Если по действующим программам на изучение первого десятка отводилось 70 ч, то в случае экспериментального обучения весь этот материал был изучен за 50 ч (причем сверх программы были рассмотрены некоторые дополнительнные понятия, отсутствующие в стабильном учебнике, но структурно связанные с основным материалом).
Особого внимания в методике начального обучения требует вопрос о классификации задач, о названиях их типов. Поколения методистов трудились над упорядочением системы школьных задач, над созданием их эффективных типов и разновидностей, вплоть до подбора удачных терминов для названий задач, предусмотренных для изучения в школе. Известно, что не менее половины учебного времени на уроках математики отводится их решению. Школьные задачи, безусловно, нуждаются в систематизации и классификации. Какого вида (типа) задачи изучать, когда изучать, какой их тип изучать в связи с прохождением того или иного раздела — это законный объект исследования методики и центральное содержание программ. Значимость этого обстоятельства видна из истории методики математики.
В экспериментальных учебных пособиях автора уделено специальное внимание классификации задач и распределению необходимых их видов и разновидностей для обучения в том или ином классе. В настоящее время классические названия видов задач (на нахождение суммы, неизвестного слагаемого и т. п.) исчезли даже из оглавления стабильного учебника I класса. В пробном учебнике П.М. Эрдниева эти названия «работают»: они полезны как дидактические вехи не только для школьника, но и для учителя. Приведем содержание первой темы пробного учебника математики, для которой характерна логическая полнота понятий.
Первый десяток
Сравнение понятии выше — ниже, левее — правее, между, короче — длиннее, шире — уже, толще — тоньше, старше — моложе, дальше — ближе, медленнее — быстрее, легче — тяжелее, мало — много.
Монографическое изучение чисел первого десятка: название, обозначение, сравнение, откладывание чисел на счетах и обозначение чисел на числовом луче; знаки: равно (=), не равно (¹), больше (>), меньше (<).
Прямая и кривая линии; окружность и овал.
Точка, прямая, отрезок, обозначение их буквами; измерение длины отрезка и откладывание отрезков заданной длины; обозначение, называние, построение, вырезывание равных треугольников, равных многоугольников. Элементы многоугольника: вершины, стороны, диагонали (обозначение их буквами).
Монографическое изучение чисел в пределах рассматриваемого числа:
состав чисел, сложение и вычитание.
Название компонентов сложения и вычитания.
Четверки примеров на сложение и вычитание:
3 + 2 = 5, 5 — 2 = 3, 2 + 3 = 5, 5 — 3 = 2.
Деформированные примеры (с пропущенными числами и знаками):
Х + 5 = 7; 6 – Х = 4;6 = 3A2.
Решение задач на нахождение суммы и слагаемого, разности, уменьшаемого и вычитаемого. Составление и решение взаимно-обратных задач.
Тройка задач: на увеличение и уменьшение числа на несколько единиц и на разностное сравнение. Сравнение отрезков по длине.
Переместительный закон сложения. Изменение суммы в зависимости от изменения одного слагаемого. Условие, когда сумма не изменяется. Простейшие буквенные выражения: a + b = b + a, a + 0 = a, a –a = 0.
Составление и решение задач по выражению.
В последующем изложении рассмотрим основные вопросы методики изложения этого начального раздела школьной математики, имея в виду, что методика изложения последующих разделов во многом должна быть аналогична процессу освоения материала первой темы.
На первых же занятиях учитель должен поставить перед собой цель научить школьника применять пары понятий, содержание которых раскрывается в процессе составления соответствующих предложений с этими словами. (Вначале осваиваем сравнение на качественном уровне, без употребления чисел.)
Приведем примеры наиболее распространенных пар понятий, которыми надо пользоваться на уроках не только математики, но и развития речи:
Больше — меньше, длиннее — короче, выше — ниже, тяжелее — легче, шире — уже, толще — тоньше, правее — левее, дальше — ближе, старше — моложе, быстрее — медленнее и т. п.
При работе над такими парами понятии важно использовать не только иллюстрации в учебнике, но и наблюдения детей; так, например, из окна класса они видят, что за рекой стоит дом, и составляют фразы: «Река ближе к школе, чем дом, а дом дальше от школы, чем река».
Пусть ученик подержит в руке попеременно книгу и тетрадь. Учитель спрашивает: что тяжелее — книга или тетрадь? Что легче? «Книга тяжелее тетради, а тетрадь легче книги».
Выстроив перед классом рядом самого высокого и самого низкого ученика класса, составляем тут же две фразы: «Миша выше Коли, а Коля ниже Миши».
В этих упражнениях важно добиваться грамматически правильной замены одного суждения ему двойственным: «Каменный дом выше деревянного, значит, деревянный дом ниже каменного».
При ознакомлении с понятием «длиннее — короче» можно показать сравнение предметов по длине наложением одного на другой (что длиннее: ручка или пенал?).
На уроках арифметики и развития речи полезно решать логические задачи, преследующие цель научить пользоваться противоположными понятиями: «Кто старше: отец или сын? Кто моложе: отец или сын? Кто из них родился раньше? Кто позже?»;
«Сравните книгу и портфель по ширине. Что шире: книга или портфель? Что уже — книга или портфель? Что тяжелее: книга или портфель?»
Обучение процессу сравнения можно сделать более интересным, вводя так называемые матричные (табличные) упражнения. На доске строится таблица из четырех клеток и разъясняется смысл понятий «столбец» и «строка». Вводим понятия «левый столбец» и «правый столбец», «верхняя строка» и «нижняя строка».
Вместе с учащимися показываем (имитируем) смысловое толкование этих понятий.
— Покажите столбец (дети двигают рукой сверху вниз).
— Покажите левый столбец, правый столбец (дети проводят два маха рукой сверху вниз).
— Покажите строку (мах рукой слева направо).
— Покажите верхнюю строку, нижнюю строку (два маха рукой показывающие верхнюю строку, нижнюю строку).
Надо добиваться того, чтобы учащиеся точно указывали положение клетки: «верхняя левая клетка», «нижняя правая клетка» и т. п. Тут же решается обратная задача, а именно: учитель указывает на какую-нибудь клетку таблицы (матрицы), ученик дает соответствующее название этой клетки. Так, если указано на клетку, лежащую в пересечении верхней строки и левого столбца то ученик должен назвать: «Верхняя левая клетка». Подобные упражнения постепенно приучают детей к пространственной ориентировке и имеют важное значение при изучении впоследствии координатного метода математики.
Большое значение для первых уроков начальной математики имеет работа над числовым рядом.
Рост числового ряда прибавлением по единице удобно иллюстрировать перемещением вправо по числовому лучу.
Если знак (+) связывается с перемещением по числовому ряду вправо на единицу, то знак (—) связывается с обратным перемещением влево на единицу и т. п. (Поэтому оба знака показываем одновременно на одном и том же уроке.)
Работая с числовым рядом, вводим понятия: начало числового ряда (число нуль) представляет левый конец луча; числу 1 соответствует единичный отрезок, который надо изобразить отдельно от числового ряда.
Пусть учащиеся работают с числовым рядом в пределах трех.
Выделяем два каких-либо соседних числа, например 2 и 3. Переходя от числа 2 к числу 3, дети рассуждают так: «За числом 2 следует число З». Переходя от числа 3 к числу 2, они говорят:
«Перед числом 3 идет число 2» или: «Число 2 предшествует числу З».
Такой метод позволяет определить место данного числа по отношению как к предыдущему, так и к последующему числу; уместно тут же обратить внимание на относительность положения числа, например: число 3 одновременно является как последующим (за числом 2), так и предыдущим (перед числом 4).
Указанные переходы по числовому ряду надо связать с соответствующими арифметическими действиями.
Например, фраза «За числом 2 следует число З» изображается символически так: 2 + 1 = 3; однако психологически выгодно создать сразу вслед за ней противоположную связь мыслей, а именно: выражение «Перед числом 3 идет число 2» подкрепляется записью: 3 – 1 = 2.
Чтобы добиться понимания места какого-либо числа в числовом ряду, следует предлагать парные вопросы:
1. За каким числом следует число 3? (Число 3 следует за числом 2.) Перед каким числом расположено число 2? (Число 2 расположено перед числом 3.)
2. Какое число следует за числом 2? (За числом 2 следует число 3.) Какое число идет перед числом 3? (Перед числом 3 идет число 2.)
3. Между какими числами находится число 2? (Число 2 находится между числом 1 и числом 3.) Какое число находится между числами 1 и 3? (Между числами 1 и 3 находится число 2.)
В этих упражнениях математическая информация заключена в служебных словах: перед, за, между.
Работу с числовым рядом удобно сочетать со сравнением чисел по величине, а также со сравнением положения чисел на числовой прямой. Постепенно вырабатываются связи суждений геометрического характера: число 4 находится на числовой прямой правее числа 3; значит, 4 больше 3. И наоборот: число 3 находится на числовой прямой левее числа 4; значит, число 3 меньше числа 4. Так устанавливается связь между парами понятий: правее — больше, левее — меньше.
Из изложенного выше мы видим характерную черту укрупненного усвоения знаний: весь набор понятий, связанных со сложением и вычитанием, предлагается совместно, в своих непрерывных переходах (перекодировках) друг в друга.