指出转化法和面积模型能帮助我们探索算法,理解小数乘整数的算理。

在教学实践中,教师鼓励学生用多种方法解答的同时,也要进行总结、提炼出最简洁的解答方式,实现算法的最优化。再次执教时,教师将不同的算法和思路进行总结和优化,学生通过整理、比较、在大脑中构建清晰的脉络,对小数乘整数的算法有了更明确的认识。这样,能帮助学生在解题中快速做出准确的反应。

四、辩理中把握本质,触类旁通

在学生学习完例题之后,我们设计了一道辨析题:

师:这个图形用式子表示是?3×4。(生异口同声回答)

师:我用这个图形能够表示3×4,30×4,0.3×4的理吗?

生:不可以。(语气非常肯定)

师:再想想。

生1:好像也可以。

生2:一个三角形表示1,4个3就是12。如果一个三角形表示10,那么也可以表示:30×4。

生3:一个三角形就是一个,怎么可以表示10呢?

学生在你一言我一语的辩理中,逐渐明白:如果一个三角形表示10,就是(3×4)个10,如果一个三角形表示0.1,那么就是(3×4)个0.1。

师问:发现什么吗?

生:三角形可以表示整数也可以表示小数。

师:它可以表示(3×4)个10、100、1000……也可以表示(3×4)个0.1、0.01、0.001……也就是说都表示几个几。

这道题的设计是抓住四则计算的本质:“按计数单位分组计算”。教师用图例提出:“能够表示3×4,30×4,0.3×4的算理吗?”学生在激烈的争辩中感知用一个三角形表示计数单位。教师引导学生从算式与直观的联系中深挖知识的本质,进而领悟到小数乘整数与整数乘法的共性——都是在计算几个“几”。

五、融理中联通算法,巩固提升

算理的巩固和算法的掌握需要通过练习的加强。《课程标准》指出:“基本技能的形成,需要一定量的训练,但要适度,不能依赖机械的重复操作,要注重训练的实效性。教师应把握技能形成的阶段性,根据内容的要求和学生的实际,分层次地落实。”

在完成例题的教学后,教师安排了三个层次的练习:

1.(1)根据几个相同加数相加填乘法算式,学生口头回答。

(2)结合具体情境,学生涂一涂、算一算。两道题巩固学生对小数乘法意义的理解。

2.买6支铅笔(每支0.3元)需要多少元?学生也可以借助直观模型画一画,帮助理解。学生独立完成后,让学生说一说是怎样计算的。这道题摆脱了例题直观情境的束缚,尝试从抽象到一般化的过程,加强学生对算法的运用。

3.用抢答的形式完成9道小数乘整数的口算题。9道题在屏幕上依次出现,学生必须在最短的时间内算出结果,口脑并用,迅速抢答。口算是一种“动脑动口不动手”的快速反应,依赖思维直接算出结果。这个环节在学生的思维层面完成了跨越,培养了学生思维的灵活性和广阔性。

练习的设计,既注重对算理的理解,也加强对算法的提炼和运用。学生在巩固提升中,完成对算法的抽象与内化,进而形成计算技能。练习的设计不仅多样化,也体现出难度的层次性,促使学生对知识的融会贯通。

总之,当前的运算教学中存在很多需要解决的问题,我们在课题研究中,要注重在运算教学中训练学生的说理能力,通过算理和算法的融合,实现学生的思维能力和计算技能的有機结合,达到触类旁通,方法迁移,进而提高学生的运算能力,培养学生的核心素养。

[本文系广东省教研课题“提高小学中高年级学生运算能力的策略研究”(课题编号:GDJY-2020-A-s043)的研究成果]

参考文献:

[1]王永春.小学数学核心素养教学论[M].华东教育出版社,2019.

[2]教育部.义务教育数学课程标准(2011年版)[S].北京师范大学出版社,2012.

[3]方军成.小学数学运算教学“拾零”[M].广州出版社,2021.

责任编辑  罗燕燕

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