注重数学本质,提高数学素养(3)

2019-01-07 13:05

张:中国在商代,就是现在出土的文物中就有尺了,那个尺里面就有寸,而且是十进位的,所以这个是有考古的实物为证的,所以小数在商代就出现了。分数根据记载是在春秋时代出现的,比商代就要晚很多了。从中国的小数和分数出现的时间来说,是先有小数,后有分数。度量衡的发展大约始于父系氏族社会末期。传说唐帝“设五量”,“少昊同度量,调律吕”。这时的单位尚有因人而异的弊病。《史记·夏本纪》中记载禹“身为度,称以出”,则表明当时已经以名人为标准进行单位的统一,出现了最早的法定单位。商代遗址出土有骨尺、牙尺,长度约合16厘米,与中等身材的人大拇指和食指伸开后的指端距离相当。尺上的分寸刻划采用十进位。 唐:分数产生在什么时候呢?

张:我国的分数记载出现于春秋时代(公元前770年前476年《左传》中,规定了诸侯的都城大小:最大不可超过周文王国都的三分之一,中等的不可超过五分之一,小的不可超过九分之一。秦始皇时代的历法规定:一年的天数为三百六十五又四分之一。在小数出现的时候,并不觉得这是分数。后来有了一般的分数概念,才看到小数是“没有写分母”的分数,其分母由位置确定。

唐:古代的教学史对我们现代的教学也是有一定的启示的,有一种关系可能是值得我们思考的,就是既然分数可以和小数互化,那么已经有了小数,何必还要学习分数呢?

张:问题就在于实际的需要,小数是运算比较方便,很容易看得出来它的大小,但是无限循环小数的加减乘除非常麻烦。因此,分数运算

必须单独学习。反过来,只学分数不学小数也不行。因为小数是十进位的,比较实用。尤其是比较两个小数的大小,无论是有限小数还是无限循环小数,用“字典顺序”比较,一目了然。不像面对两个分数,要比较它们的大小比较困难。所以说,它们各有各的好处。

唐:小数和分数在具体的问题当中各有各的好处,通过刚才我们讨论小数与分数的关系,也正是印证了张老师最前面讲的一句话,让我们总体把握,做到心中有数。 6.算法多样化的思考

唐:讨论完了数以后,我想在数与代数当中另外一大块就是计算,或许电视机前的老师和我们一样,现在一提起计算,脑子里就会反映出一个新的词,叫做“算法多样化”,这也正是我们新课程改革以来,一直倡导的一种理念,

张老师你是怎样看“算法多样化”这种理念的?

张:算法,就是计算方法。随着计算机时代的到来,计算机可以做各种各样的事情,但是计算机都是按照算法运行的,所以算法的重要性不言而喻。所以《新课标》提出算法的意义,也提出了算法的多样性也是非常必要的。而小学提倡算法多样化,目的在于重视算法,创造性地运用算法。

唐:“算法多样性”是一种好的理念,但是在具体的实施过程中,我们又会碰到怎样的问题呢?我来举一个例子:28×15,两位数乘两位数。

学生可能使用的其他方法,至少有以下四种:

① 28×15=28×(10+5) ② 28×15=28×5×3 =28×10+28×5 =140×3 =420 =420

③ 28×15=15×4×7 ④ 28=30-2 =60×7 28×15=30×15-2×15 =420 =420

一位同学是把15分拆成10+5,然后利用乘法分配律计算出结果,另外一位同学是把28分成4×7,然后先用15和4相乘得到60,然后再乘以7也得到420的结果。还有同学是把15分成5×3,然后再来相乘算出结果。有同学把28看成是30-2的差,再和15相乘。

当然,在计算的过程当中有一种基本的方法,就是竖式计算的方法。

首先是常规的竖式计算。 28 × 15 ---------- 140 28 --------

420 这么多的算法,张老师你怎么看?

张:算法可以多样化,但是必须选择一种作为基础。竖式计算方法,就是大家的首选。这是无数的人,经过挑选之后确定下来的,无论在国内还是国外都是一样的。竖式算法是基本技能,基本算法。它的特点是程序化、机械化,按部就班,能够对付任何位数、任何形式的自然数的加减乘除运算。这个算法虽然显得笨重一点,也不够简便,但它是最基本的,我们必需把基本的先掌握好。将来多项式相乘也是这样操作。我们把这类算法,称作通性通法。它永远行得通,算得出。其它的算法都在它的基础上灵活运用,随机应变。

唐:这种通性通法也有算起来不够迅速、快捷的缺点,而上面指出的学生的一些简便算法,是一种针对特殊问题的特殊算法,属于“巧算”一类,不能适用一般情形。我们使用这些特殊算法,有助于提高计算效率,培养个人的计算特点,增强数学的创新能力。张老师你认为课堂上出现的多种多样的方法,是否需要 “优化”?

张:竖式计算是笨办法,但永远有效。但是,我们每个人都有自己的个性,肯定也有一些自己喜欢的个性的算法。相对而言其他算法更加巧妙,但要随机应变,没有普遍性。实际上如果把上面的四种方法比较一下就可以发现,有两种算法其实就是利用乘法分配律,另两种就是凑整的思想,都特别有利于心算。乘法分配律在数学中的作用,有学者认为,相当于人类从石器时代到铁器时代;灵活运用分配律是一种数学技能。所以,我想在提倡算法多样化的时代,一方面要把竖式算法学会,同时也要充分运用一些能使我们计算更加简便、灵活的算法,要把基础和灵活都掌握好。

唐:张老师刚才在讲算法多样化的时候,还特别提到了乘法分配律它特别重要的地位,我想尽管它不是我们算法多样化的一种普遍的规律,但是它的重要性或许会引起大家更多地思考。同时在算法多样化问题上,横式计算方法值得重视。其原理是从高位到低位,与竖式计算相反。例如

28×15 = 20×10 + 20×5 + 10×8+ 5×8 = 200 + 100 + 80 + 40 = 420。

先用两个乘数的十位和十位相乘,再用第一个乘数的十位和第二个乘数的个位相乘,在分别用以第一乘数的个位和第二个乘数的十位相乘,然后再是个位和个位相乘,最后相加。这种横式算法张老师你是怎么看的。

张:横式算法在国外比较盛行,可能是因为它对算理说的比较清楚,它揭示了不同的位数它们所产生的作用。但是它有一个缺点,就是对位比较复杂,在对位的过程中容易出错,所以横式算法还是不如竖式算法哪么有效。横式算法是一种从高位到低位的算法,和中国的珠算加法相同。所以现在国内外一致讨论的结果是竖式算法为主,横式算法为辅来说明算理,再加上各种各样的简便、创造性的一些计算方法,使得“算法多样化”真正成为中国数学教育的一个特色。

唐:刚才张老师讲起来从低位算起还是从高位算起,让我也想起了张天孝老师特别提到的对算法多样化的一种理解,他认为起算点不同也是我们算法多样的一种不同,有的从低位算起有的从高位算起。横式算法在对位的过程中比较容易出现错误,而竖式算法是一种通性通法,从


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