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用有趣图形思维教孩子乘法速算

一小时爸爸 一小时爸爸 2022-05-14


感觉最近说了不少语文主题,但很久没和大家聊数学了。今天回归一下最为理科宅的“本质”,聊聊数学学习中的一个重要话题:乘法


我们这几年聊数学启蒙学习的时候,提到过“数形结合”的理论,这主要是让小朋友能够将抽象的数和具象的图形相结合,从而为未来,无论是四则运算,还是高等数学的学习和应用打下基础。


比如,小朋友在早期学数学时候的难点,乘法,也是如此。


从加法过渡到乘法,对于很多小朋友来说,就面临着从具象到抽象的第一个门槛。因为在加法的时候,我们可以数苹果,可以扳手指。但到了乘法,尤其是在算比较复杂的两位数以上的乘法时,就很难直观的去想象了。这让很多小朋友在接触乘法的时候,有点懵。


而很多家长或者老师,面对小朋友学乘法时候的困难,往往会选择我们最熟悉也是最传统的教学方式:背九九表+刷竖式计算题,用机械的方式不断强化训练。


这样的方法并不是没有效果,经过长时间的刷题训练后,小朋友的计算能力的确有提升。但这里我们往往忽略的是,这里提升的是计算能力,而非数学能力。小朋友是机械的去把自己当做计算器一样来使用,但对于运算背后的原理和技巧却很少去思考。


所以我们今天就将图形和乘法计算来结合,聊一下如何提升数学启蒙的方式,以及更快的算乘法。



说起加法,我们都能很直观的想到数东西,这的确是最具体形象的加法的说明。那如何形象的理解乘法呢?


我们在数学课上最开始教乘法的时候,往往使用加法的叠加来表示:一排有4个iPhone,三排手机就是12个iphone。好吧,再加一个才是iPhone13。



当然在日常生活中,我们很少有机会摆出12个iphone来练习乘法,哪怕是苹果或者积木,也很难摆出67×17这样的阵势来让小朋友体会两位数乘法。但其实,生活中有一个最常见也非常简单的乘法形象演示,那就是“二维物体”的大小。


一个宽67,高17的长方形,它就代表了67×17。



在教乘法的时候,如果不只是将乘法当做两个抽象的“数”的运算,而是把它回归到具体的数学想象上,这不仅能为未来的数学学习打下更好的基础,也可以提升现在的计算技巧和速度。


就比如67*17,如果按照传统的计算方式,小朋友需要列一个这样的竖式,然后一个个乘,进位,再加,最终得到答案。

但如果是想象成长方形的面积,那就简单多了。我们把长方形分成3块,一块是67×10,一块是7×60,一块是7×7。再将这三个非常容易一眼看出的答案加起来,就是最终的积了。



同样的方式也可以用在很多乘法的简化运算上。比如108×106,就可以分成一个面积是10000的正方形,两个面积分别是800和600的大长方形,还有一个面积是48的小长方形。不需要列竖式也可以很简单的算出来结果。




其实这就是一种简单的用图形化思维来简化计算的方式。除了上面这种,还有好几种常见的方法,同样可以将乘法简单化。


比如我们要计算64×27,可以想象或者画这样一个2×2的格子,将6和4写在上方,2和7写在右方,再在格子上画上对角斜线。



这时候我们将上方和右方的数字,两两相乘,然后将结果写在对应行列相交的方块中,结果的十位写在左上,个位写在右下。比如左下角格子对应的是6×7,答案是42,就把4写在左上,2写在右下。



最后从沿着斜线将每组的数字加起来,自上之下,就是代表千、百、十和个位,将1000+600+120+8,就得到最后的答案了。


那我们再引申一下,变成3位数相乘,这个方法可以成立吗?




此外还有另外一个比较有名的图形乘法方式,那就是画线段算乘法。


比如我们要计算24×31,那就从左上画2条线段,平行在右下画4条线段。而右上画3条线段,右下平行画1条。让代表24和31的两组平行线段之间都垂直相交。



接下来,我们就数一下这些线段之间的焦点各自有多少就好了,结果直接对应个十百位,就是600+140+4=744了。




前些年,这个方法在国内互联网上火了很久。很多从小刷题列竖式的国人,在看到这样的线段数点就能得到乘法的结果,都觉得非常神奇,似乎开启了一个新天地。


但实际上这线段数点的方法,其实就是我们开始聊的长方形面积的些许变形而已。我们来看看一个24×31的长方形。



按照我们最开始说的计算方法,把它分成四块,再旋转45度,分别求面积。就变成这个样子了。



再对比一下,是不是一样?




其实用图形来辅助计算的方法还有很多,不只今天说的这几种,我们之前也聊过一些。希望这些方法能让小朋友脱离枯燥的四则运算,将数学看得更形象,更有趣,能在数学之路上走得更远。


我们之前关于数形结合学数学的文章:


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