在算術運算的教學中培養(yǎng)學生的準變量思維

1、在算術運算的教學中培養(yǎng)學生的準變量思維教育心理學認為，計算是一種智力操作技能，而知識轉(zhuǎn)化為技能是需要過程的，計算技能的形成具有其自身獨特的規(guī)律。學生計算技能的形成一般要經(jīng)歷四個階段，即活動的認知階段、示范模仿階段、有意識的言語階段和無意識的內(nèi)部言語階段。于這樣的認識，在小學數(shù)學課堂教學實踐中，在學生初步理解算理、明確算法后，教師會根據(jù)計算技能形成的規(guī)律，及時組織練習。具體地說，一般先針對重點、難點進行專項練習、對比練習、改錯練習，再根據(jù)學生的實際體驗，進行歸類和變式練習。一般說來，復雜的計算技能總是可以分解為單一技能的，對分解的單一技能進行訓練并逐漸組合，才能形成復合性技能，再通過綜合訓練就可

2、以達到自動化階段。這樣進行計算教學，無疑是高效的。但毋庸置疑,這樣的計算教學在數(shù)學思維方式上傾向于算術程序思維,亟須改進。現(xiàn)行計算教學亟須努力的方向1 .要訓練思維的靈活性。數(shù)學教學的核心是發(fā)展學生的思維能力，計算技能的訓練當然也不例外。從此意義上講，計算技能訓練絕不是機械重復的操練”，而因圍繞技能的產(chǎn)生、形成和熟練，努力促進學生思維的發(fā)展。義務教育數(shù)學課程標準（2011年版）指出要“尋求合理簡潔的運算途徑解決問題”。結合具體算式的特點，靈活選擇計算方法,是具有較強運算能力的表現(xiàn)。思維的靈活性是指面對 數(shù)學問題，善于從不同角度和不同方面進行思考，靈活運用有關知識解決問題。它表現(xiàn)為對知識運用自如

3、、變通流暢，思維不囿于固定的程序，能夠根據(jù)具體情況靈活調(diào)整思路。計算教學對于學生成長和發(fā)展的價值，除了掌握算法外，更重要的是以數(shù)的運算過程為載體，幫助學生建立判斷和選擇的自覺意識，形成根據(jù)具體題目以及自我需要正確選擇的能力。2 .要促進學生的代數(shù)學習。在義務教育階段，數(shù)學教育是一個不可分割的整體，旨在培養(yǎng)和提高學生的數(shù)學素養(yǎng)而非數(shù)學（專業(yè)）才能。但是，數(shù)小學學在內(nèi)容上主要是算術，而且在數(shù)學思維方式上傾向于程序思維；初中數(shù)學的主要內(nèi)容之一是代數(shù)，在數(shù)學思維方式上更傾向于關系思維?！薄霸斐伤阈g和代數(shù)這兩個數(shù)學領域在學校教育中的割裂不僅有其傳統(tǒng)的原因，而且還有其現(xiàn)實的根源。這種割裂不僅有人為性，而且

4、還是造成學生后續(xù)學習代數(shù)困難的禍首之現(xiàn)在已經(jīng)有越來越多的共識，這種對算術學習與代數(shù)學習的分離使得學生在以后年級中學習代數(shù)更加困難。這種人為的分離也剝奪了學生在低年級運用強大的數(shù)學思維的機會，使得在學校數(shù)學學習中，學生對算術的學習并沒有為今后代數(shù)的學習奠定基礎。算術對于很多學生來說只是一系列的計算。學生并沒有很多機會思考使得這些計算成為可能的原因。而且，許多學生還將解 決算術題時所用的思想與方法帶到代數(shù)中，認為代數(shù)學習必須要記住很多各種各樣復雜的規(guī)則。當代研究表明，小學生能夠參與到代數(shù)推理中，而且學習代數(shù)中的這些重要概念并實踐并不是只有少數(shù)數(shù)學天賦出眾的學生才能完成。學生是可以具備早期代數(shù)思維的

5、。早期代數(shù)思維需要超越對算術與計算熟練程度的精通，以關注隱含的更深層的數(shù)學結構。綜上所述，計算教學要解決思維的靈活性、促進學生的代數(shù)學習，需要培養(yǎng)學生的準變量思維。準變量思維是介于算術思維和代數(shù)思維之間的一種數(shù)學思維形式，它是學生數(shù)學思維從算術思維發(fā)展到代數(shù)思維的橋梁和紐帶。準變量思維是充分利用算術中所隱含的代數(shù)關系了我們什么。 式：9+4o2）動手操作,探索算法。9+4”怎樣算呢？想一想,與結構，對算術及其問題進行“代數(shù)的思考”O(jiān)二、在計算教學中培養(yǎng)學生的準變量思維的途徑在計算教學中培養(yǎng)學生的準變量思維，需要教師轉(zhuǎn)變觀念，習慣使用“代數(shù)的眼睛和耳朵”，敏銳地發(fā)掘可以培養(yǎng)學生準變量思維的素材。

6、不管是例題的教學，還是習題演練，都要精心地做好設計。1 .在例題教學中培養(yǎng)學生的準變量思維。面試以蘇教版一年級上冊9加幾一課為例，進行新授部分的教學設計。1）明確條件與問題。出示例題，要求學生說出圖中告訴你能提一個用加法計算的問題嗎？怎樣列式呢？板書算你的想法用小棒擺一擺。先與同桌交流，再組織全班交流。學生中可能有以下三種方法：方法一：從9開始數(shù)，9,10,11,12,130方法二：先從右邊移1個到左邊，將左邊湊成10,再看右邊還剩3個，一共就有13個。方法三：10加4等于14,9比10少1個，所以9加4等于13o每一種算法,都要求學生對照實物圖進行交流。交流第二種二法時，教師用課件動態(tài)演示“

7、湊十”的過程。3)引導比較，優(yōu)化算法。組織學生比較出現(xiàn)的不同算法。方法一是用數(shù)數(shù)的方法，這是我們已經(jīng)學過的方法，還需要學會計算的方法。方法二是先把9湊成10,再計算，這種方法叫做“湊十法”?？偨Y“湊十法”的思考過程，同時板書：指出：這樣的思考方法還可以寫成“9+4=10+3=13",想一想為什么。方法三也可以這樣寫：9+4=10+4-1=13,想一想為什么要減lo20以內(nèi)的進位加法是學生計算技能的重要組成部分，也是以后學習加、減法口算和筆算的重要基礎。而“9加幾”又是學生第一次接觸進位加法，對于加法計算中的進位規(guī)則和處理方法，學生理解起來有一定的困難。為了有效地突破這一難點，采取化抽

8、象為直觀的方法，讓學生對照實物圖思考，初步形成各自的計算思路；和同桌互相說一說，以理清自己“數(shù)”或“算”的過程；再引導學生對不同算法進行比較,點強調(diào)“湊十法”的思路，幫助學生理解進位加的算理，這樣的設計遵循了兒童的認知規(guī)律。意在促進學生主動思考 優(yōu)化的算法,并逐步完善自己的算法;教師重其中，培養(yǎng)學生的準變量思維著重表現(xiàn)在：在板書“湊十法”的思考過程后，告訴學生，還可以這樣想：9+4=10+3=13(結合擺小棒，學生很容易理解)。這里的“二”不僅表示加的和，也表示“和不變”，把要算的“9+4”轉(zhuǎn)化為“10+3”來想，像9+4=10+3”“9+4=10+4-1”就是準變量表達式，準變量表達式能體現(xiàn)

9、“等號的關系性質(zhì)”，它們對應著代數(shù)關系式“a+b二a+1)+(b-1)”"a+b=(a+1)+b-1”。在數(shù)學中，由算術思維到代數(shù)思維的轉(zhuǎn)換標志之一是，從等號的程序觀念到等號的關系觀念的轉(zhuǎn)變。這也就是說，如果我們能夠在小學低年級計算教學中從一開始就關注“等號的關系性質(zhì)”，那么小學生就可以較早地接觸到代數(shù)思維，并能夠減少他們今后學習代數(shù)的困難。2 .在習題訓練中培養(yǎng)學生的準變量思維。在數(shù)學教學活動中，學生掌握知識、學會技能并逐步形成各種能力，是一個漸進、潛變的過程。其中，習題訓練對深化知識、技能的理解、提高智能、優(yōu)化思維品質(zhì)具有重要的作用。要注意發(fā)揮習題的思維訓練功能，思維訓練離不開數(shù)

10、學的學習，而數(shù)學的學習主要是引導學生經(jīng)歷數(shù)學的思維訓練。譬如，在下面的空格中，填入一個數(shù)，使等式成立：45-18=47-口。這道題有兩種思考方法：第一種先求等式左邊的結果，再根據(jù)“減數(shù)=被減數(shù)一差”求出方框里的數(shù);第二種是把等號左右兩邊的算式看作一個整體,根據(jù)47比45多2,要想得數(shù)相等，方框里的數(shù)要比18多2O第一種解法學生容易接受。第二種解法應用了等式的性質(zhì)來分析、填寫，思維的層次要高些，更重要的是，學生的這種思考方式對于他們的后續(xù)學習是非常重要的。根據(jù)減法運算的各部分關系填出方框里的數(shù)，屬于算術領域的思考方法；用等式性質(zhì)填出方框里的數(shù)，屬于代數(shù)領域的思考方法。兩者有聯(lián)系，但后者是前者的發(fā)

11、展與提高。對于這一類題目，如果在教學中只是讓學生用第一種方法解答，再訓練學生快速計算并能保證準確率，從而在考試中得到高分，那么就是狹隘的減法運算訓練。其實，這里等號還可以理解為差相等。根據(jù)差不變的規(guī)律，讓學生理解數(shù)之間的關系，這樣，這道習題的教學就從算術的學習轉(zhuǎn)向了代數(shù)的學習，從對數(shù)量的理解轉(zhuǎn)向了對關系的探討。在思考如何在方框里填數(shù)的過程中，學生將逐步接受并運用代數(shù)的方法思考、解決問題，使思維水平得到提高。需要指出：四則運算教學的目的應該是對運算與等式性質(zhì)的理解，而不僅僅是計算的正確性。學生光會正確地計算結果是不夠的，需要有數(shù)學思維上的發(fā)展。如果四則運算的教學能發(fā)展學生對數(shù)與運算之間的關系與結

12、構的深刻理解，從而為以后的學習打下良好且堅實的基礎，那么，今后的代數(shù)學習對學生而言將不再陌生、困難。三、培養(yǎng)學生的準變量思維需要注意的方面1 .要聯(lián)系生活。在小學計算教學中培養(yǎng)學生的準變量思維，要聯(lián)系學生的生活實際。數(shù)學的特點在于它的高度抽象性。而小學生的思維正處在由以具體形象思維為主要形式逐步向以抽象邏輯思維為主要形式過渡的階段，他們的抽象邏輯思維還帶有很大成分的具體形象性，往往要在感性材料的支持下才能順利進行。學生思維的現(xiàn)有發(fā)展水平與所學數(shù)學知識的抽象化水平之間在客觀上存在著一定的差異，要解決這種差異，需要讓學生在數(shù)學學習中經(jīng)歷一個“數(shù)學化”的過程一一從自己的生活實際出發(fā)，將數(shù)學學習與生活

13、經(jīng)驗緊密地聯(lián)系在一起，在教師的引導下，通過自己的反思,把生活經(jīng)驗上升為數(shù)學知識。如計算545- 98” ，直接出示題目,學生想到的是用豎式計算，簡便算法就不容易出來，就喪失了培養(yǎng)學生運用準變量思考的機會（這道題對應的代數(shù)式是“a（b-c）=a-b+c”?？梢赃@樣設計:1）創(chuàng)設情境:小明身上有壓歲錢545元，買課外書用了98元。小明還剩多少錢？2）學生嘗試，小組交流。3）小組向全班匯報。預設學生主要有兩種算法:第一種是用豎式計算；第二種是簡便計算:545-98=545-100+2=445+2=447。交流的重點是為什么要加2。4）用簡便方法計算：545-199,472-397o5）總結:你能發(fā)現(xiàn)

14、什么規(guī)律?為什么不直接出示題目，而要創(chuàng)設情境呢？因為提供一道干巴巴的算式,卻需要學生去主動尋找算法,對還依賴于經(jīng)驗和直觀思維的學生來說是有困難的。一個缺少背景的形式化的問題往往不能喚醒學生已有的經(jīng)驗，但提供一個現(xiàn)實的情境，就容易調(diào)動學生已有的購物經(jīng)驗。學生在生活中有這樣的體會：購物用去98元，付給營業(yè)員100元，營業(yè)員就會找給他2元。有這樣的經(jīng)驗,簡便的算法就自然生成;憑借這樣的經(jīng)驗，學生就容易理 解加2的道理。在這樣的基礎上，總結“一個數(shù)減去略小于整百、整千的數(shù)，可以先減去整百、整千，再加上多減的數(shù)”就水到渠成。2 .要把握好“度”。在小學計算教學中培養(yǎng)學生的準變量思維，要把握好度”，不能隨

15、意拔高小學數(shù)學教學的思維目標，用代數(shù)思維來取代準變量思維。如：解答“圓的半徑擴大2倍，圓的面積擴大()倍”一題，教學中學生常把半徑賦以數(shù)值去思考：假設原來半徑是1厘米，面積是3.14X12=3.14(平方厘米)；現(xiàn)在半徑擴大2倍是2厘米，面積是3.14X22=12.56(平方厘米)；12.56一3.14=4O在此基礎上，引導學生把計算過程寫成：(3.14X22)+(3.14X12)=22+12=4+1=4,既可以簡便計算，又能培養(yǎng)其準列成算12”運變量思維。筆者曾經(jīng)這樣給學生推理：假設原來半徑是a厘米,式：3.14X(2a)2+(3.14Xa2)=(2a)2+a2=4a2+a2=4,效果反而不

16、好。原因就在于“(3.14X22)+(3.14X12)=22+用了商不變的規(guī)律進行具體的數(shù)值計算，這種計算的形式學生理解并且熟悉；而“3.14X(2a)2+(3.14Xa2)(2a)2-a2=4a2-a2"這種計算的形式對于小學生而言，比較抽象，學生不太容易理解。在計算中利用準變量表達式來培養(yǎng)學生的代數(shù)思維，即“代數(shù)地思考”計算及其問題時，要用常量“數(shù)”充當變量進行思考。像準變量表達式“(3.14X22)+(3.14X12)表2+12”中的數(shù)就是“變量”，因為它對應著一個代數(shù)關系式“(aXb)+(aXc)=b+c(a、b、c均不為0)”。實踐證明，當給予學生豐富的學習材料時，他們會浸

17、潤在內(nèi)在的代數(shù)思維之中。如果用字母或代數(shù)式進行抽象推理，用代數(shù)思維來取代準變量思維，很有可能造成適得其反和欲速則不達的結果。3 .要重視評價。在小學數(shù)學計算教學中培養(yǎng)學生的準變量思維，要重視對評價的設計和實施，恰當運用評價的內(nèi)容與結果，充分發(fā)揮評價的導向、反饋、激勵等功能，激發(fā)學生的學習興趣，提高學生學習的信心，促進學生的發(fā)展。傳統(tǒng)的評價手段是考試，學生是通過考試獲取有關學習的信息的。同時，也給學生傳遞了一個非常清晰的信號：考試比數(shù)學學習本身更重要。要改變這種忽視學生的發(fā)展、片面追求分數(shù)的做法。義務教育數(shù)學課程標準（2011年版）強調(diào)：“學生在數(shù)學學習過程中，知識技能、數(shù)學思考、問題解決和情感態(tài)度等方面的表現(xiàn)不是孤立的，這些方面的發(fā)展綜合體現(xiàn)在數(shù)學學習過程之中。在評價學生每一個方面表現(xiàn)的同時，要注重對學生學習過程的整體評價，分析學生在不同階段的發(fā)展變化。評價時應注意記錄、保留和分析學生在不同時期的學習表現(xiàn)和學業(yè)成就。”實施課標對評價的要求，要改善評價方式，促使學生把關注的重點從分數(shù)的高低轉(zhuǎn)移到自己內(nèi)在的思考過程及解決問題的策略的運用上來。學生具有向師性，如果教師只以最后的答案作為唯一的評價標準，那么學生就會只注重如何盡快得出正確答案；如果教師對獨到的解法、富有創(chuàng)造性的思考能給予