顾志能
笔者近期连听了几节口算课,发现多位授课教师对口算算法和算理的认识不清晰,导致教学的设计及实施出现明显问题。为此,笔者结合具体课例,对口算中的算法和算理作一些详细说明,期待能引起一线教师的思考。
一
算法,即计算的方法,也就是怎么算。
以人教版教材三年级上册的《口算乘法》为例。例1(如图1)中,20×3可以怎么算?“20后面的0先不看,2乘3等于6,6后面再添个0,等于60。”这就是学生心目中这道题最典型的算法。当然,20×3还有另一种算法,即用20+20+20来计算,等于60。
算理,即算法背后的道理,也就是为什么可以这样算。
以前述“0先不看,乘后再添0”的算法为例。它背后的道理是什么?20后面的0不看,就只看到了2;这个2是2个十的2,2个十的2乘3,得到6;但这个6是6个十的6,所以还要在6后面添个0,得到结果为60。这就是该种算法的算理。
上述算理,其本质是数的意义和乘法的本质(计数单位不变,计数单位的个数增加)。当然,算理还涉及乘法运算律,如“2个十”乘3变成“2×3”个十,用到了乘法交换律和结合律(这些运算律知识尚未学过,学生依据直观和经验接受即可,下文同)。
至于20×3的另一种算法20+20+20,其算理一目了然——乘法的意义,即乘法是求几个相同加数的和的简便运算。
由此可见,算法和算理是计算教学中两个不同的概念,教师教学时需要区分清楚,不可混为一谈。
二
例2(如图2)中的算法与算理更值得一说。
12×3的算法是怎样的?(读者不妨先自己想一想)
用加法来计算,12+12+12肯定可行。
用乘法来算呢?很多教师可能会觉得,教材上所呈现的“10×3=30,2×3=6,30+6=36”不就是算法吗?因此常会有教师直接把这一过程写下来(或让学生写下来),指出这就是这道题目的计算方法。
然而,口算的算法并不需要那么复杂。在学生看来,这道题的口算算法很简单。先用十位上的1乘3得3,答案处先写3;再用个位上的2乘3得6,6写在3的后面;3和6“合起来”就是36。整个算法过程如图3所示(图中的连线,只是学生表达算法或教师引导理解时的辅助记号,实际口算时不用画出来)。
此外还要说明两点:其一,口算的结果是口述的,并不一定要写下来;其二,此题也可以从个位算起,且这是后一节课的优化方向。
那么,这道题这么算,算理是什么呢?
一是数的意义,12就是10与2的和;二是乘法分配律,12×3也可视为10×3加上2×3;三是数的组成,十位上写3,个位上写6,就是30+6。例题图中小棒的圈画或那三个算式就是在说明这些道理。
因此,小棒的圈画和三个算式都是12×3乘法口算的算理,它们的本质是一样的,只不过前者为直观图式,后者为数学表达。
可能会有教师心生疑惑,教材上的插图明明写了“我是这样算的”,这难道不是算法吗?笔者认为,这是算法过程“完整的、严谨的文字描述”,学生可以如此边口述边写出(想到)答案,但却不需要形式化地写出来,只要在头脑中想到即可。从这个角度来说,教材上的“我是这样算的”改成“我是这样想的”也许更合适。
三
以上所讲的算理算法,在笔者听到的课中,很多教师都是混淆的。最常见的场景是给出小棒情境图,引导学生列式12×3(此时很多学生会直接报出答案36),然后给学生布置一个探究任务(如图4)。
学生探究后,教师组织教学反馈,学生有用连加计算进行说明的,有用圈画小棒图配上三个横式进行说明的,教师引导学生理解,最后确认方法及答案。
画一画或写一写,说明12×3可以怎么算?
上述教学过程存在的问题是显而易见的——算理算法混在了一起,有的学生是在写算法,有的学生是在写算理,或者兼而有之。
针对这样的问题,教学该如何调整?笔者在《理法更分明,教学更合理》一文中已有阐述(详见本刊2023年第10期),即针对这类算法较为简单、学生普遍都会的计算课(特别是口算内容),均可采用“先算法,后算理”的教学思路。在《义务教育数学课程标准(2022年版)》强调数学思维主要是指运算能力和推理意识的背景下,这一教法的意义是明显的,它放大了算理理解的过程,凸显了思维训练的目标。
四
综上所述,口算的算法跟笔算的算法一样,就是一个操作程序,但这个程序相對比较简单,往往可以用很朴素、直白的语言予以概括,如“0先不看,乘后再添0”“先乘个位的数,再乘十位的数”等。运用这个程序就能很直接地得出答案,而不需要再写出“想”的过程。这也就符合了口算的本意——凡是耳听题目口答结果或是看着题目说出结果的计算方法就叫口算,所以口算也叫“心算”或“暗算”。
口算在第一、二学段有很多教学内容,这些内容看似易教易学,但细细思考,这样的内容其实并不好教,里面有很多值得研究的元素。教师在教学时,应厘清其中的算法和算理,然后设计出科学合理的教学过程,引导学生熟练掌握算法,深刻理解算理。
(浙江省杭州市滨江区教育研究院)