小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化思索論文
時(shí)間:2022-08-31 09:31:00
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目前,小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)越來越關(guān)注算法的獲得和選擇對(duì)學(xué)生的影響。本文試圖探索新的數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的模式,調(diào)動(dòng)不同層次學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的積極性,讓學(xué)生學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)地思維,培養(yǎng)學(xué)生辯證地分析新問題、處理新問題的能力,發(fā)揮學(xué)生在課堂中學(xué)習(xí)的互補(bǔ)性。但在具體的實(shí)施中存在誤區(qū),有些關(guān)系需要我們重新去熟悉,正確去處理。
新《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出“應(yīng)重視口算,加強(qiáng)估算,提倡鼓勵(lì)算法多樣化”,這無疑給小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)改革注入了興奮劑。所謂小學(xué)數(shù)學(xué)算法的多樣化,就是在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中先讓不同層次的學(xué)生經(jīng)歷探索的過程,去發(fā)現(xiàn)算法,然后在課堂教學(xué)平臺(tái)上由一些學(xué)生展示各自的算法,必要時(shí)教師補(bǔ)充算法,再通過班級(jí)集體和老師的力量對(duì)呈現(xiàn)的算法進(jìn)行分析、比較和優(yōu)化,使學(xué)生感悟算理,形成適合自己個(gè)性的算法,最后把獲得的算法用于自己的學(xué)習(xí)和生活中,從中體驗(yàn)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的快樂。小學(xué)數(shù)學(xué)算法的多樣化更加關(guān)注不同學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的認(rèn)知特征和學(xué)生已有的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)基礎(chǔ),并利用不同的算法對(duì)學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)思想方法的灌輸,改變了以往小學(xué)算術(shù)教學(xué)過于強(qiáng)調(diào)計(jì)算技能培養(yǎng)的套路,突出過程性教學(xué),使不同層次的學(xué)生都能參和到教學(xué)過程中來,更好地體現(xiàn)學(xué)生的主體性,使學(xué)生個(gè)性得到張揚(yáng),學(xué)生之間的相互學(xué)習(xí)得到倡導(dǎo)。
一、小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化的價(jià)值取向
曾記得在十幾年前,有一項(xiàng)小學(xué)生的珠心算實(shí)驗(yàn)引起了人們的注重。實(shí)驗(yàn)要求口算的學(xué)生心中有個(gè)算盤,不需要實(shí)際撥珠的動(dòng)作,反復(fù)練習(xí)形成一種快速計(jì)算的技能。實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時(shí)有其價(jià)值,它把珠算和心算結(jié)合在了一起,繼續(xù)了我國數(shù)學(xué)文化,但由于口算方面的過高要求而不能被推廣。實(shí)驗(yàn)組的學(xué)生把握的是“算術(shù)”,他只要按照一定的程序機(jī)械地運(yùn)算就會(huì)得到結(jié)果,但他們?cè)跀?shù)學(xué)的其它能力方面沒有優(yōu)勢(shì)。隨著社會(huì)的發(fā)展,總的來說對(duì)個(gè)體的計(jì)算技能要求有所降低??墒?,“會(huì)不會(huì)算”和“怎樣算才快”始終是計(jì)算面臨的兩個(gè)基本新問題,算法相對(duì)于計(jì)算技能變得越來越重要。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中實(shí)施算法多樣化,就是要發(fā)揮算法的教學(xué)功能,把各種算法作為小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的資源。
1.算法多樣化突出對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)思想方法的培養(yǎng)。數(shù)學(xué)是一門橫斷學(xué)科,其它學(xué)科或多或少會(huì)用到數(shù)學(xué)。所以我們總是把數(shù)學(xué)的工具性提到了一個(gè)很高的位置。但數(shù)學(xué)教育的目的不僅僅是要讓學(xué)生把握數(shù)學(xué)知識(shí)(包括計(jì)算技能),更重要的要讓學(xué)生學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)地思維。例如要比較分?jǐn)?shù)和的大小,有一種方法是從“反面”入手的,把分?jǐn)?shù)分解成和相同整數(shù)和另一分?jǐn)?shù)之差,接下來只要比較另一個(gè)分?jǐn)?shù)的大小。若從數(shù)學(xué)的工具性出發(fā),則學(xué)生只要能得到計(jì)算結(jié)果就行,分?jǐn)?shù)大小的比較,無論采用通分、十字相乘還是化為小數(shù),都比較方便,惟獨(dú)從“反面”入手這種方法許多學(xué)生不太會(huì)想到。但它的教學(xué)價(jià)值在于用到了化歸的數(shù)學(xué)思想方法,是一種間接的比較辦法?,F(xiàn)在的小學(xué)計(jì)算教學(xué),就是要讓學(xué)生感受計(jì)算方法提煉的過程,心得其中的數(shù)學(xué)思想方法,更在于讓學(xué)生思維碰撞,并形成切合學(xué)生個(gè)人實(shí)際的計(jì)算方法,從中培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)意識(shí),使學(xué)生能自覺地運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法來分析事物,解決新問題。小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化,還可使一些學(xué)生不限于一種計(jì)算方法,把所學(xué)知識(shí)融合起來,最終學(xué)生的思維會(huì)更靈活,對(duì)計(jì)算方法的理解會(huì)更深刻。
2.算法多樣化強(qiáng)調(diào)不同層次學(xué)生的參和?!八惴ǘ鄻踊笔菍?shí)現(xiàn)“不同的人在數(shù)學(xué)上得到不同的發(fā)展”的有效途徑,也是尊重學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)、促進(jìn)學(xué)生個(gè)性化發(fā)展的有效途徑。小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化,改變了以往教師直接把計(jì)算方法展示給學(xué)生的教學(xué)方法,吸引了不同層次的學(xué)生參和到教學(xué)過程中來。小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化中不同的計(jì)算方法,主要是由學(xué)生提出來的,是群體的多樣,并不要求所有的方法每個(gè)學(xué)生都要把握,但每個(gè)學(xué)生都可以提出自己的想法和大家共享。新《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》在“教學(xué)建議”中也明確提出摘要:由于學(xué)生生活背景和思索角度不同,所使用的方法必然是多種多樣的。例如,為了探索9+5的計(jì)算方法,新世紀(jì)版小學(xué)數(shù)學(xué)教材借助現(xiàn)實(shí)的新問題情境,出示了兩只可裝10瓶牛奶的盒子,它們各裝了9瓶和5瓶牛奶,問牛奶總的瓶數(shù)。在相應(yīng)的某一教學(xué)片斷中,有的學(xué)生在9瓶的基礎(chǔ)上又?jǐn)?shù)5瓶得14瓶,也有學(xué)生移動(dòng)1瓶到9瓶的盒子中共得14瓶……非凡是有學(xué)生提出借1瓶裝滿9瓶這一盒共得15瓶,再還1瓶獲結(jié)果14瓶。這位學(xué)生思維的深度顯然要比用數(shù)數(shù)的方法計(jì)算的學(xué)生來得深。數(shù)數(shù)比較直接,借牛奶比較巧妙,不同的學(xué)生會(huì)用不同的方法,我們不能苛求學(xué)生用同一算法。教師始終要尊重學(xué)生,要營造民主的氛圍,要為學(xué)生相互交流、相互學(xué)習(xí)提供平臺(tái),使不同層次的學(xué)生敢于表達(dá)自己的見解。
二、小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化的誤區(qū)
1.誤區(qū)一摘要:算法越多越好。在小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化中,不是算法越多越好,不是算法越巧妙越好,更不是你想怎樣算就怎樣算,算法要符合學(xué)生的生活背景和學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)。在一些小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)評(píng)價(jià)中,經(jīng)常會(huì)以算法的多少作為課堂教學(xué)好壞的一個(gè)指標(biāo),教學(xué)中一些教師過于盲目地引導(dǎo)學(xué)生盡可能用各種方法去計(jì)算,造成學(xué)生為了迎合教師的要求提出違反認(rèn)知規(guī)律的算法,這些現(xiàn)象是值得我們注重的。像為了計(jì)算9+5=14,提出“因?yàn)?+6=15,所以9+5=15-1;因?yàn)?+7=16,所以9+5=16-2……”這些算法就不是最合理。對(duì)具體的學(xué)生,或許他(她)知道9+6和9+7等計(jì)算結(jié)果,產(chǎn)生前面的算法有其合理性。但更多的時(shí)候我們是從9+5=14來熟悉9+6和9+7的,前面的算法就失去教學(xué)的價(jià)值。
2.誤區(qū)二摘要:算法無需優(yōu)化。小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化需要優(yōu)化,這個(gè)觀點(diǎn)目前被絕大多數(shù)教師所接受。算法多樣化和算法優(yōu)化“從本質(zhì)上看,這二者并不矛盾,他們?cè)诒举|(zhì)上是兩種思維練習(xí),而這二者都是學(xué)生需要的?!睂W(xué)生經(jīng)常會(huì)把自己熟悉的方法認(rèn)為是最簡的,這沒有錯(cuò)??墒?,課堂上不同的學(xué)生各講自己的計(jì)算方法,教師不引導(dǎo)學(xué)生對(duì)呈現(xiàn)的計(jì)算方法加以比較分析,學(xué)生會(huì)分不清各種方法適用的范圍,會(huì)忽視基本算法,這對(duì)學(xué)生形成系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識(shí)是不利的。優(yōu)化算法需要學(xué)生對(duì)算法在計(jì)算上的有效性做出自己的評(píng)價(jià),但絕不是強(qiáng)迫學(xué)生接受他人算法,應(yīng)答應(yīng)學(xué)生保留自己的算法,優(yōu)化算法的主體是學(xué)生而不是教師。最簡便的方法不一定通用,通用的方法也不一定是最簡便。通過算法優(yōu)化,我們可以培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)化意識(shí),使學(xué)生能辯證地看待事物,明白在不同的情況下要運(yùn)用相對(duì)合理的計(jì)算方法。
3.誤區(qū)三摘要:算法多樣化就是一題多解。小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化指的是群體的多樣化,并不要求每個(gè)學(xué)生提出多種計(jì)算方法,更不要求每一個(gè)學(xué)生把握每一種計(jì)算方法,這是和一題多解的本質(zhì)區(qū)別。一題多解要求每一個(gè)學(xué)生用多種方法來求解同一道題,而算法多樣化是從班級(jí)的層面上來講要求學(xué)生提出多種計(jì)算方法,但對(duì)學(xué)生個(gè)體來說,他(她)可能只提出了一種適合自己的方法,甚至于可能還沒找到計(jì)算方法。算法多樣化和一題多解對(duì)學(xué)生的啟示有共同點(diǎn),就是同一個(gè)新問題我們可以用多種方法去解決,這對(duì)改變數(shù)學(xué)教學(xué)中追求“惟一答案”的現(xiàn)象會(huì)起到很好的功能。算法多樣化更符合小學(xué)生的實(shí)際,我們鼓勵(lì)優(yōu)秀的學(xué)生在算法多樣化過程中進(jìn)行一題多解,但不能拔高整體要求。算法多樣化相對(duì)于一題多解,更突出不同個(gè)體之間學(xué)習(xí)的互補(bǔ)性,尤其在算法交流和優(yōu)化階段,相互學(xué)習(xí)氛圍會(huì)更濃。
三、小學(xué)數(shù)學(xué)算法多樣化實(shí)施中應(yīng)注重的新問題
1.基本計(jì)算能力和算法多樣化。新《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》是在“重視口算,加強(qiáng)估算”的基礎(chǔ)上提倡鼓勵(lì)算法多樣化,這要求我們不能刻意追求算法多樣化,不能讓學(xué)生基本計(jì)算能力失落。隨著各種電子計(jì)算工具的涌入,在大數(shù)及多步計(jì)算方面的要求必然會(huì)降低,但我們要防止學(xué)生動(dòng)不動(dòng)就按鍵計(jì)算,不能讓學(xué)生由于基本計(jì)算能力低下影響到后繼學(xué)習(xí)。因此,小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中我們不能對(duì)各種計(jì)算方法一視同仁,而要對(duì)一些基本計(jì)算方法有所側(cè)重,讓學(xué)生明白通用方法和最簡方法,必要時(shí)對(duì)學(xué)生的計(jì)算能力進(jìn)行適度機(jī)械練習(xí),非凡是在低段,像開小火車等有助于提高口算能力的競賽要在課堂上多開展。同時(shí),小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)不能忽視估算,像聞名的蒙特卡洛(MonteCarlo)方法,是用隨機(jī)數(shù)學(xué)方法來求解確定性數(shù)學(xué)新問題,這是對(duì)確定性數(shù)學(xué)新問題結(jié)果的一種估算。估算講究方法,在估算中我們同樣倡導(dǎo)估算方法的多樣化,還可以通過估算來檢驗(yàn)精確計(jì)算。
2.算理和算法多樣化。在古代數(shù)學(xué)中,以《九章算術(shù)》為代表的突出算法傾向的東方數(shù)學(xué)和以《幾何原本》為代表的突出演繹傾向的西方數(shù)學(xué)相映成輝。其中《九章算術(shù)》把全書分成9個(gè)大類,用一個(gè)固定的模式解決同類新問題,其思維方式表現(xiàn)為構(gòu)造性和機(jī)械化,這切合當(dāng)今計(jì)算機(jī)時(shí)代的要求。吳文俊先生吸收了我國古代數(shù)學(xué)思想的精髓,開創(chuàng)了計(jì)算機(jī)證實(shí)的先河。由此看來,我們不應(yīng)排斥算法機(jī)械化,但同時(shí)我們又要崇尚理性。在小學(xué)計(jì)算教學(xué)中要多引導(dǎo)學(xué)生思索“為什么這樣算”,要讓學(xué)生理解自己算法的算理。曾有一種觀點(diǎn)認(rèn)為學(xué)生的學(xué)習(xí)是一種頓悟,只要學(xué)生算對(duì)結(jié)果,就要少問學(xué)生“為什么”,這有一定的道理。教師不應(yīng)強(qiáng)迫學(xué)生說算理,但在算法多樣化過程中,需要對(duì)一些重要方法在算理上進(jìn)行必要的分析,以便從整體上對(duì)學(xué)生產(chǎn)生積極影響。例如,求最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)有兩種基本方法,其中短除法比較機(jī)械,而分解質(zhì)因數(shù)法更體現(xiàn)概念的本質(zhì)。小學(xué)教材突出了短除法的具體操作,沒有很好地建立起這兩種方法的聯(lián)系,這輕易造成一些學(xué)生無法把短除法過程和分解質(zhì)因數(shù)的過程一致起來。這種狀況的出現(xiàn)是由于學(xué)生還沒有真正理解它們?cè)谒憷砩系墓残浴?/p>
3.教師和算法多樣化。小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中實(shí)施算法多樣化,一般包括“提出新問題(或創(chuàng)設(shè)情境)—獨(dú)立計(jì)算—交流算法—優(yōu)化算法—鞏固算法”五個(gè)環(huán)節(jié)。教師在這些教學(xué)環(huán)節(jié)中要適度發(fā)揮功能摘要:
(1)教師要鼓勵(lì)不同層次學(xué)生參和到教學(xué)的過程中,但不要把學(xué)生的各種算法統(tǒng)一到最簡或通用的方法上來,而是要讓學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建數(shù)學(xué)知識(shí)。
(2)教師可以展示自己的算法,但要防止課堂教學(xué)變成教師算法多樣化的展示,更多的時(shí)候應(yīng)該是學(xué)生算法的展示。教師對(duì)學(xué)生的算法不能一律稱好,需要比較,從而使學(xué)生認(rèn)清不同算法的價(jià)值,分清基本算法和非凡算法,明確算法的適用范圍。
(3)教師要引導(dǎo)學(xué)生建立起一些算法之間的聯(lián)系。像前面提到的牛奶瓶數(shù)的計(jì)算,一種是通過操作(移動(dòng)或借)來計(jì)算,另一種是式子計(jì)算,建立這兩類方法之間的聯(lián)系對(duì)小學(xué)低段的學(xué)生來說非常重要。
(4)教師要幫助學(xué)生提煉方法背后的數(shù)學(xué)思想,使學(xué)生把握湊整、拆分、化歸等計(jì)算策略,還要鼓勵(lì)學(xué)生在算法多樣化中不斷創(chuàng)新。如在計(jì)算三個(gè)數(shù)的最大公約數(shù)和最小公倍數(shù)時(shí)學(xué)生常會(huì)出錯(cuò)。錯(cuò)誤的主要原因是學(xué)生沒有分清兩個(gè)數(shù)的公約數(shù)和三個(gè)數(shù)的公約數(shù)的界限。教師可鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)教材上的短除法進(jìn)行改進(jìn)。事實(shí)上只要在三個(gè)數(shù)的公約數(shù)短除和兩個(gè)數(shù)的公約數(shù)短除之間建立分界線,雖然只是一點(diǎn)點(diǎn)變化,但同樣是算法上的創(chuàng)新,這樣做會(huì)減少學(xué)生錯(cuò)誤的發(fā)生。
(5)教師不應(yīng)把算法多樣化的教學(xué)模式限于計(jì)算方面的教學(xué),還可把其中所體現(xiàn)的教學(xué)理念落實(shí)到應(yīng)用題等其它數(shù)學(xué)知識(shí)的教學(xué)中去。
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