沈靜
摘? 要:乘法分配律在小學階段是最重要、最難學、應用最廣泛的知識點。針對學生在綜合運用運算律進行簡算時出現(xiàn)的種種問題,努力嘗試通過各類課型,引導學生從具體的認知開始,從呈現(xiàn)模型—促進模型—提高鞏固模型,不斷遞進,深入理解分配律的本質(zhì)意義,化解分配律的難點,抓住簡算的根本是轉(zhuǎn)化原則,促進運算律對計算方法的“熟能生巧”,有效提高學生靈活選擇運算律進行簡算的能力,樹立系統(tǒng)教學理念,訓練學生思維的結(jié)構(gòu)化,有助于發(fā)展學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:建立模型;變形;整合;思維訓練;核心素養(yǎng)
運算律的運用是整個小學階段最重要的計算內(nèi)容,蘇教版教材從四年級下冊開始引入,采用不完全歸納法,讓學生經(jīng)歷“計算—觀察—總結(jié)—驗證—運用”的學習過程,引出規(guī)律。這樣的教學流程在學習單一的加法和乘法的交換結(jié)合律的時候,一般不會暴露由此引出的認識的局限性,學生看似學得很扎實,但當學習乘法分配律后,在選擇合適的方法進行簡算或者應用分配律解決變化形式多、結(jié)構(gòu)稍復雜、較為隱秘的變式時(如25×48,64×99+64,64×99或85×101-85,85×101,75+25×97等),學生對這類戴著面具的算式便束手無策,不能合理、靈活地進行計算。究其原因,一是學生受到前期應用交換結(jié)合律時湊整思想的思維干擾,二是機械識記了乘法分配律的外形,而沒有真正理解乘法分配律的本質(zhì)意義,缺乏必要的觀察數(shù)據(jù)和結(jié)構(gòu)特征的能力以及創(chuàng)造簡算條件的轉(zhuǎn)化意識 [1]。
針對以上問題,基于長期任教中高年級的經(jīng)驗及探索,筆者認為,在平時的教學中需要通過各類課型,幫助學生遞進深入理解乘法分配律的本質(zhì)內(nèi)涵,化解分配律的難點,培養(yǎng)學生的簡算意識,促進運算律對計算方法的“熟能生巧”,有效提高學生合理、靈活計算的能力 [1]。
一、新授課注重分配律的內(nèi)涵,真正理解意義和算理,呈現(xiàn)模型
新授課上,在學生通過教材常規(guī)得出運算律后,可以拓展追問:你能用以前學過的知識來解釋這一特殊的規(guī)律嗎?讓學生從舊知中尋找依據(jù),明確這一等式并非隨意的組合,而是客觀現(xiàn)實中的必然規(guī)律,從意義上去真正理解乘法分配律。
1. 用數(shù)形結(jié)合支撐乘法分配律:理清“分配”的意義,突破“相同乘數(shù)”的結(jié)構(gòu)特點,利用幾何直觀,從圖形面積的計算角度發(fā)現(xiàn)(如圖1),不管是分開計算還是整體計算,結(jié)果是一樣的,深入理解18×15+12×15和(18+12)×15這兩個算式相等,直觀地再現(xiàn)了分配律的意義。經(jīng)過幾組這樣的練習(補充習題第48頁第1題),讓學生看圖,借助豐富的直觀表象理解得出等式,在理解算理的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)此運算律是成立的,避免從形式上的機械記憶。
2. 從乘法意義的角度深入理解分配律的內(nèi)涵。如圖2,拋開圖形,直接根據(jù)乘法的意義來說明,“20個3加上1個3等于(20+1)個3,即21個3”,相同的因數(shù)無論放在乘號前還是乘號后,乘法分配律的等價轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)形式都是成立的。
3. 從解題的角度,利用行程問題的數(shù)量關(guān)系來促進理解。適當調(diào)整教學順序(把例7和例6交換教學順序),借助線段圖分析數(shù)量關(guān)系,理解并比較和(差)乘某數(shù)(如圖3)與兩積之和(差)(如圖4)這兩種不同解題思路之間的聯(lián)系,體會在現(xiàn)實問題的應用中,乘法分配律的兩種基本結(jié)構(gòu)形式存在的合理性和科學性,促進乘法分配律的模型結(jié)構(gòu)思想的建立 [2]。
如此,在初步理解分配律意義的基礎(chǔ)上,再通過以上方法,運用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學思想方法,從不同角度、不同深度理解分配律,溝通了知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,喚醒學生的已有經(jīng)驗,做到算理先行,有效理解乘法分配律的內(nèi)涵,建立乘法分配律結(jié)構(gòu)和意義上的相融,以便更好地建構(gòu)乘法分配律的數(shù)學模型。
二、拓展課注重乘法分配律的外形基本結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)特點,促進建模
在應用乘法分配律進行簡算初期,計算積與某數(shù)相加減時(如97×25+75或75+25×97),學生往往受乘法結(jié)合律的影響或湊整思想的誤導,違背運算順序,先計算兩個數(shù)的和 [2]。針對這類錯誤,我們在拓展課教學過程中更要重視對乘法分配律的外形數(shù)據(jù)特點和結(jié)構(gòu)特點的分析與解讀,強化學生的結(jié)構(gòu)意識,明確乘法分配律只有“和(差)乘某數(shù)”和“兩積之和(差)”這兩種基本結(jié)構(gòu)形式。在清晰結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,再引出對數(shù)據(jù)特征的研究:前一種結(jié)構(gòu)形式中的某數(shù)一定是后一種結(jié)構(gòu)形式中的兩積中的其中一個因數(shù),由此展開分析,明確以下兩類也屬于乘法分配律的基本結(jié)構(gòu)范疇,使學生對乘法分配律有更清晰更深刻的認識,并在后續(xù)的拓展應用時能自如把握復雜變式的類型,駕輕就熟,解決問題 [3]。
1. 位置變化的拓展:以一般字母表達式(a+b)×c=a×c+b×c為基本式展開分析,如變化為c×(a+b)=c×a+c×b,即“某數(shù)乘和”,這是在乘法分配律中應用乘法交換律的位置變化的拓展,雖然這樣的變化較為簡單,但也屬于乘法分配律的基本形式。
2. 同級運算的推廣:可以應用教材第67頁的第16題:“算一算下面每組的兩道算式是否相等,再說說你有什么發(fā)現(xiàn)。32×(30-2)○32×30-32×2”,引導學生結(jié)合乘法的意義解釋兩道算式相等的道理,并說明:兩數(shù)之和乘某數(shù)的結(jié)構(gòu)形式也可以為兩數(shù)之差乘某數(shù),其屬于乘法分配律的基本推廣形式 [3]。
除了以上兩種情況外,高年級還有項數(shù)的拓展:將兩數(shù)之和(差)乘某數(shù)拓展到若干數(shù)之和(差)乘某數(shù),而若干數(shù)之和(差)乘某數(shù)等于若干積之和(差),這是增加項數(shù)的變化。
通過以上對乘法分配律結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)這兩大特征的理解分析與拓展,調(diào)動學生對題目整體結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)的觀察思考,引導學生善于從計算的簡潔性出發(fā),靈活地選擇兩種基本結(jié)構(gòu)形式進行變換訓練(變形操作),幫助學生進一步建立乘法分配律的模型結(jié)構(gòu)思想,體驗簡算的樂趣,這才是訓練學生計算技能,培養(yǎng)學生簡算意識的重要途徑。
三、練習課注重乘法分配律的非標準結(jié)構(gòu)形式的訓練,提高建模
俞正強老師說:運算律首先來自計算,來自對算法的改造與變形,它是通過觀察特征,如數(shù)字特征、運算符號等來幫助人們簡算的。運用乘法分配律簡算之所以復雜,就在于有些算式的呈現(xiàn)并不符合乘法分配律的標準結(jié)構(gòu)形式,這使得學生在應用乘法分配律時,對需要轉(zhuǎn)個彎才能簡算的題型缺乏必要的改造轉(zhuǎn)化思想,不能為計算創(chuàng)造簡算的條件。這就需要教者在練習課的教學中充分調(diào)動學生對題目整體結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)的觀察、思考,引導學生把握這些變式類型,將等式變形為乘法分配律的基本結(jié)構(gòu)形式中的某一種,化難為易。
1. 某數(shù)與接近整百數(shù)的數(shù)相乘的算式。教材例6:“象棋的單價是32元,圍棋的單價58元,王老師買102副中國象棋,一共要付多少元?”按照“算理先行,理到法隨”的原則,由學生口算的過程先算100副象棋的價格,再加2副象棋的價格就是102副象棋的總價,由此總結(jié)得出:當出現(xiàn)兩數(shù)相乘且其中一個乘數(shù)接近整百數(shù)的時候,我們可以變數(shù)102為式(100+2),把其中的一個乘數(shù)變成和或差的形式,使得結(jié)構(gòu)上符合乘法分配律的基本結(jié)構(gòu)形式——“和乘某數(shù)”,再變形成另一種結(jié)構(gòu)形式——“兩積之和”,進行簡算。以上由非標準的簡算試題引入,啟發(fā)學生發(fā)現(xiàn)隱藏的簡算條件,這樣的引導,抓住了學生的“癥結(jié)”,利用轉(zhuǎn)化的思想,體驗運用乘法分配律進行計算的簡便。以后學生面對這類簡算特征并不明顯的題目時,往往都能根據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)特征,從轉(zhuǎn)化的思想出發(fā),轉(zhuǎn)化成基本結(jié)構(gòu)形式,并選擇合適的計算方法,進一步提升學生的簡算意識和能力。
2. 積加(減)某數(shù)或某數(shù)加(減)積的算式。這類題型,教材沒有給出例題進行專門的教學,學生往往不容易解決,且常常和乘法結(jié)合律發(fā)生混淆。比如:43+43×99,48×101-48,從題面上看,簡算特征并不明顯,不符合乘法分配律的兩種基本結(jié)構(gòu)形式中的某一種,但我們可以仔細觀察,比較接近積加(減)積的結(jié)構(gòu)形式。有例5“四年級有6個班,五年級有4個班,每個班領(lǐng)24根跳繩。四、五年級一共要領(lǐng)多少根跳繩?”的教學鋪墊,有扎實的基礎(chǔ)知識的積淀,學生已初步具有敏銳的觀察力和綜合分析能力及轉(zhuǎn)化意識,把某數(shù)變數(shù)為式,轉(zhuǎn)化成基本結(jié)構(gòu)形式再進行簡算。那么,如45×102-90或97×125+375或75+25×97這樣的類型便不會受到湊整思想的影響,違反運算順序先算加法了。
3. 積加(減)積的算式。如第76頁思考題999×8+111×28,符合乘法分配律的運算結(jié)構(gòu)特征,但數(shù)字特征并不明顯,觀察到999和111的倍數(shù)關(guān)系,利用積不變的規(guī)律,以式換式,將999×8等量轉(zhuǎn)化為111×72,這樣“+”號兩邊的乘法算式也被明顯關(guān)聯(lián)起來了,即都是關(guān)于111的,符合乘法分配律的“積+積”的運算結(jié)構(gòu)形式,進而再變形成另一種結(jié)構(gòu)形式,便可使計算簡便。還可以追問:這里還有其他的等積轉(zhuǎn)化方式嗎?經(jīng)過長期訓練,學生能自覺觀察兩個算式中的乘數(shù)特征,找到聯(lián)系,進而通過轉(zhuǎn)化找到兩個乘法算式中相同的乘數(shù)再簡算,體驗到正確運用運算定律能有效提高計算的正確性所帶來的喜悅。
以上是教材出現(xiàn)的三種轉(zhuǎn)化應用,在練習過程中,首先明確無論題目怎么變化,只要通過變數(shù)為式或變式為式的方式進行變形,就能轉(zhuǎn)化成乘法分配律兩種基本結(jié)構(gòu)形式中的一種,再看是否要二次使用乘法分配律;其次,要運用乘法分配律進行簡算,必須符合兩個條件:有相同因數(shù);相同因數(shù)的個數(shù)能進行湊整。應用轉(zhuǎn)化思想,就一定能找到乘法分配律(包括其他運算律)的基本結(jié)構(gòu)形式。學生在講和練互動學習的過程中把握了乘法分配律的本質(zhì)內(nèi)涵,在簡便計算及解決問題時“以不變應萬變”,不斷將知識重組整合,形成知識的線狀結(jié)構(gòu)體系,進一步建構(gòu)了乘法分配律的數(shù)學模型,并運用模型順利解決了現(xiàn)實問題。
四、復習課注重知識的整合與系統(tǒng)性,鞏固建模
在教學中,我們經(jīng)常會覺得每一堂課都扎扎實實教了,學生也覺得掌握了,但面對綜合類題目的時候?qū)W生卻束手無策。究其原因,就是學生缺乏解決問題的知識模塊化,他們學習新知的初期,在頭腦中呈現(xiàn)的是點線狀的知識,還沒有形成內(nèi)在的邏輯體系。運算律的知識之間是密切相關(guān)的,在復習課的教學中我們要整體設(shè)計,在五個運算律學完之后,連同練習中出現(xiàn)的除法和減法的性質(zhì)結(jié)構(gòu)進行整體的梳理復習(如圖5),引導學生不僅對乘法分配律的外形結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)進行分析解構(gòu),還要及時聯(lián)系已學的加法和乘法的交換結(jié)合律,將乘法分配律納入運算律的知識體系中,整合認知結(jié)構(gòu),幫助學生找到解答同類問題的內(nèi)在邏輯性,將點線狀零散的知識系統(tǒng)化,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)知識體系,深化鞏固乘法分配律的數(shù)學模型。
在應用運算律進行簡便計算的復習課中設(shè)計以下問題:(1)是同級運算還是不同級的運算?(2)所有的同級簡算其實只需要根據(jù)數(shù)據(jù)的特點進行什么操作?(換位、加或去括號)(3)加(去)括號的時候要注意什么?(括號前面是減號或除號,去括號的時候,里面的符號要變號)(4)不同級的運算律只有哪個運算律?(5)如果是乘法分配律,根據(jù)數(shù)據(jù)的特點,如果需要轉(zhuǎn)化成另一種結(jié)構(gòu)形式,要進行什么操作?(變形)(6)如果遇上非標準的結(jié)構(gòu)形式,第一步應該怎樣將哪個數(shù)變數(shù)為式或?qū)⒛膫€算式變式為式?把以上問題反復拋給學生,讓他們聯(lián)系已獲得的新知,應用相應的方法去探索。前期的新授猶如西醫(yī),頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳,有針對性,見效快,后期的練習課和復習課猶如中醫(yī),需要講究全身的調(diào)理、整體的診斷和理療。教師在幫助學生整理知識的過程中,對這類運算律條理化、有序化,再總結(jié)提煉,培養(yǎng)學生由此及彼的推理能力,讓他們感受到知識的發(fā)生和發(fā)展規(guī)律,那么,如25×48的這類題型,學生便能自覺運用不同的運算定律,獲得不同的拆分方法(如圖6),進而得到簡算的快樂體驗。
25×48
=25×(4×12)→變數(shù)為式
=25×4×12→去括號
=100×12
=1200
25×48
=25×(40+8)→變數(shù)為式
=25×40+25×8→變形
=100×200
=1200
乘法分配律在小學階段是最重要、最難學、應用最廣泛的知識點,如能在初學階段通過以上各類課型,引導學生從具體的認知開始,從呈現(xiàn)模型—促進模型—提高鞏固模型,不斷遞進深入理解分配律的本質(zhì)意義,化解分配律的難點,抓住簡算的根本是轉(zhuǎn)化原則,培養(yǎng)學生的簡算意識,不但有助于學生加深對四則運算意義和計算方法的理解,更能有效提高學生靈活選擇運算律進行簡算的能力,有助于發(fā)展學生的數(shù)學核心素養(yǎng),同時也為學生以后學習和探索有關(guān)小數(shù)、分數(shù)的簡便計算奠定了堅實的基礎(chǔ)。比如,五、六年級時,小數(shù)、分數(shù)的計算實踐中甚至還會出現(xiàn)新的變式,增加簡算難度,如小數(shù)計算中的小數(shù)點的變化:31.2+3.12×90;分數(shù)乘除法中,對乘除法的互逆變換:18÷+82×等。直到中學階段的有理數(shù)、實數(shù)的運算,乘法分配律都有著不可估量的作用。
參考文獻:
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