談起推理,很多人不由自主地想起中學(xué)幾何證明中的演繹推理,其實(shí)推理并不是中學(xué)幾何的“專利”,它在數(shù)學(xué)的其他領(lǐng)域也被廣泛運(yùn)用。然而,計(jì)算教學(xué)中的推理運(yùn)用往往被師生所忽略和遺忘,本文僅以人教版《義務(wù)教育教科書·數(shù)學(xué)》五年級(jí)上冊(cè)“小數(shù)乘小數(shù)”為例,談?wù)剼w納推理和演繹推理在計(jì)算教學(xué)中的有效運(yùn)用。
一、借助幾何直觀,進(jìn)行歸納推理
借助幾何直觀能把抽象的結(jié)論變得形象化、可視化。六年級(jí)的“分?jǐn)?shù)乘以分?jǐn)?shù)”幾何模型的呈現(xiàn)方式可使學(xué)生很形象地理解“分?jǐn)?shù)乘分?jǐn)?shù)”計(jì)算的算理和算法。利用小數(shù)和分?jǐn)?shù)的密切關(guān)系,借鑒這種幾何直觀圖,可使學(xué)生對(duì)小數(shù)乘以小數(shù)的計(jì)算結(jié)果從直觀感知走向直觀理解,進(jìn)而引發(fā)直觀猜測(cè)、直觀推理。
如可以出示探索題:王老師家裝修房子 ,購(gòu)買了一種長(zhǎng)0.6米,寬0.4米的長(zhǎng)方形瓷磚,每塊瓷磚的面積是多少平方米?
師:怎樣列式計(jì)算?
生:0.6×0.4= 。
師:這道題與以前的小數(shù)乘法有什么區(qū)別?
生:以前學(xué)的是小數(shù)乘整數(shù),這題兩個(gè)數(shù)都是小數(shù)。
師:這就是今天要學(xué)習(xí)的內(nèi)容“小數(shù)乘小數(shù)”(板書課題),你會(huì)算嗎?(學(xué)生嘗試)
生:0.6×0.4=2.4,因?yàn)?.6和0.4都是一位小數(shù),所以乘積也是一位小數(shù)為2.4。
生:0.6×0.4=0.24,因?yàn)?.6米=6分米,0.4米=4分米,6×4=24(平方分米),24(平方分米)=0.24(平方米)。所以0.6×0.4=0.24。
師:哪位同學(xué)明白他的方法?
生:他是把小數(shù)乘法借助單位換算轉(zhuǎn)化為整數(shù)乘法,算完后又把單位換算回來(lái)的。
師:這位同學(xué)很善于發(fā)現(xiàn)別人的閃光點(diǎn),還有別的方法嗎?下面的圖你能看懂嗎?
生:這是一個(gè)邊長(zhǎng)為1米的正方形,陰影部分是長(zhǎng)6分米,寬4分米的小長(zhǎng)方形,其面積占大正方形的24/100,用小數(shù)表示為0.24,所以0.6×0.4=0.24。
師:能從圖中看到乘積,不簡(jiǎn)單,如果讓你計(jì)算0.6×0.9 ,你會(huì)嗎?
生:可以假設(shè)0.6和0.9的單位為米,轉(zhuǎn)化為分米進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果為54平方分米,然后換算以平方米為單位,算出0.6×0.9=0.54。
生:我是借助畫圖的方式,從下圖中可以看出0.9×0.6占大正方形的面積的54/100,所以0.9×0.6=0.54。
師:這兩題在方法上什么相同之處?
生:都是借助單位換算轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法,算完后,再通過(guò)單位換算求出原來(lái)的結(jié)果,還可以借助畫圖的方法表示兩個(gè)小數(shù)相乘的結(jié)果。
生:我還發(fā)現(xiàn)兩個(gè)一位小數(shù)相乘,積就是兩位小數(shù)。
師:僅僅從兩個(gè)例子就得到這個(gè)結(jié)論,是否正確,還有待驗(yàn)證。
學(xué)生獨(dú)立探索小數(shù)乘小數(shù)的計(jì)算方法,有的學(xué)生借助已有的小數(shù)加減法的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比推理,造成乘積中小數(shù)點(diǎn)的位置錯(cuò)誤;有的學(xué)生借助生活經(jīng)驗(yàn),利用單位換算轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法進(jìn)行計(jì)算,然后進(jìn)行單位還原求出結(jié)果;還有的學(xué)生利用小數(shù)和分?jǐn)?shù)的關(guān)系,數(shù)形結(jié)合,借助直觀模型形象地詮釋0.6×0.4的結(jié)果。接著,教師出示0.6×0.9,學(xué)生運(yùn)用剛剛學(xué)到的方法,利用轉(zhuǎn)化表征或者圖形表征來(lái)呈現(xiàn)結(jié)果。經(jīng)此探究,引發(fā)了學(xué)生的直觀洞察,他們進(jìn)行不完全歸納推理:兩個(gè)一位小數(shù)相乘,積是兩位小數(shù)。因?yàn)椴煌耆珰w納推理的結(jié)論具有或然性,所以教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
二、借助演繹推理,明確背后算理
因?yàn)椴煌耆珰w納法推導(dǎo)出來(lái)的結(jié)論具有或然性,可能是正確的,也可能是錯(cuò)誤的,因而對(duì)結(jié)論的驗(yàn)證必須要經(jīng)過(guò)演繹推理,只有通過(guò)演繹推理嚴(yán)格論證才能確定結(jié)論的必然性。而最新研究表明,10~11歲是兒童演繹推理認(rèn)識(shí)的快速發(fā)展期,因此,作為數(shù)學(xué)教師,我們可以依據(jù)自己的教學(xué)內(nèi)容,逐步滲透之,只要學(xué)生能“夠得著”,我們就要開展演繹推理,讓學(xué)生走出依靠直觀形象和感性經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行合情推理的框框,展開有根有據(jù)、有條有理的論證,讓學(xué)生明白其中蘊(yùn)含的道理,幫助學(xué)生樹立理性思維。下面是王老師家房間和外面陽(yáng)臺(tái)的平面圖。
師:你能提出什么問(wèn)題?請(qǐng)列出算式。
生:房間的面積多少平方米?列式為3.8×3.2。
師:大家嘗試一下?
生:利用單位換算把3.8米和3.2米轉(zhuǎn)化為38分米和32分米,38與32積為1216,1216(平方分米)=12.16(平方米),所以3.8×3.2=12.16。
師:不借助單位換算的方法,能否說(shuō)明小數(shù)乘法的計(jì)算道理?
生(皺著眉頭):從3.8變成38擴(kuò)了10倍,3.2變成32也擴(kuò)大10倍,積也會(huì)擴(kuò)大的,那怎么辦?
生(激動(dòng)地說(shuō)):我明白了,3.8和3.2分別擴(kuò)大10倍是38和32,積就擴(kuò)大100倍,然后把38和32的積縮小100倍是12.16。(結(jié)合學(xué)生的說(shuō)明完成板書如下)
生:小數(shù)乘法是轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法計(jì)算的,然后點(diǎn)上小數(shù)點(diǎn)。
師:一道題帶給大家的感悟不少,會(huì)算陽(yáng)臺(tái)的面積嗎?
(學(xué)生獨(dú)立計(jì)算后展示)
生:我是按照小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊計(jì)算的,算完后把小數(shù)點(diǎn)拉下來(lái)積是43.7,大家同意嗎?
生:我不同意,如果把兩個(gè)小數(shù)都看大一點(diǎn),分別是2和4,乘積才是8,這題中積比8小。
師:利用估算初步判斷1.15×3.8不等于43.7,正確的該如何計(jì)算呢?
生:按照末尾對(duì)齊來(lái)計(jì)算,把1.15和3.8分別擴(kuò)大100倍和10倍為115和38,乘積就擴(kuò)大1000倍,115與38的積是4370,最后把積縮小1000倍為4.37。
師:算出的積符合剛才估算的結(jié)果嗎?(學(xué)生贊同)這位同學(xué)不僅說(shuō)出了結(jié)果,還說(shuō)明了原因。它們計(jì)算時(shí)有什么相同點(diǎn)?
生:都是轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法進(jìn)行計(jì)算的。
生:小數(shù)乘法列豎式計(jì)算最好末尾對(duì)齊。
師:為什么小數(shù)乘法列豎式計(jì)算末尾要對(duì)齊?
生:小數(shù)乘法列豎式計(jì)算如果小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,積的小數(shù)點(diǎn)和乘數(shù)的小數(shù)點(diǎn)不一定對(duì)齊。它和小數(shù)加減法不一樣,小數(shù)加減法計(jì)算時(shí)小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊,結(jié)果的小數(shù)點(diǎn)和上面小數(shù)點(diǎn)也對(duì)齊。
生:小數(shù)乘法是轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法來(lái)計(jì)算的,與小數(shù)點(diǎn)是否對(duì)齊沒(méi)有關(guān)系。
師:這幾位同學(xué)講得很好,能從小數(shù)乘法計(jì)算本質(zhì)說(shuō)明末尾對(duì)齊的合理性。
計(jì)算的本質(zhì)就是推理,就是寓理于算的過(guò)程,本環(huán)節(jié)學(xué)生在剛剛獲得兩個(gè)一位小數(shù)相乘的算法后,能夠利用單位換算完成3.8×3.2的計(jì)算。但是學(xué)生對(duì)小數(shù)乘法的理解僅停留在“知其然”的表面上,沒(méi)有理解藏在背后的算理。教師的適時(shí)追問(wèn)“不借助單位換算轉(zhuǎn)化的辦法能否說(shuō)明小數(shù)乘法的計(jì)算道理”“ 逼迫”學(xué)生進(jìn)行了深入思考,通過(guò)箭頭的指向打通了小數(shù)乘法和整數(shù)乘法之間的聯(lián)系。學(xué)生有條有理地闡釋了其中乘數(shù)和乘積的變化,逐步理解了小數(shù)乘法是利用積的變化規(guī)律轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法計(jì)算,然后把積縮小相應(yīng)的倍數(shù)求出原來(lái)結(jié)果的算理。轉(zhuǎn)化過(guò)程的每一步都是嚴(yán)謹(jǐn)而有根據(jù)的,詮釋了演繹推理的魅力,使學(xué)生明晰了背后的算理,從而“知其所以然”。教師并沒(méi)有滿足于學(xué)生對(duì)3.8×3.2算理的理解,而是請(qǐng)其獨(dú)立計(jì)算1.15×3.8。學(xué)生展示各自的算法并有理有據(jù)地闡釋,通過(guò)對(duì)比,學(xué)生真正明白小數(shù)乘法末尾對(duì)齊的根本所在——都是轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法進(jìn)行計(jì)算,有效消除了小數(shù)加減法給小數(shù)乘法計(jì)算帶來(lái)的負(fù)遷移,使其由對(duì)小數(shù)乘法由關(guān)注外在形式走向深刻理解內(nèi)在結(jié)構(gòu)。
三、注重說(shuō)理訓(xùn)練,總結(jié)計(jì)算方法
通過(guò)不完全歸納法學(xué)生發(fā)現(xiàn)了小數(shù)乘法計(jì)算的關(guān)鍵點(diǎn)——乘積小數(shù)的位數(shù)和兩個(gè)乘數(shù)小數(shù)位數(shù)之間的關(guān)系,然后通過(guò)演繹推理證明了開始的猜想。經(jīng)歷兩種推理,學(xué)生進(jìn)一步明確了小數(shù)乘法計(jì)算算理。算理是內(nèi)隱的,算法是算理的外在表達(dá)方式,于是算法的總結(jié)完善就成為計(jì)算教學(xué)的必然。
師:你能給下面各題的積點(diǎn)上小數(shù)點(diǎn)嗎?
生:0.87×0.9兩個(gè)乘數(shù)分別擴(kuò)大100倍和10倍,轉(zhuǎn)化成87×9=783,然后積再縮小1000倍,成為0.87乘0.9,結(jié)果是0.783。
師:積的小數(shù)位數(shù)是怎樣確定的?
生:8.7和0.9都是一位小數(shù),積7.83是兩位小數(shù),72.9和0.04分別是一位和兩位小數(shù),乘積2.916是三位小數(shù)。
生:我發(fā)現(xiàn)“積的小數(shù)位數(shù)就是兩個(gè)乘數(shù)中小數(shù)位數(shù)的和”。
師:大家同意這位同學(xué)的發(fā)現(xiàn)嗎?
生:我不同意,第三題16.5×0.6=9.9,兩個(gè)乘數(shù)都是一位小數(shù),積還是一位小數(shù)。
生:不對(duì),積9.9是原來(lái)乘積9.90這個(gè)兩位小數(shù)化簡(jiǎn)得來(lái)的。
生:最好在剛才發(fā)現(xiàn)加上幾個(gè)字變成“積的小數(shù)位數(shù)在沒(méi)有化簡(jiǎn)之前等于兩個(gè)乘數(shù)中小數(shù)位數(shù)的和”。
師:加上幾個(gè)字就不容易產(chǎn)生歧義了,為什么存在這一現(xiàn)象呢?
生:如果兩個(gè)乘數(shù)分別是兩位和三位小數(shù),轉(zhuǎn)化成整數(shù)時(shí)分別擴(kuò)大100倍和1000倍,乘積就擴(kuò)大100000倍,積縮小100000倍就是五位小數(shù)。
師:如果不舉事例,能不能說(shuō)明這一結(jié)論?
生:小數(shù)乘法是轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法來(lái)計(jì)算的,兩個(gè)乘數(shù)分別有a位和b位小數(shù),轉(zhuǎn)化成整數(shù)分別要向右移動(dòng)a位和b位,所得乘積向右移動(dòng)(a+b)位。要求小數(shù)的乘積,就要把積向左移動(dòng)(a+b)位,所以乘積的小數(shù)位數(shù)在沒(méi)有化簡(jiǎn)之前等于兩個(gè)乘數(shù)中小數(shù)位數(shù)的和。
師:這位同學(xué)用字母說(shuō)明乘數(shù)小數(shù)位數(shù)與乘積中小數(shù)位數(shù)之間的關(guān)系,這樣就能把所有情況全部概括了。誰(shuí)能總結(jié)小數(shù)乘法的計(jì)算方法?
生:小數(shù)乘法是按照整數(shù)乘法的計(jì)算法則進(jìn)行計(jì)算的,最后數(shù)出兩個(gè)乘數(shù)一共有幾位小數(shù),就從積的右邊起數(shù)出幾位點(diǎn)上小數(shù)點(diǎn)。
學(xué)生把對(duì)算理的理解用自己的語(yǔ)言表征了出來(lái),通過(guò)幾道題的訓(xùn)練,學(xué)生發(fā)現(xiàn)小數(shù)乘積中小數(shù)位數(shù)和乘數(shù)小數(shù)位數(shù)的和之間有著直接的關(guān)系,借助兩個(gè)小數(shù)轉(zhuǎn)化成整數(shù)擴(kuò)大的倍數(shù)以及積的變化規(guī)律對(duì)此關(guān)系作以深刻詮釋,使得“算理”和“算法”相融而貫通。
四、溝通知識(shí)聯(lián)系,拓展學(xué)生思維
有效的練習(xí)既注重“練(訓(xùn)練)”,更注重“習(xí)(習(xí)得)”,從“習(xí)”對(duì)“練”的過(guò)程的反省和思考,促使“練”與“習(xí)”向縱深處發(fā)展。作為練習(xí),既要聚焦小數(shù)乘法的難點(diǎn)——乘積中小數(shù)位數(shù)的確定,又要注重發(fā)展學(xué)生思維,提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
師:看下面的算式,根據(jù)小數(shù)乘積的小數(shù)位數(shù)給乘數(shù)點(diǎn)上小數(shù)點(diǎn)。
生:第一題應(yīng)該為7.29×0.4=2.916,因?yàn)榉e為三位小數(shù),乘數(shù)0.4為一位小數(shù),所以另一個(gè)乘數(shù)應(yīng)為兩位小數(shù)7.29。
生:第二題積在沒(méi)有化簡(jiǎn)前為兩位小數(shù),所以兩個(gè)乘數(shù)小數(shù)位數(shù)一共是兩位,可以寫成1.65×6=9.90;16.5×0.6=9.90;165×0.06=9.90三種情況。
師:這兩題有什么區(qū)別?
生:第一題的答案只有一種,因?yàn)槌朔e與其中一個(gè)乘數(shù)的小數(shù)位數(shù)確定,另一個(gè)乘數(shù)的小數(shù)位數(shù)就確定了。
生:第二題要注意乘積沒(méi)有化簡(jiǎn)之前是兩位小數(shù),所以在給兩個(gè)乘數(shù)點(diǎn)小數(shù)點(diǎn)時(shí),只要兩個(gè)乘數(shù)一共有兩位小數(shù)就可以了,所以本題答案不止一個(gè),存在多種可能。
數(shù)學(xué)練習(xí)不求全,但求變,該練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)小數(shù)乘法的計(jì)算法進(jìn)行逆向推理,在“積”的不變中尋求兩個(gè)乘數(shù)的狀況,在“變與不變”中讓學(xué)生不僅達(dá)到對(duì)小數(shù)乘法計(jì)算的通透理解,而且還發(fā)散學(xué)生的思維,增強(qiáng)思維的開放性。
(課題項(xiàng)目:本文系江蘇省十三五規(guī)劃立項(xiàng)課題“構(gòu)建小學(xué)數(shù)學(xué)‘情理相融課堂的實(shí)踐研究”階段性研究成果,課題編號(hào)D/2016/02/06。)
(責(zé)任編輯:楊強(qiáng))