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学龄前儿童计算能力的发展

时间：2023-02-20 10:56:08 数学论文我要投稿

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学龄前儿童计算能力的发展

    （课程教材研究所曹飞羽）
    对儿童进行早期数学教育，不仅需要研究了解幼儿数概念发展的特点，也需要研究了解幼儿计算能力发展的特点。只有掌握幼儿计算能力的发展规律，才便于正确地确定幼儿计算教学的内容，提出适宜的进行计算教学的方法，同时也便于小学在此基础上进行较为系统的数学教学。
    研究表明，幼儿在数概念发展的同时，计算能力也在逐步地发展着，而且与数概念的发展有着紧密的联系。幼儿的计算能力也是在各种活动中以及成人的教育影响下逐步发展起来的。他们在对物体集合的元素反复进行操作的基础上形成运算的初步概念，逐步掌握计算的方法，并对一些小的数目的计算逐步达到比较熟练。
    一、幼儿的加、减计算能力的发展
    通过测试研究，幼儿的加、减计算能力的发展大体经历三个阶段。
    （一）实物操作阶段（三—四岁）
    三岁以下的幼儿，对加、减计算基本上还处于朦胧状态。测试结果表明，让两岁半以下的幼儿先拿１个木块，再添上１个木块，问一共有几个木块，只有了１／３儿童能做对。有１／３儿童不会拿。或者先抓一把，再抓一把，或者先拿１个然后又拿走，也说不出有几个。还有１／３儿童在试者引导下能操作，但说不清一共有几个木块。如果让儿童先拿１个，再添上２个，则只有１６．７％的儿童能够操作，但说不出一共是３个。有少数儿童还是先拿１个，再拿１个，说一共是２个。这表明这些幼儿只认识数目２。减法的实物操作有类似的情况。超过两岁半而不满三岁的幼儿，８３．３％能进行“１＋１”“２－１”的实物操作，但当试者提出 “１＋２”“４－２”之类的实物操作要求时，能做对的很少。在出示需要用“１＋１”或“２－１”计算的实际问题时，两岁半以下的幼儿基本上都不会做，而且８３．３％的幼儿的回答是加法问题和减法问题的得数相同。这表明这些幼儿在操作活动和数目的计算之间还没有建立起联系。超过两岁半而不满三岁的幼儿，对需用“１＋１”计算的实际问题多数能正确回答，对需用“２－１”计算的实际问题则有半数能正确回答；但是当改换其他数目，如需用“２＋２”“５－２”计算的实际问题则只有极少数能正确回答。这说明这个阶段的大多数幼儿，由于多次操作活动开始形成牢固的个别联系，即１个添上１个是２个，２个拿走１个剩１个，但还不真正理解加、减运算的一般含义。
    三岁多的幼儿开始进入加、减法的实物操作阶段。这时约有半数幼儿能够进行５以内加、减法的实物操作，极少数幼儿还能进行１０以内加、减法的实物操作。有些幼儿能够正确地进行操作，但是说错了得数。另外还有些幼儿由于点数实物的能力还很差，操作还有困难。开始有一部分幼儿通过操作初步理解加、减法的含义，即添上是加，拿走是减。由于多数幼儿能点数实物并说出计数的结果，因而有些幼儿不仅能口头回答得数，而且同时能用手指表示得数。例如，当提问“１个添上２个是多少？”有些幼儿一边回答“３个”，一边伸出３个手指。这说明幼儿在做加减计算时在极大程度上需要实物操作的支持。如果让幼儿做抽象的数的计算，则５以内的加法有３７．４％的幼儿做对，５以内的减法只有２０％的幼儿做对，而且做对的题目大多是重现他们生活经验中已经形成联系，幼儿还不会利用实物操作的方法（以数手指）去解决他们不熟悉的计算题。至于结合儿童生活经验的实际问题，除了需用“１＋１”“２－１”计算的题目大多数幼儿能口答以外，其他题目很少能做对。大多数幼儿不理解题意，随便说一个数来回答；甚至有的幼儿还没听完整个问题，就说出一个得数。也有极少数幼儿能答对５以内的加、减法应用题，但是不明确是怎样算的。例如，提问一个三岁十个月的幼儿，“小明有２块糖，妈妈又给他２块，小明一共有几块糖？”在说对得数以后，问她是怎样想的，她说： “我知道几个数，１加１等于２，２加２等于４。”这说明三岁多幼儿还没有明确的选用运算方法和已知数的意识，有些幼儿虽然初步知道要用加法或减法计算，但是还不会根据题意选择已知数，于是往往把自己所会的加法算式都说出来作为回答，出现对刺激的反应的泛化现象。
    （二）半具体半抽象阶段（四—六岁）
    这一阶段幼儿计算能力的发展有以下几个特点。
    １．幼儿完全掌握了５以内加、减法的实物操作，大多数掌握了１０以内加、减法的实物操作。通过实物操作大多数幼儿初步理解加、减法运算的含义。
    ２．能进行一些抽象数目的加、减计算，但一般离不开具体的实物操作，出现大量扳手指的现象。同三岁多的幼儿相比，应该说这是一个很大的进步。因为三岁多的幼儿还没有完全掌握用实物计算的方法，还没有学会利用手指进行计算。在测试中，令三岁幼儿用手指算，大多数都不会。例如，让三岁七个月女孩伸指算３个添上２个是多少，她右手伸３个手指，左手伸１个手指；算６个添上３个是多少，就不会伸手指了。让三岁十一个月男孩算５个减去３个是多少，他先答“６”。再让他手指算，他先错误地伸４个手指，而且不会去掉３个。但是四岁多的幼儿，由于大都有了利用实物计算的能力，有些幼儿开始能把用实物计算的方法应用于抽象的数目的计算中去。测试结果表明，５以内加、减法，很多幼儿不需用手指就可以算出得数，５以上１０以内的加、减法，四岁多幼儿基本会用手指计算的只占３３％左右，而五岁多幼儿基本会用手指计算的就达７５％左右。但是能用手指计算２０以内加减法的仍占少数，约占２５％左右，而且大多是五岁半以上的儿童。这些幼儿在用手指算２０以内的进位加法时，也明显地反映出半具体半抽象的特点。例如，让一个五岁八个月的女孩算“８＋４”，她先伸出８个手指，然后看着手指接着数４个数，说得“１２”；另一个五岁９个月女孩，采取另外一种方法，他伸出４个手指表示要加的４，然后看着手指点数９、１０、１１、１２，说得“１２” 。
    ３．口头解答加、减法应用题能力有较大发展。四、五岁的幼儿绝大多数能口头解答５以内加、减法应用题，一半左右能口头解答１０以内加、减法应用题。这与幼儿掌握了用实物计算加、减法有密切的联系。在成人教育的影响下，幼儿通过大量的用实物计算活动，一方面初步理解加、减法的含义，另一方面逐步学会用实物（特别是手指）计算的方法，从而就为口头解答加、减法应用题创造了条件。测试结果表明，这个阶段的幼儿口头解答５以内加、减法应用题，正确率都高于相应范围的抽象数目的计算，有些幼儿做得还比较熟练。但是这不能说明幼儿对加、减法的含义和应用已有较深的理解，仍说明这个阶段幼儿的加、减法计算的半具体半抽象的特点

，并在很大程度上是因为联系儿童日常生活的事物为儿童提供了具体的直观的表象。从以下的事实可以得到证明：１．这个阶段的幼儿在操作活动中往往是用“添上”“去掉”等词语来表示“加”和“减”的概念的，当出示抽象数目的式题，如说“３加２”“５减３”时，很多幼儿还不懂“加”“减”的意思，甚至有用手指计算加法的方法来计算减法。２．有些幼儿不会做５以内加、减法的某几个式题，但是能够做类似的应用题，这在减法中尤为明显。例如，在五岁的幼儿中有５０％不会做式题“５－３”，其中三分之一的幼儿完全不懂“５－３”的意思，但是都能做对用“５－２”计算的应用题；其中一半幼儿在做式题“５－３”时不会扳手指，但是做用“５－２”计算的应用题时却能用扳手指的方法做对了。这说明由于应用题给幼儿提供了计算活动的情境，使幼儿在头脑中产生实物计算的表象，借助表象并配合实物计算达到正确地计算出结果。３．在口头解答应用题时，大多数幼儿只能说出得数，而说不出加法或减法算式。如五岁多的幼儿能说出加法算式的只占１／３，能说出减法算式的只有８．３％。说明幼儿虽然能口头解答一些加、减法应用题，但仍处在直观的表象的阶段，幼儿对于用加、减法算式来表示生活中的计算问题还没上升到概括性的认识。
    另外一个值得注意的问题是，这个阶段的幼儿在抽象数目的计算中，一般都表现为加法的成绩明显优于减法的成绩。说明减法计算要比加法计算难。这与幼儿的心理发展有关。按照皮亚杰的观点，从心理学上讲，加法与减法是一种运算。因为作一个运算，其特点之一是具有可逆的行动。加法作为一种可逆的运算，其本身就包括了它的逆运算——减法。但是在幼儿期，还缺乏可逆行的运算能力。据测试，四、五岁幼儿有５０％对提出的减法题做了加法。其中大多数是用手指算的。例如，算“３－１”，幼儿左手伸３个手指，右手伸１个手指，然后合起来数，说得“４”。少数幼儿不伸手指，直接按正序数数。例如，算“５－３”，一个幼儿按正序数１、２、３、４、５、６，说得“６”。在口头解答减法应用题时，有些幼儿虽然说对了得数，但是当让他们解释怎样算的时候，往往说的是加法。例如，提出这样一道应用题，“小华有５块饼干，吃了２块，小华还剩几块饼干？”一个四岁八个月男孩回答，“因为３块饼干加上２块饼干，吃了２块饼干。”一个四岁七个月女孩则回答，“因为３加１等于４，４加１等于５。”（同时把５个手指和３个手指加起来。）这说明幼儿在思考减法应用题时，还不会直接用减法计算，而是用尝试法给减数添上几个凑成被减法，从而确定剩余的数。在成人看来这样想似乎是困难的，实际上这是幼儿向可逆行的运算能力发展的趋型，这样还为进一步认识加减法的运算关系做了具体的准备。这种情况在五、六岁的幼儿中也常看到。
    （三）抽象数的加、减计算阶段（六—七岁）
    这个阶段儿童开始进入抽象数的加、减计算，这时儿童的加、减计算能力有较快的发展，主要有以下几个特点。
    １．绝大多数儿童掌握了５以内的加、减法，多数能做１０以内加、减法，少数能做２０以内的进位加法和退位减法，甚至能做１００以内比较容易的加、减法。
    ２．依靠实物计算有所减少。特别是５以内的加、减法，大多数儿童能够不费思索地答出得数，还需用手指计算的儿童不到２０％，这同四、五岁幼儿相比已显著减少。１０以内的加、减法，特别是一些数目较大的计算，仍有约半数的儿童往往要用手指计算。至于２０以内的加、减法，还有少量儿童不会用手指计算。经过教师的教学，大都能掌握计算的方法。
    ３．有些儿童能够部分地或完全摆脱实物计算，进入抽象数的加、减计算。他们的推想方法是多种多样的。在做加法时主要采用以下几种方法：（１）在第一个加数后面接着数数。如８加４，有的儿童能从８起接着数４个数，得到１２。（２）分组加。如６加９，有的儿童想到６加４等于１０，１０再加５等于１５。（３）利用熟悉的相同数加得的和来推算。如４加３，有的儿童想出４加４等于８，再减少１个，得７。这表明这些儿童已初步理解整体与部分间的某些增减关系和变化规律。在做减法时主要采用以下几种方法：（１）倒着数数。如１５减８，从１５起一个一个地倒数到７。（２）利用加减关系。如８减５，有些儿童能说出，“因为５加３等于８，８减５就等于３。”表明这些儿童已经具有可逆行的运算能力。（３）利用已熟悉的减法来推算。如１１减６，有些儿童说１０减６等于４，１１减６等于５。这实际上也是利用了整体与部分间的增减关系和变化规律。以上这些推想方法，在一定程度上具有逻辑运算的性质，只是在儿童的头脑中还是直观的、具体的，还没有形成抽象概括，但是无疑为以后的进一步抽象概括打下了重要基础。在测试中也发现有些儿童对所给的题目能够正确答出得数，却说不出所用的推想方法，或者对１０以内加、减法能说清楚，而对２０以内加、减法就说不清楚。这表明这个阶段很多儿童对自己的思维还缺乏自我意识的能力。
    这个阶段的儿童在做用加、减计算的应用题时，比前一阶段也有所发展。但是由于儿童对加、减法的概念主要从合并、添加、去掉等方面来理解，因此所能解答的应用题也主要限于这个范围之内。至于求两数相差多少的应用题，儿童还很少理解。据研究［①］，五、六岁的幼儿理解合并、添加用加法，去掉用减法，可达９０％以上，而理解求差需用减法的，只占３０％左右。
    二、幼儿乘、除计算能力的发展
    幼儿的乘、除计算能力的发展与加、减计算能力的发展不同，一般地说是在非教学影响下自发地发展起来的，其发展的起始较晚，发展的速度较慢。但是即使如此，不少幼儿用非乘、除计算的方法口头解答实际问题的能力也达到一定的水平。
    测试结果表明，能够用非乘、除计算的方法口头解答乘、除法应用题的幼儿，最早始于四岁半左右。四岁半以下的幼儿都不理解题意，很少作出反应。四岁半以上至五岁多的幼儿一般都有反应，但是多数回答是错误的，能正确算出结果的约占２５％左右。四、五岁幼儿在进行计算时，同做加、减法类似，大多数依靠实物，主要是看手指。例如，提出一道乘法应用题，“一个小朋友给２个苹果，３个小朋友一共要给几个苹果？”五岁八个月的女孩边伸手指边说，“一个小朋友给２个，２个小朋友给４个，再来一个小朋友是６个。”提出一道除法应用题，“老师有８支铅笔，一个小朋友分给２支，可以分给几个小朋友？”五岁一个月的男孩伸出８个手指，把每２个并起来，边扳手指边说，“这俩是一个小朋友的，这俩是两个小朋友的，这俩是３个小朋友的，这俩是４个小朋友的。”言语表达虽不确切，但从他的操作过程看，思路是很清楚的。六岁多的幼儿做乘、除法应用题能正确算出结果的可达半数左右，而且需要凭借实物操作的有所减少，

开始能够依靠表象进行思考。例如，在做乘法应用题时，有的幼儿能用连加法计算，如“２个和２个合起来是４个，再２个，合起来是６个。”有些幼儿采取另外一种加法，他们的思路是，“一人给１个就要给３个，一人给２个就要加上３个，所以是６个。”实际上是把人数作为相同数相加，这反映了实际分物品的一种方法。在做除法应用题时，有的幼儿能用同数连减的方法推算出来；还有的幼儿压缩了思维过程，简化了推算步骤，如说“８支铅笔分给３个小朋友（以后）还剩２支”，从而确定一共可以分给４个小朋友。从幼儿的推想可以看出，他不仅把除法应用题与减法应用题联系起来，而且注意到他们之间的区别，即做除法应用题时，不是求剩余多少，而是看分尽时减去了几个２支，就是分给几个小朋友。但是也还有相当数量的幼儿由于缺乏实际分的经验，不理解题意，把除法计算与减法计算混同起来。例如，有些幼儿回答说，“给一个小朋友２支，还剩６支，就是发给６个小朋友。”还有些幼儿回答说，“能发出６支铅笔。”五岁多的幼儿的回答也有类似的情况。
    三、对发展幼儿计算能力的几点意见
    从上面的调查研究可以看出，学龄前儿童计算能力的发展也具有一定的顺序性和阶段性。一般地说，稍迟于儿童数概念的发展。三岁以下的幼儿，对加、减计算基本上处于朦胧状态。三岁多幼儿开始进入加、减法的实物操作阶段。他们能够用实物操作（包括数手指）做一些简易的加、减计算，但是还不能用来解决他们不熟悉的或数目稍大的计算题。四、五岁的幼儿，进入半具体半抽象的阶段。一方面逐步完善较小数目的加、减计算的实物操作，另一方面逐步扩大数的计算范围；但是他们在很大程度上仍依靠实物操作的方法来进行抽象数目的计算，只对较小的数目的加、减法能够摆脱实物或手指来进行计算。六、七岁的幼儿开始进入抽象数的加、减计算阶段。这一时期幼儿依靠实物操作进行计算有所减少，一部分幼儿能够进行抽象数目的加、减计算，有些幼儿的抽象思维还达到较高的水平。四岁半以后，有些幼儿的乘、除计算能力也开始发展，但是仍限于用非乘、除的计算方法来口头解答乘、除法应用题。幼儿的这些计算能力发展的特点，不仅为学前的数学教育提供有利的科学依据，也对小学的数学启蒙教育具有很大的参考价值。
    下面就如何根据幼儿的年龄特点，发展幼儿的计算能力，谈一点个人意见。
    （一）幼儿的计算教学的内容和要求要适应儿童的年龄特点，不宜要求过高。学龄前儿童的教育属于预备教育的性质，计算知识和技能的教育也要在这一基本前提下根据幼儿的发展特点适当教给一些极初步的、简易的计算知识和技能，不能要求过多过高，否则不利于幼儿德、智、体、美、劳的全面发展。
    从国际上看，很多国家对幼儿的计算教育也是比较低的。例如，在日本，幼儿在六岁上小学以前完全不教加、减计算。在罗马尼亚，幼儿进入小学前只教加１减１的计算。在俄罗斯，幼儿在学前只教一些简易的１０以内加、减法，加法只限较大数加较小数，减法只限减数小于差的，计算方法也只限于逐次加１或逐次减１。美国学前也只教１０以内简易的加、减法。从前边测试的结果看，我国六岁以下的幼儿，由于教学和家庭的影响，虽然能做一些加、减计算，但是大都依靠手指，有些幼儿还不会利用手指进行计算；六岁以上的幼儿做加、减法，也还有少一半要依靠手指。从普及的角度考虑，为了不加重幼儿的学习负担，使幼儿的身心得到健康的发展，也避免造成幼儿园与小学的过多重复，可以把幼儿园的计算内容限定在１０以内加、减法，而且不宜要求达到像小学一年级那样熟练，只要通过实物操作初步理解加、减法的含义，能正确算出较容易的１０以内加、减法的得数就可以了。
    （二）计算教学的顺序要适合幼儿的心理发展顺序。教幼儿计算按照什么顺序进行，过去往往带有盲目性。例如，有一些家长一开始就教幼儿抽象数目的加、减计算，有些幼儿园或学前班则基本按照教小学生的顺序来教幼儿计算，这都是违反客观规律的。如前所述，幼儿的加、减计算能力的发展特点是，从实物操作过渡到半具体半抽象再过渡到抽象数目的加、减计算。因此加、减计算的教学应基本符合这一发展顺序。也要教幼儿认数那样，适当分散教学，循序前进，逐步扩展和提高。可以从四岁开始，先教幼儿进行实物操作，如把两堆物品合并起来（总数不能过５），数出物品的总数；或从一堆物品（总数不超过５）中拿走一部分，数一数还剩多少。通过操作给幼儿积累一些加、减法的感性经验，初步体会“添上”“去掉”的含义就行了。对五岁的幼儿，可以先结合认数并通过实物操作教给一个数添上１个得到它后面的一个数，从一个数里去掉１个得到它前面的一个数。在此基础上出现“加”和“减”的含义以及加１、减１的计算。由于把最简单的加、减计算与数数密切结合起来，便于理解和掌握。以后进一步可以教加２、减２的计算方法，使幼儿学会在一个数后面接着数２个数（即逐次加１），或由这个数往前倒数２个数（即逐次减１）。再往后可引导幼儿脱离实物操作来推想。这种方法虽然比较原始，但是在幼儿已有的感性经验的基础上逐步概括提高，比利用数的组成容易掌握，也有助于理解加、减法的含义；而且幼儿掌握了方法以后，即使没有学过的加、减法，也可以推想出来，从而有助于发展幼儿的初步迁移能力。此外还要重视口头解答应用题的教学。如果在上述这些内容给幼儿打好基础，就可为小学进行较系统的学习做较好的准备。
    （三）教学方法也要适应幼儿的年龄特点。幼儿的计算教学是极初步的启蒙性质的数学教学，同时培养幼儿对数的计算的兴趣，为以后上小学做些初步的准备。要达到这一目的，选用适当的教学方法就非常重要。首先要注意通过各种游戏和有趣的活动来进行计算的教学，使幼儿在游戏、玩耍中学到极初步的计算知识，并且自始至终注意培养幼儿对计算的兴趣。其次教学时选用的方法要符合幼儿的年龄特点。例如，教四岁的幼儿计算只要进行一些实物操作就可以了，活动的时间不宜太长。就是到了大班，教学一些以抽象为目的的计算也不能完全离开实物操作，注意在实物操作的基础上进行适当的抽象、概括。因为整个幼儿阶段思维的特点还是以形象思维为主。此外，在游戏、操作等活动中都要注意启发幼儿的思考，调动幼儿思维的积极性，使幼儿在学到极初步的计算知识的同时，思维能力也得到初步的发展。
    ＊本文引用的材料，主要是对北京市一所街道幼儿园和一所小学初入学的儿童，以及河北省万全、阳原两县农村儿童的调查结果，同时参考了全国九个地区３—７岁儿童数概念和运算能力发展的研究报告。
    ①见佐藤俊太郎《儿童加减法概念的发展》，数学教育国际会议论文摘要，１９８３年，东京。＊

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