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基于运算的“一致性” 落实数学核心素养
——以沪教版一下“两位数加两位数(竖式计算)”一课为例
摘要: 《义务教育数学课程标准(2022 年版)》指出“数与运算”的主题学习,是围绕着核心要素与关键能力统领整个单元学习,形成具有一致性的、相互贯通的整体结构。数与运算的一致性,包括数的概念的一致性、运算意义的一致性、运算算理、算法的一致性,一致性还体现在核心素养的一致性。
关键词:数与运算;一致性;核心素养;竖式计算
《义务教育数学课程标准(2022 年版)》(以下简称“新课程标准”)强调课程内容组织重点是“对内容进行结构化整合,探索发展学生核心素养的路径。”指出要“感悟数的概念本质上的一致性,形成数感和符号意识;感悟数的运算以及运算之间的联系,体会数的运算本质上的一致性,形成运算能力和推理意识。”突出结构化、整体化,力求体现数与运算的一致性,旨在培养学生的数学核心素养。
所有的数都是在计数单位的基础上构建起来的,数的发展过程也就是计数单位的发展过程。从认识整数开始,到认识分数、小数,都离不开计数单位。
以沪教版一下“两位数加两位数(竖式计算)”一课为例,本课教材选用在体育用品商店购物的场景作为题材,列出加法算式。通过展示位值板上竖式计算过程,重点突出个位上的10片蓝色圆片进入十位上后变成1片红色圆片,整个竖式过程紧扣“相同数位要对齐,从个位算起,个位满十向十位进1”,与横式计算相呼应,体现运算的一致性。
一、自学竖式计算,提炼计算方法
本课是学生在数学学习中首次接触竖式计算,是一种全新的计算方法,大部分学生知道算式的答案,但不能用规范的竖式格式书写,更不能用规范的数学语言表述竖式的计算过程。
基于教材,在学习竖式计算前我先安排学生用小棒或位值图摆一摆计算过程,再自学竖式计算,将已有的知识经验进行迁移。那么学生对“相同数位要对齐”、“个位满10,向十位进1”的理解才能深刻,感受十进制和位值制,并知道相同数位上的数才能相加,更好地接纳新的知识。
[教学片段1]
师:谁来说说你选择的是哪一种工具,又是怎么摆的呢?
生1:我选择了小棒。“35+25”先摆38,再摆25,8根小棒和5根小棒合起来是13根小棒,超过10了,10根小棒变成一捆,还剩下3根。3捆小棒和2捆小棒再加上合起来的1捆小棒,一共有6捆小棒。所以38+25=63。
生2:我选择的是位值图。先摆38,再摆25,个位上8个小圆片加5个小圆片一共有13个小圆片,个位上的10个小圆片变成十位上的1个小圆片,因为10个一就是1个十。个位还剩3个小圆片,十位上有6个小圆片,所以38+25=63。
竖式计算作为一种全新的计算方法出现在学生面前,对竖式计算的引出,我尝试过由老师介绍,但效果并不理想。为了培养学生自主学习和阅读图文的能力,最终我决定以学生带着“竖式计算该怎么写”和“用竖式计算时要注意什么”两个问题先自学、再反馈的形式逐步呈现和完善竖式。不仅能培养学生主动观察,主动学习的能力,还能让学生在逐步建构和完善竖式计算的过程中,对竖式计算的认识更清晰。
遥、基于单元视角,感悟运算本质
数与运算是小学学生数学学习的重要模块,本单元教材安排了两位数加减整十数、两位数加减一位数、两位数加减两位数和连加、连减及加减混合,它包括不进位、进位、不退位和退位。重点是让学生感知到数的加减运算要在相同数位上进行,体会简单的推理过程。
因此,基于单元视角和学生已有的经验,我在学生用小棒或位值图摆一摆计算过程后,追问“为什么相同数位上的数才能相加”,学生通过已有经验能想到“因为它们表示几个一和几个十”,此时相同计数单位个数相加减的意识已经植根于学生脑中。在认识竖式计算后,勾连横式计算“个加个、十加十、再合并”的方法,对竖式计算中“相同数位要对齐”产生更深刻的认识,进一步理解竖式计算的算理,发展运算能力和推理意识。
[教学片段2]
师:你认为竖式计算和横式计算中的哪一种计算方法的过程是一样的?
生:我认为竖式计算跟横式计算中“个加个 十加十 再合并”的方法是一样的。因为他们都是先算个位加个位,再算十位加十位,最后合起来。
练习部分的设计(图1)抛去常规整道题判断对错,针对相同数位上的数相加设计练习,加深学生对运算本质的感悟,为后续学习两位数减两位数的知识打下基础。
本课的教学结合生活实际展开,通过动手操作小棒、位值图等工具的,进行数形结合,学生在竖式计算的过程中感知数的加法运算要在相同数位上进行,理解满10进1的十进制转换,体会简单的推理过程,感知运算的一致性。经历探索的过程,理解算理,掌握算法,培养运算能力和推理意识。
“新课程标准”提出的“一致性”给我们的教学启示是“数与运算”的学习要由表及里,引导学生理解知识表象背后的内在本质,即要沟通数的概念与数的运算之间的关联,突出“数”与“运算”的一致性。数的运算的算理、算法主要基于计数单位,计数单位不变,相同计数单位的个数相加减。从最先学习的加法运算开始,将“分量加分量等于总量”这个意义逐渐延伸到减法、乘法、除法。整数的运算定律、性质也都可以推广到小数和分数的加减法。因此,通过竖式计算沟通知识之间的联系,将数的认识和数的运算有机结合,凸显计数单位、位值和十进制,在发展数感、推算能力和运算能力等核心素养的同时,也为进一步的学习奠定基础。