师:同学们大家好,今天我们一起来学习计算工具的认识。上课前,请准备好需要的学具,准备好了就开始我们的探索之旅。先来看看这节课的学习目标:一、了解计算工具的发展历程和现状;二、能简单地用算盘表示数。在之前的学习中,我们已经了解了数是怎样产生的。随着数的产生,就会出现数的计算。请看,谁有办法快速知道这个算式的得数?
生:用计算器。
师:你跟他的想法一样吗?除了计算器,你还知道哪些计算工具?
生:还可以用算盘、计算机等工具计算。
师:是的,为了计算方便,人们发明了各种各样的计算工具。这节课我们就一起来认识这些计算工具及其发展历程。首先从最古老的计算工具算筹说起,早在2000多年前,中国人就发明了用算筹计算,它是世界上最古老的计算工具。古代的算筹实际上是一根根同样长短和粗细的小棍子,多用竹子制成,也有用木头、象牙、兽骨、金属等材料制成的,大约二百七十几枚为一束,放在一个布袋里,系在腰部,随身携带。需要计数和计算时,就把它们取出来,放在地上或桌上都能摆弄。别看这些小棍子不起眼,在中国数学史上,它们可是大功臣。算筹在珠算发明以前,是中国独创且最有效的计算工具,对中国古代数学的早期繁荣和持续发展做出了巨大的贡献。
生:算筹可太厉害了,那它该如何使用呢?
师:一起来看看吧。用算筹计数有纵式和横式两种摆法。先看纵式,这是纵式的一,竖着摆一根小棒;这是二、三、四、五。接下来是六,该怎样摆呢?竖着摆六根小棒吗?聪明的古人想到了一个好办法,把一根小棒横过来当作5,再竖着摆一根小棒合起来就是6。接下来是7,只要在6的基础上再加一根竖着的小棒,就可以表示7了。用同样的方法还可以摆出8和9,这是纵式的摆法。再看横式,这是横式的一,横着摆一根小棒;这是二、三、四、五。接下来是六,该怎样摆呢?同样,先把一根小棒竖过来当作5,再横着摆一根小棒合起来就是6。接下来是7、八、9,这是横式的摆法。知道了算筹的两种摆法,你想试着摆一摆吗?拿出小棒动手试试吧。
生:我摆的是纵式的5,竖着摆5根小棒就可以了。
生:我摆的是横式的5,与纵式相反,我是横着摆5根小棒。
生:我摆的是纵式的9,先横着摆一根小棒当作5,再竖着摆四根小棒合起来就是9。
生:我摆的是横式的9,我先竖着摆一根小棒当作5,再横着摆四根小棒合起来就是9。
师:看来同学们都已经掌握了纵式和横式两种摆法。那你想知道那些大于9的两位数、三位数又该怎样摆吗?我们的古人很聪明,他们用纵横相间的方式表示一个数:个位用纵式,十位用横式,百位用纵式,千位用横式,从右到左,纵横相间,以此类推,就可以用算筹表示出任意大的自然数,从而进行计算了。比如用算筹表示4672,个位用纵式,这是纵式的2,在个位竖着摆两根小棒;十位用横式,这是横式的7,先竖着把一根小棒当作5,再横着摆两根小棒合起来就是7;接着摆百位,用纵式,这是纵式的6,先横着摆一根小棒当作5,再竖着摆一根小棒合起来就是6;最后千位用横式,这是横式的4,只要横着摆四根小棒就可以了,这就是4672。由于它不同数位之间纵横交错,并且每一位都有固定的摆法,所以既不会混淆也不会错位。这种计算工具和计数方法在当时世界上是独一无二的。听完老师的介绍,你能尝试用算筹表示29吗?动手试试吧。
生:算筹是用纵横相间的方式表示一个数,个位用纵式,这是纵式的9;十位用横式,这是横式的2,合起来就是29。
师:你摆对了吗?再看这个数,猜猜它是多少。个位是纵式的2,十位是横式的3,百位是纵式的6,所以这个数是632。接下来挑战继续,你能用算筹表示306吗?
生:先用纵式表示个位上的6,接下来是十位。咦,十位是0,该如何表示呢?聪明的古人想到了用空一位的方式表示0,最后再用纵式表示百位的3,这就是306。
师:后来为了表示方便,人们开始用方框表示0,再到700多年前人们用圆圈表示0,以后还用不同的方式表示0。现在我们知道了,用算筹计数有纵式和横式两种摆法,用纵横相间的方式表示一个数。古人需要把这270多枚算筹随身携带,同学们,你想不想随身带着这200多枚算筹?
生:不想,使用起来有些麻烦。
师:是的,古人与你的想法一样。于是,随着社会经济的不断发展,人们对计算工具也在不断地进行改进。在1000多年前,中国人又发明了一种新的计算工具,它就是算盘。它的特点是结构简单,使用方便,在计算数目较大和数目较多的加减法时,相比算筹更为简便。早在公元15世纪,算盘已经在生产和生活中广泛应用,至今仍然发挥着它独特的作用。在二年级的学习中,我们已经初步了解过算盘,知道了算盘的构造。请同学们拿出自己的算盘看一看,拨一拨,回忆一下,关于算盘,你知道了哪些知识?
