如何解释自然数的加法运算? 在问题2中谈到,可以有两种方法认识自然数。与此对应,可以有两种方法来解释自然数的加法[^9]:一种方法是基于对应的,一种方法是基于定义的。在问题2中还谈到,因为定义的方法过于抽象,在小学阶段、特别是低年段的数学教学中,采用定义的方法认识自然数是不可取的。但不知道为什么,在现行小学数学的教科书中、以及在大多数小学的教学过程中,关于加法的解释却借助了定义的方法。很可能是教科书的编写者没有注意到这个问题,因而导致教师也没有注意到这个问题。事实上,除了定义的方法之外,还有对应的方法。下面,我们来仔细分析这个问题。 在现行教科书中,都是用图来表示加法运算。具体呈现过程是这样的,给出下面的图 □□□ ←□, 于是就得到3 + 1 = 4。可是,为什么这样得到的就是4呢?这是利用了等号"="的对称性:因为从自然数的定义知道4 = 3 + 1,所以利用对称性有3 + 1 = 4。因此,这是用定义的方法解释加法,详细讨论参见附录的话题7。 用上面的方法解释加法当然可以,但是,这样的解释方法脱离了现实背景,特别是没有述说"相等"的涵义到底是什么、进而没有涉及到"等于"的本质。因此,这样的教学方法只是让学生记住了加法的计算规则,而没有让学生感悟到数学的思想。 下面描述一下,如何利用对应的方法来解释加法。比如,同样是3 + 1 = 4的问题,可以采用这样的方法进行教学。 首先,给出下面的两组方块 □□□ □□□□ (3) 问学生:哪边的方块多?学生当然会回答:右边的方块多。因为这个时候学生已经通过对应的方法认识了十以内的自然数:称左边的方块为3个,右边的方块为4个。可以通过这个图让学生再次感悟:4个比3个多、进而4比3 大。 然后,再拿出一个方块加到右边,形成下面的图 □□□ ←□ □□□□ (4) 问学生:现在哪边的方块多?学生当然会回答:一样多。于是在这个直观的基础上,就可以向学生解释加法的算式:3 + 1 = 4。当然在具体的教学过程中,可以讲述的生动活泼一些,比如,左边的是小红的苹果数,右边的是小华的苹果数。甚至可以尝试地讲述,左边的是小红的苹果数,右边的是小华的橘子数,这样就更体现了抽象了的数。 正如前面反复强调的那样,数学研究的不是概念本身,而是研究概念之间的关系,这样的解释突出的是一种相等关系:左边 = 右边。这就揭示了符号"="的本质含义:符号两边的量相等。由此可以看到,通过这样的教学,既可以让学生感悟到"量相等"的本质(这对学生未来理解方程是非常重要的),又可以让学生感悟加法运算的本质特征:加上一个自然数比原来的数大。 显然,不能期望通过一堂课或者几堂课就让学生感悟其中的道理。但是,通过日积月累的、富有启发性的引导,就必然会让学生逐渐感悟数学的思想,最终理解其中的道理[^10]。