浙江建德市實驗小學(311600)魯孟軍
人教版教材2011年版的四年級上冊第51頁有一道練習題:用0,1,2,3,4,5組成三位數(shù)乘兩位數(shù)的乘法算式,你能寫出幾個?你能寫出乘積最大的算式嗎?根據(jù)教學經(jīng)驗,學生解題的錯誤率非常高。雖然學生在三年級時接觸過簡單的排列組合,知道具體形象的事件可以通過列舉得出結(jié)論,但解這一題要將5個數(shù)字進行排列,并且組成具體數(shù)時還要考慮0的位置,這已經(jīng)超過了他們的認知水平,因為要有序且不遺漏地把這些組合寫完,得花一定的時間,確實不容易。此外,用這五個數(shù)字組成的三位數(shù)乘二位數(shù)的算式很多,許多算式相似度非常高,學生很容易混淆,也不能通過口算輕松得到正確答案,想要準確找到積最大的算式,這對他們來說確實有較大難度。
計算練習是最枯燥的,在考試中又是學生失誤最多的部分。教材編排的目的是希望學生能在尋找乘積最大算式的規(guī)律方法的過程中進行不斷的計算練習,以夯實計算基礎。
因此,教學時可以結(jié)合這道題的分析過程,通過任務驅(qū)動,讓學生從被動計算練習轉(zhuǎn)為有目的地主動計算,在不斷驗證、探索規(guī)律和方法的過程中自然地進行計算練習,提升學生的數(shù)感。同時,引導學生學會理性思考并用正確的方法進行推算,提升學生的推理能力和解決問題能力。
因為解題需要三位數(shù)乘二位數(shù)的相關知識,所以就以學校四年級2個班的學生(共80人)為測試對象,設計兩道前測題:
前測題1:用1,2,3,4,5這五個數(shù)組成三位數(shù)乘二位數(shù)的乘積算式,你可以寫出多少個算式?
前測題2:用1,2,3,4,5這五個數(shù)組成的三位數(shù)乘二位數(shù)的算式中,乘積最大的是哪個算式?
前測題與教材題目有所不同,把原題中的“0”去掉了,這主要是因為在進行豎式計算時,末尾的“0”是不用參與計算的,所以用0就不能有效暴露學生的思考過程,去掉后,更能反映學生的思考過程,展示學生解決這類題所用的方法。
依據(jù)前測題2的答題情況,給學生劃分了幾個不同能力層次:
表1
續(xù)表
根據(jù)學生的答題情況及從訪談中了解的學生思考過程得知,水平一到水平三的學生占了大多數(shù),這說明學生整體上對這類題目的認識是模糊的;由于學生水平能力的不同,學生解題出現(xiàn)的錯誤也明顯不同,最主要還是欠缺邏輯推理和估算的意識,同時計算能力也有所不足。
因此,教師應該注重數(shù)學模型的建構(gòu),重視估算的應用,強調(diào)計算能力的訓練,借助多種途徑引導學生找到正確的解題方法,提高學生的分析問題能力和邏輯推理能力。
這節(jié)課主要是通過復習三位數(shù)乘二位數(shù)的計算,提升學生的邏輯推理能力。對于前測題1,由于留給學生一定的時間,部分學生能根據(jù)數(shù)的排列和組合寫出較多的算式。對于前測題2,學生基本都是寫錯的,水平一到水平三的學生占了大多數(shù)。因此教學時宜從教材的習題切入,以降低難度。
【教學片段1】
師:請用0,2,3,4,5這五個數(shù)組成三位數(shù)乘二位數(shù)的算式。能寫幾個就寫幾個。
生:根據(jù)數(shù)的搭配組合,我先寫2開頭的,比如……
師:是的,根據(jù)數(shù)的組成可以寫出72個算式(如圖1)。這些算式都是三位數(shù)乘二位數(shù)的算式,也就是我們剛剛學習的算式。那怎樣進行三位數(shù)乘二位數(shù)的計算,需要注意什么?
圖1
72道算式的展示,讓水平一的學生明白這些算式的組合方式,了解算式的特點。由于搭配算式不是這節(jié)課的教學目標,這72道算式的展示是根據(jù)估算結(jié)果來排列的,目的是為后面的教學做鋪墊。
在解決數(shù)學問題時,需要學生具備估算意識,能有目的地分析數(shù)據(jù),思考算式。
【教學片段2】
師:在這么多算式中如何找出結(jié)果最大的算式?
生1:計算出它們的結(jié)果。
師:那可要花些時間了。先想一想,哪些算式的乘積一定不會是最大的?為什么?(引導學生估算)
生2:我發(fā)現(xiàn),通過估算,第一列算式的結(jié)果都是6000多,第二列算式的結(jié)果都是8000多,第三列算式的結(jié)果都是10000多,第四列算式的結(jié)果都是12000多,第五列算式的結(jié)果都是15000多,第六列算式的結(jié)果都是20000多,所以一至五列算式的結(jié)果都不可能是最大的。
師:那你有什么發(fā)現(xiàn)?
生3:只有把最大的兩個數(shù)分別放在兩個因數(shù)的首位,才可能使得到的乘積最大。
實踐中讓學生對課件展示的72道三位數(shù)乘二位數(shù)的算式進行估算,把乘積一定不會最大的算式給找出來。這一問題的提出,讓水平一和水平二的學生很快就有了思考的方向,這樣學生很快就否定了一至五列的算式,明白了解決這類題的一個基本特征:兩個因數(shù)的最高數(shù)位上的數(shù)應該是最大的兩個數(shù)。這樣一來就有效提高了水平一和水平二的學生的解題水平,讓學生感受估算的重要性。
因為這節(jié)課是計算練習課,要讓學生多加練習,進而在計算練習的基礎上明確解題的方法,所以讓學生先計算課件展示的12道算式(如圖2)。這些算式的計算結(jié)果差距小,更能體現(xiàn)精確計算的重要性。
【教學片段3】
師:通過前面的分析,積最大的只可能出現(xiàn)在第六列的算式中,下面請計算這列的12個算式(如圖2)。(部分學生上黑板板演)
圖2
師:有了算式結(jié)果后,如果在確定兩個因數(shù)的最高位后,再選兩個數(shù)字,你會選哪兩個數(shù)呢?
生1:選余下數(shù)中最大的兩個數(shù)字,這樣得到的結(jié)果會比較大。
師:是的,我們來看看這些算式(如圖3)有什么特點。
圖3
生2:先將5,4分別寫在兩個因數(shù)的最高位,再將3,2分別寫在這兩個因數(shù)的第二位,0放最后,這樣的乘積結(jié)果比較大。
因為有前面環(huán)節(jié)的鋪墊,學生能根據(jù)計算結(jié)果找到四個最接近的算式,并很快得到解題方法。通過這樣的思考,學生明確了寫乘積最大算式時選擇數(shù)字的順序:最大的兩個數(shù)分別放在兩個因數(shù)的最高位,再從余下數(shù)中選擇最大的兩個數(shù),分別放在兩個因數(shù)的第二位,這樣依次進行。由計算驗證得出方法的過程,使學生的思維在解決這類問題時變得有序,有效解決了水平三學生的問題。
數(shù)學思維的火花是在不斷的思維碰撞中產(chǎn)生的。對得到的四個算式的結(jié)果進行比較后,學生會將它們分成兩組,因為0在末尾不參與計算,教師就可以繼續(xù)引導學生進行推理。
【教學片段4】
師:現(xiàn)在我們知道430×52和520×43的計算結(jié)果最大,這是為什么?
生(齊):不知道。
師(出示三年級“積變化規(guī)律”的內(nèi)容,如圖4):兩個數(shù)的和不變,它們的差越小,乘積越大。
圖4
師:現(xiàn)在你知道原因了嗎?
生1:比較43×52和42×53,可以發(fā)現(xiàn)差分別是9和11,因為差越小,積越大,所以43×52的乘積比較大。
師:你能舉個例子來證明嗎?
生1:56×47比大57×46,58×63比大53×68。
師:請大家通過計算驗證。
師:現(xiàn)在學的知識是以三年級知識為基礎的,所以大家一定要學好每一個知識點。
學生通過復習知道,在三年級的“長方形面積”就學過“當長和寬越接近時,面積越大”(如圖4),后來接觸過一些和相等的兩數(shù)相乘的算式,也知道“它們的差越小,積越大”。通過引導,學生慢慢會發(fā)現(xiàn),將三位數(shù)的個位0去掉后就是兩數(shù)相乘的計算模型,52與43更接近,它們相乘的積會更大。讓學生明白寫乘積最大的算式的方法是早已學過的,了解這題的本質(zhì)是什么,這是學生掌握解決這類題的方法的一個關鍵。
至此,學生已經(jīng)掌握了解決這類題的數(shù)學模型,也進行了多組計算練習。這時,教師可將數(shù)字0變?yōu)榕c前測題一樣的數(shù)字1,讓學生進行分析、計算、驗證,在鞏固解題方法的基礎上再次進行計算練習。
【教學片段5】
師:如果我將0改為1,現(xiàn)在5個數(shù)組合的三位數(shù)乘二位數(shù)的算式中,乘積最大的應該是哪個算式?請想一想,寫一寫。
生1:521×43,431×52。
師:請通過計算說明它們哪個的積更大。想一想,這個乘積最大的算式排列的方法是怎樣得出的?
生2:通過計算知道431×52的積更大,因為放在43后面的1去乘52積會比放在52后面的1去乘43更大。
生3:通過計算知道431×52的積更大。431-52的差更小一些,所以積會更大。
通過觀察和計算,學生明白:先選擇最大的5和4,接著選2和3兩個數(shù),應用“兩數(shù)差越小,積越大”的方法組成二位數(shù)乘二位數(shù)的算式,再把1放在小的二位數(shù)后面,這樣組成的三位數(shù)與二位數(shù)的差更小,積也會更大。當然也可以用與1相乘的積的大小來確定1的位置,最后得到結(jié)論:先選最大的兩個數(shù),再選余下最大的兩個數(shù),應用兩數(shù)差越小積越大的方法,把第三大的數(shù)放在第二大的數(shù)后面,第四大的數(shù)放在第一大的數(shù)后面,最后一個數(shù)放在小的二位數(shù)后面,這樣組成的三位數(shù)與兩位數(shù)的差更小,積也會更大。對于這個解題方法,讓學生明白思考的順序是關鍵,不需要過于強調(diào)方法敘述的完整性。
由于學習能力的差異、理解能力的不同,總有一些學生無法掌握解題方法。此時,教師可以根據(jù)模型的特點,結(jié)合字母模型,把各數(shù)的排列巧妙地與筆畫順序結(jié)合起來,讓學生感受學習數(shù)學的樂趣。
【教學片段6】
師:請寫一寫2,4,6,8,9和1,3,5,7,9這兩組數(shù)分別組合成三位數(shù)乘二位數(shù)乘積最大的算式。
師:剛才我看到還有不少同學寫不出來。下面介紹字母解法,它能幫助大家更輕松地寫出算式。
師(展示“U”字解法,如圖5):按字母寫字順序,結(jié)合前面學習的解題方法,先寫最大的兩個數(shù),再寫余下最大的兩個數(shù),最后一個數(shù)最后寫。
圖5
師:說一說這字母法和前面的學方法有什么共同之處。
借助字母模型,直觀地將選擇數(shù)據(jù)的順序呈現(xiàn)出來,讓學生有位置模型可以借助,學生理解起來就容易多了。課后訪談發(fā)現(xiàn),學生基本愿意用這種數(shù)形結(jié)合的方法來解題,不太愿意用前面說理的方法。
縱觀整個教學實踐過程,學生經(jīng)歷了多次的認知沖突與碰撞,經(jīng)歷了問題分析、計算練習、驗證反思等過程,借助不斷地推理,在解決寫乘積最大的算式過程中進行了有效的計算練習,建立了解決問題與計算應用之間的聯(lián)系。通過不斷地計算和驗證,學生學會推理和研究。
教材中還有很多類似的習題,如何去教學這些學生感到熟悉但又不太容易解決的問題,需要教師思考。值得注意的是,課堂教學必須以尊重學生已有經(jīng)驗為基礎(起點),重視教材解讀與重構(gòu)(題組),重視拓展材料的設計(變式),重視啟發(fā)學生(方法),通過對有層次和有結(jié)構(gòu)的題組進行思考、嘗試、實踐、探究等活動,利用學生已有的知識水平和經(jīng)驗,提高學生解決問題的能力,讓學生在更高的層級感悟數(shù)學內(nèi)在的價值,使學生的練習更有效。