《脱式计算在混合运算中的意义与重要性》
一、混合运算与脱式计算的含义
(一)混合运算
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混合运算是指在一个算式中包含多种运算,如加、减、乘、除,可能还有括号等。$3 + 4×(5 - 2)÷2$,这就是一个典型的混合运算式子,在这个式子中,有加法、乘法、减法和除法,同时还有小括号来确定运算的先后顺序。
(二)脱式计算
脱式计算是将混合运算的式子逐步、依次地进行计算,以清晰地展示每一步的运算过程,它遵循一定的运算顺序规则:先算乘除,后算加减,有括号的先算括号里面的,例如对于上述式子$3 + 4×(5 - 2)÷2$的脱式计算过程如下:
1、先算括号里的式子:
\[
\begin{align*}
&3 + 4×(5 - 2)÷2\\
=&3 + 4×3÷2
\end{align*}
\]
2、再算乘法:
\[
\begin{align*}
=&3+12÷2
\end{align*}
\]
3、接着算除法:
\[
\begin{align*}
=&3 + 6
\end{align*}
\]
4、最后算加法:
\[
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=9
\]
二、采用脱式计算方法的主要原因
(一)遵循运算顺序的直观体现
1、明确规则
混合运算的运算顺序是数学运算中的基本规则,如果不按照这个顺序计算,就会得到错误的结果,脱式计算通过一步一步地书写计算过程,将这个规则直观地展现出来,例如在式子$2 + 3×4$中,如果先计算加法再计算乘法,结果会是$(2 + 3)×4=20$,而正确的按照先乘除后加减的顺序,用脱式计算则是:
\[
\begin{align*}
&2+3×4\\
=&2 + 12\\
=&14
\end{align*}
\]
脱式计算让运算顺序一目了然,有助于学生理解和掌握混合运算的规则,避免运算顺序的混淆。
2、处理复杂运算
在较为复杂的混合运算中,运算顺序更为复杂,比如含有多层括号的式子:$[(3 + 2)×(4 - 1)+5]÷2$,脱式计算能够有条不紊地按照先算小括号,再算中括号,最后算括号外的顺序进行计算。
\[
\begin{align*}
&[(3 + 2)×(4 - 1)+5]÷2\\
=&[(5)×(3)+5]÷2\\
=&[15 + 5]÷2\\
=&20÷2\\
=&10
\end{align*}
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\]
这样可以确保在复杂的运算过程中,每一步都按照正确的顺序进行,减少错误的发生。
(二)便于检查和纠错
1、步骤清晰
脱式计算的每一步都有明确的记录,当计算结果出现错误时,可以很容易地追溯到计算过程中的每一步,如果在计算$4×(3 + 2)- 10÷2$的结果得到了错误的答案,可以按照脱式计算的步骤逐一检查。
\[
\begin{align*}
&4×(3 + 2)- 10÷2\\
=&4×5- 10÷2\\
=&20 - 5\\
=&15
\end{align*}
\]
如果结果错误,检查过程中发现可能是乘法或者除法计算错误,或者是最后的减法计算错误,这样精准的定位有助于快速纠错。
2、自我验证
对于学习者来说,脱式计算可以帮助他们自我验证计算结果,在完成每一步计算后,可以对这一步的结果进行合理性检查,比如在计算$12÷(4 - 2)+3×2$时,第一步计算括号内得到$12÷2+3×2$,此时可以初步判断$12÷2 = 6$是合理的,然后继续下一步计算,这种逐步验证的方式可以提高计算的准确性。
(三)有助于数学思维的培养
1、逻辑推理能力
脱式计算要求按照一定的顺序进行计算,这有助于培养学生的逻辑推理能力,在计算过程中,学生需要思考每一步的依据是什么,为什么要先算这一部分再算另一部分,例如在计算$5×(6 - 3)+4÷2$时,学生要先分析出先算括号里的减法,再依次进行乘法和除法运算,最后进行加法运算,这个过程就是逻辑推理的过程。
2、条理性和严谨性
脱式计算过程中,书写的规范性和步骤的条理性要求较高,这有助于培养学生在数学学习和解决问题中的条理性和严谨性,每一步的计算都要准确无误,并且按照顺序排列,这种习惯的养成对于解决更复杂的数学问题以及其他学科的学习都有着积极的影响。
脱式计算在混合运算中有着不可替代的作用,它不仅有助于遵循运算顺序、便于检查纠错,更重要的是对学生数学思维的培养有着积极的意义。
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