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借助几何直观 剖析算理本质

2021-04-25钟圆照

广东教学报·教育综合 2021年32期
关键词:点子竖式笔算

钟圆照

在一次以计算为主题的教研活动中,教师刚上完“两位数乘两位数——笔算乘法”,为检测效果,当场发下A、B两份测试卷各52份,共收回104份。(A、B测试卷见图1和图2)A问卷学生答题正确率约96%;而问卷B正确率却只有47%。

从问卷的结果可了解学生的学情盲区。其一,不知“算理”为何物。在计算过程中,学生只知道怎样将算式算对,而对于算理的理解却少人能清楚知道。调查问卷B中的第①题为例,学生知道如何列出竖式计算(过程),却不知道每一个步骤背后的含义。41的1是进位的1,这个1应该表示10,而不是简单的“1”,学生只看表面,却不知内含的算理为何物。其二,不懂“算理”有何用。(见图3)多数学生(甚至部分教师)都认为计算只要会算就行了,算理根本用不上,故此不用理会。殊不知这种没有算理只有算法的计算往往只是停留于表面,只知其一,不知其二,使得计算的学习变得肤浅。当遇到真正要用到算理去解决问题时,比如,B问卷中的第③题,很多学生便难以将题目情景与式子每一步有效结合。

到底师生的“病根”何在?笔者认为,从数据中至少暴露出以下三大“病因”:第一,教学理念没及时更新。因只关注算法和题量的训练,却忽视算理的理解与理法的结合。而中段小学生由于理解和认知能力有限,最终导致“知其然而不知其所以然”的现象屡见不鲜。第二,急功近利,忽略算理。学生到了中段,随着计算步骤增加,往往只重视算法的掌握,然后机械重复地训练,忽视了每步计算步骤背后的含义和对算理的深入理解,从而造成对知识一知半解。第三,形式单一,思维狭窄。平时计算练习往往是以“口算+笔算”的形式来检测学生计算能力,导致计算教学只注重计算技能形成,而不关注计算素养的提高,久而久之造成学生思维狭窄,学生运算思维降低。

笔者针对上述问题,借助“几何直观”为药引,以“理根络”“定起点”“凸本质”为三贴“处方诊治”,效果明显,仅供一线教师商榷。

一、对比教材,理清“根络”

(一)对比教学内容,寻找两位数乘两位数的“络”

在实验版教材一般按“口算——估算——笔算”的顺序编排,把解决问题与计算整合在一起,目的是培养学生能运用所学知识解决生活中的问题,但在实施过程中教师却很难把握结合的“度”,容易忽略算理的教学,反而造成学生运算能力降低。而新教材则调整为“口算——笔算——解决问题”,把估算穿插在解决问题中。计算和解决问题分开,教师在教学中容易找到侧重点。同时,将实验版“口算乘法”换成“两位数、几百几十乘一位数”和“两位数乘整十数”,这样编排更利于学生在探究笔算乘法时想到“拆分法”。

(二)对比呈现方式,突显两位数乘两位数的“根”

“两位数乘两位数”这一单元,无论是实验教材还是新教材都非常注重让学生经历知识的形成过程,掌握计算的方法。但同时新教材在教学目标上增加了“借助几何直观理解算理”。而在教学内容的呈现方式上,更注重利用圖形表征、实物表征来帮助学生理解算理。显然,编者用意是想突出几何直观的作用。在“两位数乘两位数”这节课中借助点子图与算式一一对应,放手让学生去探究算法,引导学生亲历乘法竖式的建模过程,这样给抽象的算理赋予了形象,有利于学生理解算理,也使学生逐步学会借助几何直观解决问题、表达交流,提升数学思维水平。而实验版教材虽有“拆分法”的呈现,却少了“点子图”的辅助,造成算理教学的缺失。

二、透析学情,定准“起点”

“新课标”明确指出,“数学活动必须建立在学生认知发展水平和已有知识经验基础上。”为了进一步分析几何直观在“两位数乘两位数”中发挥的作用,充分了解学生学情和教材实际,笔者对三年级某班(50名学生)进行前测。题目如下:14×12,请用你喜欢的方法进行计算。调查结果如(表1)。通过前测结果的统计发现学生的主要问题:有12名学生用竖式计算,其中有5位学生出现以下错误(图4)。

从能正确列出竖式的学生访问中得知,他们是通过预习或父母教而能正确列出的。学生对笔算方法只知道如何书写,但问及每一步是怎么算出来,学生们不会表达。特别是对如何书写第二步乘积的结果感到困惑,他们的方法只是停留在机械记忆层面上。另外,36名学生用了拆分法,其中“把一个乘数拆分成整十数与一位数”的人数居多。这显然是受到上节课“口算乘法”知识迁移的影响,而恰恰这种方法与竖式计算有着密切联系。学生掌握了这种拆分法能很好贯穿前后知识的内在联系,帮助学生更好地理解笔算乘法的算理。另外也有个别学生出现以下错误(图5)。

通过以上的调查与分析,发现学生对两位数乘两位数的知识并非一片空白,大部分学生能利用已有的知识及经验解决,只是在拆分的过程与竖式计算联系较困难。因此,本课的关键应在于教师根据学生的已有知识与经验,借助有效的直观手段,帮助学生经历算法的抽象建构过程,充分理解算理,进而有效掌握算法,为运算能力的提高奠定扎实的基础。而几何直观就是学生从具体向抽象过渡的重要“脚手架”。故此,要给学生搭建充分的动手操作、合作交流的平台,提高学生的运算能力和思维深度。

三、践行研究,凸显“本质”

笔者将教学拟定为体现学生思维所要经历形成的四步曲:“以形想式”——“以形明理”——“以形懂法”——“用形转化”。巧用几何直观,让学生经历计算过程,揭示算理的本质,感悟算法的实质。

(一)以形想式,初感竖式模型

创设教学情境,激发学生强烈的探索欲望,为进一步理解算理。

层次一:

(出示问题(图6))

师:谁能解决这个问题?

追问:这个算式表示什么意思?

生:表示12个14的和是多少。

师:结果是几?(学生表示不知道)

师:看来口算有点难度,我们还可以用什么方法?(生一下就想到用竖式计算)

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