□周芳 陳芳
人教版教材六年級上冊“比”這一個單元與“除法”“分?jǐn)?shù)”有著十分密切的聯(lián)系。但是,比有其自己的特征,比的本質(zhì)是比較,是兩個量之間的一種“倍比”關(guān)系。人們也可以通過“連比”整體表示三個量甚至更多量之間的兩兩“倍比”關(guān)系,這是除法與分?jǐn)?shù)含義中所沒有的。因此,如何從量與量的比較視角認(rèn)識“比”?如何從“比”與“比”的比較中發(fā)現(xiàn)比的基本性質(zhì)?怎樣更好地體現(xiàn)“比的應(yīng)用”過程中舊題新解的價值?帶著這樣的思考,我們進行本單元的整體設(shè)計與實踐研究。
人教版教材六年級上冊“比”單元安排了比的意義、比的基本性質(zhì)與比的應(yīng)用這樣三個板塊內(nèi)容。這三個板塊的學(xué)習(xí)均以相關(guān)的舊知為基礎(chǔ),即從除法解決問題中的數(shù)量關(guān)系認(rèn)識比,從商不變的性質(zhì)、分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)類推出比的基本性質(zhì),利用“平均分”“分?jǐn)?shù)乘法”的數(shù)量關(guān)系解決比的應(yīng)用。
在用除法解決問題時,會形成多種數(shù)量關(guān)系,主要可以分為兩類。一類是兩個同類量比較后的數(shù)量關(guān)系,如長方形的長與寬進行比較,“長÷寬=長是寬的幾倍”和“寬÷長=寬是長的幾分之幾”。另外一類是有聯(lián)系的兩個不同類量之間的比較,如行程問題中“路程÷時間=速度”和“路程÷速度=時間”。學(xué)生在解決問題時,往往是通過這樣的關(guān)系式列出算式,求出結(jié)果?!氨取眲t是“不求出結(jié)果”,直接表示兩個量之間的關(guān)系。教材用“有時我們也把這兩個數(shù)量之間的關(guān)系說成……”,把除法表示的數(shù)量關(guān)系用比重新表示。并且,為了使除法與比的關(guān)系更加明顯,用“15÷10”表示“長是寬的幾倍”;用“10÷15”表示“寬是長的幾分之幾”;“速度”則直接用“路程÷時間”表示。最后結(jié)合具體例子,直接抽象出比的意義:兩個數(shù)的比表示兩個數(shù)相除。
教師可以把學(xué)習(xí)比的基本性質(zhì)與應(yīng)用比的基本性質(zhì)分成兩個層次,即首先通過與商不變性質(zhì)的比較推導(dǎo)出比的基本性質(zhì),再結(jié)合具體情境,在解決實際問題的過程中學(xué)習(xí)比的化簡。
很顯然,“比的基本性質(zhì)”與“商不變的性質(zhì)”“分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)”有著密切的聯(lián)系。教材緊緊圍繞這種聯(lián)系,通過在比的意義學(xué)習(xí)之后的“做一做”的第3題提出問題:“你還記得商不變的規(guī)律和分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)嗎?”讓學(xué)生帶著問題進行回憶,接著再依據(jù)除法與比的關(guān)系,通過具體例子,概括出比的基本性質(zhì)。在此基礎(chǔ)上,教材直接指出:“用比的基本性質(zhì),可以把比化成最簡單的整數(shù)比?!苯處熞髮W(xué)生分別化簡上一節(jié)課中的聯(lián)合國旗幟與另外一面更大的聯(lián)合國旗幟的長與寬的比,總結(jié)整數(shù)比的化簡方法,結(jié)合具體例子,進一步總結(jié)分?jǐn)?shù)或小數(shù)比的化簡方法。
這里指的“比的應(yīng)用”可以稱為“按比分配解決問題”,這一類問題與“和倍問題”的實質(zhì)是相同的。在這里要依據(jù)比的含義或轉(zhuǎn)化成分?jǐn)?shù)乘法的數(shù)量關(guān)系解決問題。教材將“比的應(yīng)用”分成三個層次。第一個層次如例2,已知兩個量的比與總量,求這兩個量,這是比的應(yīng)用的基本形式。第二個層次是如練習(xí)十二的第2題,學(xué)生需要自己依據(jù)信息提煉出比,再把總量按比分配。第三個層次則是連比解決問題,如練習(xí)十二第4題和第10題這樣兩類,分別對應(yīng)于已知連比與需要創(chuàng)造連比后,再按比分配解決問題。
在分析其數(shù)量關(guān)系時,我們發(fā)現(xiàn),“按比分配解決問題”也是一類“平均分”的問題,并且可以使原來的平均分更加公平合理。如練習(xí)十二第4題,如果按照班級平均分,人數(shù)多與少的班級分到的任務(wù)相同,而按人數(shù)分配,人數(shù)少的班級就可以承擔(dān)較少任務(wù)。
通過梳理可以發(fā)現(xiàn),“比”雖然是一個只有三節(jié)新授課的小單元,但是卻包含了概念學(xué)習(xí)、規(guī)律探究與解決問題三種課型,它們既相互獨立,又有著密切聯(lián)系。在形成“比的意義”的過程中,滲透著“比的基本性質(zhì)”;“比的應(yīng)用”則是對“比的意義”的再認(rèn)識。
通過梳理可以發(fā)現(xiàn),教材十分重視從除法的視角學(xué)習(xí)比。但是,從比的認(rèn)識背景、比的基本性質(zhì)的揭示、比的應(yīng)用中的舊知新解等方面均可以做進一步改進。
“比”既是數(shù)學(xué)術(shù)語,也是日常用語。從日常用語的視角,“比”即“比較”,與除法有聯(lián)系,還與“減法”有關(guān)系。在之前的學(xué)習(xí)中,兩個同類量進行比較,除了表示除法關(guān)系的“幾倍”與“幾分之幾”之外,還有表示相差關(guān)系的“多幾”與“少幾”。
因此,教師在出示同類量的長與寬時,可以讓學(xué)生比較長與寬,自己提出問題,再對提出的問題進行分類,從而讓學(xué)生在減法表示的差比和除法表示的倍比的辨析中,認(rèn)識本單元的“比”是除法的新表達,由此更加扎實地構(gòu)建比的意義。
從“商不變的性質(zhì)”“分?jǐn)?shù)的基本性質(zhì)”中通過類比與遷移,引出“比的基本性質(zhì)”,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)間的內(nèi)在聯(lián)系。同時,學(xué)生也可以在解釋或解決現(xiàn)實問題時發(fā)現(xiàn)“比的基本性質(zhì)”,從而更好地培養(yǎng)應(yīng)用意識。
“比的基本性質(zhì)”與“歸一問題(正比例關(guān)系)”有著相通之處。創(chuàng)設(shè)問題情境,通過觀察比值相等的若干個比之間的聯(lián)系概括出比的基本性質(zhì),既復(fù)習(xí)了比的意義,也可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)感與推理意識。如直接出示兩面聯(lián)合國旗幟的長與寬的信息,請學(xué)生進行比較,說一說這兩面聯(lián)合國旗幟的長與寬的比有什么聯(lián)系,逐步引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)比值相等的兩個比前項與后項的變化規(guī)律。
“比的應(yīng)用”采用轉(zhuǎn)化成已經(jīng)學(xué)習(xí)的“平均分”或“分?jǐn)?shù)乘法”解決問題。同時,還可以進一步思考,回溯已經(jīng)學(xué)習(xí)的解決問題,是否有哪一些數(shù)量關(guān)系可以轉(zhuǎn)化成“比的應(yīng)用”加以解決?人教版教材五年級上冊“簡易方程”中用方程解決問題例4(和倍問題)和六年級上冊分?jǐn)?shù)除法解決問題例6(和率問題),均可以把其中的關(guān)鍵句轉(zhuǎn)化成兩個量的比,從而構(gòu)建起“倍”“分率”與“比”之間的聯(lián)系。
結(jié)合三節(jié)課的改進之處,如何在具體教學(xué)中得以落實?我們需要提供學(xué)習(xí)材料,創(chuàng)設(shè)問題情境,圍繞改進之處,重構(gòu)其中的教學(xué)片段。
同類量的比,從學(xué)生自主提出問題入手。教師通過談話引出圖1的信息,請學(xué)生比較聯(lián)合國旗幟的長與寬,說一說長與寬有怎樣的關(guān)系。學(xué)生提出如下四個問題:(1)長比寬多多少厘米?(2)寬比長少多少厘米?(3)長是寬的多少倍?(4)寬是長的幾分之幾?接著請學(xué)生口頭列出算式不計算,再請學(xué)生依據(jù)算式,把上面的四個問題分成兩類,并說一說分類的理由。學(xué)生指出第(1)(2)個問題是相差關(guān)系,第(3)(4)個問題是相除關(guān)系。教師進一步引導(dǎo)學(xué)生比較第(3)(4)個問題,說一說它們有什么區(qū)別。學(xué)生指出第(3)個問題是“長比寬”,第(4)個問題則是“寬比長”。依據(jù)學(xué)生的回答,教師用比號表示出關(guān)系。
圖1
雖然說“比”與“除法”有著密切的聯(lián)系,但是,在同類量的比中的“連比”卻不能直接轉(zhuǎn)化成除法。事實上,“連比”是由有聯(lián)系的兩個及以上的“比”組合而成的。教師在練習(xí)時,創(chuàng)設(shè)情境,讓學(xué)生經(jīng)歷連比的形成過程。教師先出示圖2的長方體,請學(xué)生找一找,依據(jù)長、寬和高的信息,你能組成哪一些比?學(xué)生組成如“長∶寬=10∶5”“寬∶高=5∶20”等不同的比。教師進一步請學(xué)生寫出“長∶寬∶高”的比,再與前面兩個數(shù)的比進行比較,有什么聯(lián)系與區(qū)別,體會“比”與“連比”的關(guān)系。
圖2
課始,教師出示圖3,指出上一節(jié)課中依據(jù)左邊的聯(lián)合國旗幟的長與寬,認(rèn)識了比,現(xiàn)在又有一面更大的聯(lián)合國旗幟。請學(xué)生分別寫出兩面聯(lián)合國旗幟長與寬的比,再說一說兩個比有什么聯(lián)系。
圖3
學(xué)生依據(jù)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)經(jīng)驗,分別求出它們的比值。發(fā)現(xiàn)它們的比值相等后,教師把它們用等號連接,引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)尋找聯(lián)系,發(fā)現(xiàn)從一個比出發(fā),前項與后項同時乘或除以12,就成了另外一個比。教師提出新要求,請學(xué)生從“15∶10”出發(fā),思考還可以通過同乘或除以幾,轉(zhuǎn)化成與它比值相同的比嗎?學(xué)生獨立完成后交流,在交流比較中概括出“比的基本性質(zhì)”和“最簡整數(shù)比”。
人教版教材“比的應(yīng)用”中兩種解決問題的思路,是通過對題目中比的信息進行重新理解,將其轉(zhuǎn)化成與“平均分”或“分?jǐn)?shù)乘法”一致的數(shù)量關(guān)系。在此基礎(chǔ)上,還可以把原有的用方程解決問題中的“和倍(和率)問題”進行重新思考,把“分率”與“倍”轉(zhuǎn)化成“比”后再解決問題。
結(jié)合例2學(xué)習(xí)了“比的應(yīng)用”的兩種解題思路后,教師出示分?jǐn)?shù)除法解決問題的例6:我們班全場得了42分,下半場得分只有上半場的一半,下半場和上半場各得多少分?展示教材中的兩種用方程解決問題的方法。教師提問,這兩種解決問題的方法分別把關(guān)鍵句“下半場得分只有上半場的一半”進行了怎樣的改寫?學(xué)生回答分別改寫成“下半場得分是上半場的”和“上半場得分是下半場的2倍”。教師進一步追問:“如果把這一個問題用‘比的應(yīng)用’解答,關(guān)鍵句又可以怎樣改寫呢?”學(xué)生思考后指出可以改寫成“下半場得分與上半場得分的比是1∶2”或“上半場得分與下半場得分的比是2∶1”,接著用教材例2中比的應(yīng)用中的兩種方法進行解答。解答后發(fā)現(xiàn),雖然改寫的兩個比不同,但是解答的過程卻是一樣的。最后讓學(xué)生體會““2倍”分別與“1∶2”“2∶1”的聯(lián)系與區(qū)別,體用“比”與“分率”“倍”之間的內(nèi)在聯(lián)系。
數(shù)學(xué)是一門研究關(guān)系與規(guī)律的科學(xué)。本單元學(xué)習(xí)的“比”與“除法”和“分?jǐn)?shù)”有著密切的聯(lián)系。但是,除法是一種運算,分?jǐn)?shù)是一類數(shù),而比是一種關(guān)系。因此,要讓比與除法、分?jǐn)?shù)相聯(lián)系,就是要結(jié)合具體情境,凸顯除法中的數(shù)量關(guān)系和分?jǐn)?shù)中比的含義。