文 / 宋晓光
目前的小学数学教学存在重算法轻算理的问题,计算教学停留在浅层,难以培养学生良好的运算能力。究其原因,一方面教师忽视了算理的重要性,另一方面算理本身具有较强的抽象性,学生难以理解算理的内涵。针对上述问题,教师应发挥自身的引导作用,调整小学数学计算教学策略,从融合的角度看待算理教学、算法教学两项教学内容,通过细讲解、多展示、活练习等教学手段提高学生算理、算法的学习效率,培养学生的数学运算素养。
“纯粹数学,就其本质而言,是逻辑思想的诗篇。”爱因斯坦的这句名言说明了数学算理的特点[1]。一直以来,算理在小学数学教科书中所占的篇幅较大,围绕其展开的数学课堂教学活动较多。然而,受算理特质的影响,部分学生无法在学习过程中理解抽象、复杂的算理内容,存在囫囵吞枣的现象。针对小学数学算理教学问题,教师应根据学生的认知特点,设计简单、直观且有趣的算理教学方案,加深学生对数学算理的理解。以苏教版“小数加法和减法”一课教学为例,本课算理与整数加减法的算理是相通的,教师可把握这一特点从以下几方面展开算理教学。
小学数学中的整数加减法教学、小数加减法教学,算理是相通的。教师应关注两部分教学内容的计算普遍规律,并对计算规律的本质进行探究,根据学生的具体学情组织旧知回顾教学活动,引导学生在回顾旧知的过程中推理、迁移数学算理。
第一,分析学生学情,找准算理迁移教学的切入点。对于五年级的学生而言,他们已经学习了整数加减法的算理,同时积累了大量关于元、角、分的知识,基本掌握了小数的意义和性质,这为学生理解“小数加法和减法”的算理奠定了知识基础[2]。
第二,抽象数学算理,明确整数加减法算理与小数加减法算理的共同点。整数加减法的算理:个位数只能与个位数直接相加减,十位数只能与十位数直接相加减——相同数位上的数才能直接相加减。小数加减法的算理:计数单位相同的两个数才能直接相加减——小数点对齐。
第三,综合学生学情分析结果与数学算理内容,出示迁移问题,具体如下。
(1)15+12=( )、39-18=( )、175+203=( )的结果是多少?计算原理是什么?该如何列竖式进行计算?(2)你能尝试列出6.4+1.3=( )的计算竖式吗?你是怎样想的?
由第(1)问,学生列出如下竖式,得到计算结果:
根据三项竖式,学生联想到两位数加两位数、两位数减两位数、三位数加三位数的整数竖式计算算理,即相同数位对齐并相加。由此,教师引导学生对第(2)问进行迁移:你认为6.4+1.3=( )的竖式应如何列?激发学生的迁移意识,使其主动思考迁移问题,如两位数、三位数的整数加减法的计算规律是相同位数相加,那么小数加减法的计算规律也是如此吗?小数的相同位数是什么?怎样相加小数的相同位数?
浅尝辄止的算理教学未触碰数学算理本质,致使学生不能在学习过程中充分领悟算理内涵,计算学习基础不扎实。为解决这一教学问题,教师有必要在课上演绎算理的形成与应用,使学生在看、听、悟、思的过程中掌握算理本质,夯实算理学习基础。“小数加法与减法”的计算本质是十进制计算,为使学生进一步掌握十进制计算原理,教师应用计数器进行演绎教学,具体如下。
讲桌摆放计数器,用红色、粉色、蓝色、绿色珠子分别表示十位、个位、十分位、百分位。演绎过程中,组织学生随机报小数,由教师用计数器摆出小数。
生1:摆出小数2.25。
师:在个位上摆出2颗粉色珠子,在十分位上摆出2颗蓝色珠子,在百分位上摆出5颗绿色珠子。
生2:小数2.25与6.93相加?
师:在个位上添加6颗粉色珠子,在十分位上添加9颗蓝色珠子,在百分位上添加3颗绿色珠子。
添加后,组织学生数不同数位上的珠子数量:个位有8颗粉色珠子,十分位有11颗蓝色珠子,百分位有8颗绿色珠子。
师(提问):现在计数器上呈现的是问题的最终结果吗?应该怎样做?
生3:计数器满十进一,应该在十分位保留1颗蓝色珠子,在个位加上1颗粉色珠子,百分位的珠子数量不变。
教师按照学生的说法调整计数器的珠子数量,得到:个位上有9颗粉色珠子,十分位上有1颗蓝色珠子,百分位有8颗绿色珠子。
教师通过演绎指导学生在直观观察、对比思考、总结的过程中感悟算理,使学生充分理解“小数加法与减法”的计算本质,即个位数与个位数对齐相加,十分位数与十分位数对齐相加,百分位数与百分位数对齐相加,满十进一等,加深学生对数学算理的理解。
(1)呈现算法:计算小数加、减法,先把各数的小数点对齐(也就是把相同数位上的数对齐),再按照整数加、减法的法则进行计算,最后在得数里对齐横线上的小数点,点上小数点(得数的小数部分末尾有0,一般要把0去掉)。
(3)演绎讲解:对于第一题,先对齐1.3、8.56两个小数,补齐1.3的百分位为1.30,使百分位与百分位相加,十分位与十分位相加,个位与个位相加,得出计算结果;对于第二题,对齐14.6、0.34两个小数,补齐14.6的百分位为14.60,百分位与百分位相减(不够向前借一),十分位与十分位相减,个位与个位相减,得出计算结果。
(1)呈现验算方法:加法验算时,可交换加数的位置重新计算,也可用加法运算之和减去一个加数,看得到的结果与另一个加数是否相同,若相同说明计算正确,不同说明计算错误;减法验算时,将差与减数相加,若和等于被减数,说明计算正确,若和不等于被减数,说明计算错误。
(3)解释:验算1.3+8.56=9.86时,调换8.56与1.30的位置,得到计算结果9.86与原结果相同;用和9.86减去其中一个加数1.30得到的计算结果与另一个加数相同,说明计算正确;验算14.6-0.34=14.26时,用差14.26与减数0.34相加得到计算结果14.60,与被减数相同,说明计算正确。
教师按照直观呈现数学算法、习题演绎算法应用方式、口头解释算法应用过程的步骤进行“小数加法与减法”的算法教学,能够使学生在初步认识、练习应用、反思总结的过程中充分掌握数学算法,为日后的综合应用奠定基础。
在进行“小数加法与减法”的计算教学时,教师应围绕基本数学原理设计典型练习题,引导学生在审题、析题过程中感悟题目中蕴藏的数学算理,在解题过程中积累运算经验并总结数学算法,使学生明确如何“算”。
填空题:3.4+4.6表示_____,结果是_____。
纠错题:14.34+5.67=71.04,86.7-5.9=81.8,这两道题目的计算结果正确吗?如果正确,说明原因;如果不正确,纠正错题答案。
填空题充分考查了学生对小数加法运算原理的掌握情况,使学生透过问题本质回顾小数加法计算的本质。纠错题中,两道例题的计算结果都是错误的,错误的原因在于小数点未对齐,退位计算不正确。在探析错误原因时,学生对小数加法、小数退位减法的算理进行了回顾;在纠正错题时,应用正确算法得出14.34+5.67=20.01、86.7-5.9=80.8的正确答案,积累了更多运算经验。
为培养学生综合应用数学算理、数学算法解决现实问题的能力,教师有必要在计算教学中设计现实问题,激发学生的应用意识。对此,教师要关注小数加法、小数减法问题在现实生活中的具体体现,并根据小学生的数学计算水平设计难度分层的应用习题,循序渐进地提升学生的算理、算法融合应用能力。
(1)小明有零花钱10.5元,妈妈又给了她6.9元,她现在有多少零花钱?(2)食堂有13.6吨大米,吃掉4.5吨后还剩多少吨大米?
上述应用题主要考查学生提炼题目信息,根据要求列小数加法、减法算式和数学计算的能力。在应用题练习过程中,教师可让学生在小组范围内交流、讨论解题原理、计算思路、计算结果,使学生在互动学习中充分理解数学算理、算法的应用意义及融合应用方法,增强学生的融合学习意识。
小学数学计算教学中,教师应注意整理、开发多元化的计算教学内容,引导学生从不同角度思考、探析数学计算问题,确保学生的计算思维处于活跃状态,增强其学习效果。教师还可以具体算理、算法为教学根据,设计拓展习题。
拓展题目:一条1米长的铁丝要围成一个等腰三角形,一条腰长为3分米,底边有多长?
设计意图:这道题目隐藏小数减法计算信息。解题时,学生需要灵活变通计算思维,将不统一的数学单位变为统一的计算单位,并联系等腰三角形的相关知识进行解题。
教师应将学生作为计算教学的主体,对学生算理学习、算法学习的实际情况进行相应的评价,通过评价激励学生进一步探究算理、算法的融合应用方法。
例如,在完成“小数加法和减法”算理、算法的基本教学后,教师可出示课后测评习题:计算4.8+5.6、6.28+1.69、28-15.68、20.39-1.2的结果。根据学生的测评情况,教师要分析学生的错误原因,如竖式计算时抄错数字、进退法则出错、加减法看错、数位未对齐、错位相加减等。教师可将学生的计算错误原因归类为算理不明、算法错误两类,并统计因算理原因、算法原因造成计算错误的人数。根据统计结果,教师能够得到学生在算理学习、算法学习时的学情,给予学生专业的点评,使学生在针对性评价的引导下反思自身不足,探究提高方法。
综上所述,算理教学与算法教学在小学数学计算教学中缺一不可。教师应处理好算理、算法教学的关系,将算理作为教学基础,将算法作为教学关键,并应用针对性的教学手段推进二者深度融合,使学生从浅层的计算学习向深层的算理学习过渡。在实际教学中,教师应灵活应用多种教法,在讲解、图示、演绎、对话的过程中加深学生对抽象算理的理解,促进学生对数学算法的吸收,培养学生灵活解决实际问题的能力。