Çıkarma işleminin nasıl yapıldığını hemen hemen hepimiz biliriz. Hatta yapamayanlarmız bile kendi kendimize yaptığımız şuna benzer konuşmaları hatırlayacaktır: 3'ten 5 çıkmaz. Komşuya gittik 1 aldık. 13'ten 5 çıktı 8 kaldı...
Geçenlerde Ümit'le matematik sınavı için çalışıyorduk. Hangi konuların olduğunu sorduğumda "ikilik düzende toplama ve çıkarma da var ve çıkarmayı pek beceremiyorum" dedi. "Onluk düzenle arasında hiç fark yok sadece 10 kullandığın her yerde 2 kullanacaksın" dedim. Tabii ki beklediğim tepkiyi alamadım. Bunun üzerine çıkarma işlemini yukarıdaki öğrendiğim şekliyle örneklerle onluk düzende açıklamaya başladım.
Sonra 1'den 3 çıkmadığı için komşuya gidip 1 alma mantığını anlatmaya başladım. 351 sayısının değeri aynı kalmak üzere daha başka şekillerde de yazabileceğimizi söyledim. Bu dönüşümleri yukarıdaki basamakların hepsi altındaki basamaklardan büyük olana kadar devam ettirebileceğimizi de ekledim.
$351 = 3 \cdot 10^2 + 5 \cdot 10^1 + 1 \cdot 1 \cdot 10^0 = 3 \cdot 10 ^2 + 4 \cdot 10 ^ 1 + (10 + 1) \cdot 10^0 = 3 \cdot 10 ^2 + 4 \cdot 10 ^ 1 + (11) \cdot 10^0$
Bunu kullandıktan sonra işlem şu hali alacak:
Şekillerde kullandığım işaretleri açıklayayım önce. Kırmızı sayılar çıkarma işlemini yaparken değişikliğe uğrayan değerler. Oklar değişikliklerin hangi yönde meydana geldiğini ve okların başındaki ve sonundaki sayılar da değişime uğrayan sayıların nasıl değiştiğini gösteriyor. Yani yukarıdaki işlemde onlar basamağındaki 5 rakamı 1 azalarak 4 olmuş ve birler basamağındaki 1 ise 10 artarak 11 olmuş. Onluk düzende 9'dan büyük bir rakam olmadığından herhangi bir basamakta bulunan 9'dan büyük sayıları parantez içinde gösterdim.
Sonra bu mantığı daha belalı bir çıkartma işlemi örneği için de verdim.
1 alacağımız komşu hemen sol yanımızda değil, daha uzakta. O zaman aradaki basamakları da değiştirmemiz gerekiyor.
$100 = 1 \cdot 10^2 + 0 \cdot 10^1 + 0 \cdot 1 \cdot 10^0 = 0 \cdot 10 ^2 + 9 \cdot 10 ^ 1 + (10 + 0) \cdot 10^0 = 0 \cdot 10 ^2 + 9 \cdot 10 ^ 1 + (10) \cdot 10^0$
Yani aslında komşudan 1 almak, komşunun basamak değeri kadar sayıyı sağdaki basamaklara dağıtmak demek. Eğer komşu yüzler basamağındaysa 100 sayısını sağdaki basamaklara dağıtıyoruz. 10 tanesini birler basamağına kalan 90'ı da onlar basamağına.
Bütün bunları anlattıktan sonra Ümit'in verdiği tepkiden bu yaştaki çocukların bu kadar soyut düşünemediğini anladım. Başka bir yöntem bilmediğimden ilkokulda çıkartma işlemini nasıl yaptıklarını sordum. Kullandıkları yöntem ile toplama işlemi arasında mekanik olarak hemen hemen fark yoktu. Toplamada basamak toplamı 10'u geçince elde var 1 deyip bunu üstteki sayının hemen soldaki basamağına ekliyorduk. Çıkarmada ise alttaki basamak üsttekinden büyükse üstteki basamağa 10 ekleniyor ve buna karşılık alttaki sayının hemen soldaki basamağına 1 ekleniyor. Böylece yukarıdaki sayının basamaklarıyla oynamaya gerek olmuyor. Bu yöntemi bir örnekle açıklamaya çalışayım:

Bu işlemi yapmak istediğimizde sırasıyla şu adımları yapıyoruz. 0'dan 1 çıkmayacağı için 0 yerine 10 yazıyoruz ve bu sırada gökten inen 10 sayısı için soldaki basamağa 1 ekliyoruz. Burada dikkat çeken şey yukarıdan gelen 10 ile sola eklenen 1'in sayısal değerlerinin aynı olması, çünkü soldaki basamağın değeri bulunduğumuz basamağın 10 katıdır. İki sayıya da aynı miktarda ekleme yaptığımızdan işlemin değeri değişmemiş olur.
$a$ ve $b$ iki adet tam sayı olsun ve $a - b$ işlemini yapmaya çalışalım. $a$ sayısının bir $i$ basamağını (basamaklar en sağdan sola doğru 0'dan başlayarak indeksleniyor) 10 artırırsak ve aynı zamanda $b$ sayısının $i+1$ indeksli basamağını 1 artırırsak aşağıdaki gibi çıkarma işleminin sonucunun değişmediğini görürüz:
$(a + 10 \cdot 10^i) - (b + 1 \cdot 10^{i+1}) = (a + 10^{i+1}) - (b + 10^{i+1}) = a - b$
Bu yöntemi kullanınca aşağıdaki işlemi elde ediyoruz.
Onlar basamağı için de aynı yöntemi uyguluyoruz
Birinci yöntemde ilk sayının değerini değiştirmeden bu sayıyı işimize yarayacak şekilde daha farklı yazarak problemimizi çözüyoruz. İkinci yöntemde ise iki sayıyı da aynı miktarda büyüterek farkın aynı kalmasını sağlıyoruz.
İkinci yöntemin birinci yönteme göre avantajı işlemde sadece yerel ve otomatik değişiklikler gerektirmesi. Yerelden kasıt her adımda sadece bulunduğumuz basamağı ve onun solundaki basamağı değiştiriyor olmamız. Birinci yöntemde komşudan 1 alırken komşunun bulunduğu basamakla bulunduğumuz basamak arasındaki her basamağı değiştirmemiz gerekiyor. Otomatik olması da yukarıdaki sayıya 10 (ya da kullanılan sayı sistemi hangisiyse o kadar, yani ikilik düzende 2) eklerken alttaki sayının hemen soldaki basamağına her zaman 1 ekliyor olmamız. Birinci yöntemdeki gibi değişik durumları ayrı değerlendirmemize gerek yok.
İlkokul ya da ortaokul başlarındaki çocuklar için sanırım ikinci yöntem daha kolay olacaktır. Belli bir soyut düşünme yeteneği kazanıldığında birinci yöntem gösterilebilir. Sonuçta birinci yöntem gerçekten verilen çıkarma işlemini yapıyor. İkinci yöntem ise elimizdeki işlemi bazı durumlarda aynı sonucu veren başka bir çıkarma işlemine dönüştürerek çalışıyor. Yani başka ama eşdeğer bir problemi çözmüş oluyoruz.