估算作为小学数学课程内容,起初对估算课程目标的认识仅限于培养计算能力。后来更加重视学生估算能力的培养,不仅在四则运算中明确加强估算,同时在测量和几何中也加强了估测等能力的培养。义务教育数学课程标中更是进一步将估算能力作为培养学生数感的重要方面,此外,要在解决具体问题的过程中,选择合适的方法进行估算,体会估算的实际应用价值,进而培养学生的估算意识。凡此都体现出估算作为数学课程内容的育人功能不可否认,估算这一课程内容在教学实践中存在很多问题。虽然教科书中加入了估算,但事实上这一内容并未真正融入数学课程,与相关内容以及教师的教和学生的学仍是一种对立关系,因此需要明晰估算作为课程内容的本质属性,揭示矛盾产生的原因,进而寻求将估算融入数学课程与教学的途径,实现估算的课程目标。
“大约”一词是伴随着估算进入数学教科书的。一般表示不十分准确但比较接近的意思。“大约”并不是一个具有严格意义的数学术语,因此在不同语境的使用中,其含义是会出现差异的。
一.“无法准确”中的大约
1.在数学课程内容中,“大约”的第一种用法是表达“无法准确”的数量或数量关系。比如圆周率是一个圆的周长与这个圆的直径的比值,由于这个比值是无理数,因此无法用整数或有限的十进小数表达出来,所以只能说“圆周率大约是3.14”或者“近似于3.14”。
2.“无法准确”的第二种情况是表达某类事物或动物的数量属性。比如,在《人教版教科书》二年级下册第90页中有这样一句话:“世界上最小的鸟是蜂鸟,大约只有2克重。世界上最大的是能鸟,大的有10千克重,”这里所说的“鸟“和“蜂鸟”,不是一只面是一类,当然不可能每一只蜂鸟的体重都是2克,也不可能每一只蛇鸟的体重都是100千克。这里所使用的“大约”反映的是一类动物体重的普遍规律,即“蜂鸟的体重都近似于2克”以及“能马的体重都近似于100千克”这里的“2克”成"10克”应当是鸟类学家对大量鸟和能鸟的体重进行称量后所得到的平均值,因此这里的“大约”实际上是统计中“平均”的意思,因此也可以说“蜂鸟的体重平均为2克”以及“蛇鸟的体重平均为100千克”。诸如此类的间题叙述中表面看有“大约”,但并不属于需要估算的问题
3.第三种“无法准确”的情况是对运动或变化的数量描述。在《北师大版教科书》三年级上册第52页有这样的问题:“小东每分钟走65米,从学校到家走了10分钟,小东家到学校大约有多少米?”题目中叙述的“小东每分钟走65米”,并不意味小东每分钟真的走65米,行走过程中时快时慢是很正常的事情。这里的“每分钟走65米”也是一个统计意义的平均值,因此也可以表述为“小东每分钟大约走65米”,或者“小东每分钟平均走65米”。题目的间题“小东家到学校大约有多少米”中的“大约”,并不是要求运用估算解决问题,而是伴随着前面“大约走65米”出现的。
4.还有一种因不可知因素的干扰造成的“无法准确”的情况。在《人教版教科书》六年级下册中有这样一个同题:“一个圆柱形铁皮水桶(无盖),高12分米,底面直径是高的¾。做这个水桶大约要用多少铁皮?”利用铁皮制作一个水桶自然需要对铁皮进行剪裁或切割,过程中会出现边角料,这样的边角料的数量是很难准确计算出来的。因此题目中“大约要用多少铁皮”中的“大约”应当是针对此而使用的,并不是要求计算过程要用估算。另外,这个问题的计算中还会用到无理数π,如果最后结果取了π的近似值,那么这里的“大约”还有“近似的含义。
二.“可以准确”与大约
运用估算解决的大部分问题都是“可以准确”表达或计算的,但鉴于计算者的主观意愿以及为了使得计算简单、快捷的目的,有意把准确的数据或运算改变了。虽然作为结果的数据是不准确的,但是可以满足计算者的主观意愿,这种主观意思往往表现为一个任务的目标。
比如,需要去买4件单价为4.9元的商品,购买者首先面临的问题目标是“带多少钱合适”,其主观意愿应当包括两个方面,第一是所带钱数应当“够”,其次是“合适”,也就是不带的太多。因此自然就会把“4.9”改变为“5”进行计算,得到“带20元钱就够了”的结论。这种情况下,不会把“4.9”缩小为“4”进行计算,因为这样计算的结果不能满足“够的主观意愿。通常也不会把“4.9”放大为“10”,因为这样又违背了“不要太多”的主观意思。其中把“4.9”改变为“5”的计算过程就是估算的过程在购买商品的过程中,购买者通常还会有想知道“应当找回多少钱”的主观意思,此时的问题目标就是“应当找回多少钱”,针对这一问题目标就需要计算“20-4.9×4”的准确值不能够使用估算了。
如果离开了购买者的主观意愿,把这个情境下的间题目标叙述为“大约需要多少线”,那么週常的方法是将4.9改变为接近的整数4.,得到“大约16元”的结论。由此可见,在“可以准确”的估算问题中,“大约”并不意味着“最接近”、“是否能够估算”以及“如何估算”是与问题的情境以及计算者的主观意愿直接相美的。简单地说,估算的过程是为了满足人的主观需要而出现的,这是估算区别于其他运算的主要特征,不妨称之为估算目标的主观性。
通常所说的计算、简算和近似计算往往对计算结果是有客观要求的,人的主观意愿都是追求准确。特别是“近似计算”,一般是在“无法准确”的情况下,不得已而为之的计算,比如,在计算圆的周长或面积的过程中,由于无理数“π”无法用有限十进小数表示,不得已采用四含五入取近似值。虽然结果是不准确的,但人的主观意愿还是追求尽量准确。因此近似计算与估算是有本质上的差异的,不能将二者混同。
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