【摘 要】“小數(shù)除法”是小學(xué)數(shù)學(xué)四則運算教學(xué)的重要內(nèi)容。要真正理解并構(gòu)建基于數(shù)運算一致性的教學(xué),需要教師注意尋根溯源,把握核心點,構(gòu)建數(shù)的運算一致性的全局性理解;突破重難點,建立數(shù)與運算之間的聯(lián)系;找準關(guān)鍵點,打通運算與運算之間的聯(lián)系。
【關(guān)鍵詞】小學(xué)數(shù)學(xué);整體性;一致性;數(shù)運算的一致性;小數(shù)除法
【中圖分類號】G623.5? 【文獻標志碼】A? 【文章編號】1005-6009(2023)14-0012-04
【作者簡介】李軍,廣東省深圳市鹽田區(qū)教科院附屬田東小學(xué)(廣東深圳,518081)教師,高級教師,江蘇省數(shù)學(xué)特級教師,廣東省中小學(xué)“百千萬小學(xué)理科名教師”,深圳市名教師。
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)指出:數(shù)學(xué)課程內(nèi)容的一大特點就是整體性。對“整體性”的理解落實到小學(xué)“數(shù)與代數(shù)”內(nèi)容領(lǐng)域,就要讓學(xué)生“初步體會數(shù)是對數(shù)量的抽象,感悟數(shù)的概念本質(zhì)上的一致性,形成數(shù)感和符號意識;感悟數(shù)的運算以及運算之間的關(guān)系,體會數(shù)的運算本質(zhì)上的一致性,形成運算能力和推理意識”。新課標里的這段話字數(shù)不多,但“知易行難”。如何更好地將新課標要求融入課堂教學(xué)呢?“小數(shù)除法”是小學(xué)數(shù)學(xué)四則運算教學(xué)的重要內(nèi)容,教師應(yīng)如何在其教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生真正理解并構(gòu)建數(shù)運算的一致性呢?下面,筆者來談幾點思考。
一、尋根:構(gòu)建數(shù)運算一致性的全局性理解
從當前的教材和教學(xué)來看,關(guān)于數(shù)的運算,加法、減法、乘法、除法有各自的算理,整數(shù)、分數(shù)、小數(shù)也有各自的算法,這些知識看似支離破碎,缺乏內(nèi)在一致性,其實不然。以“小數(shù)除法”為例,我們可以從運算的意義、算理和算法等視角構(gòu)建對數(shù)運算一致性的全局性理解,從而更好地實施基于數(shù)運算一致性的結(jié)構(gòu)化教學(xué)。
1.縱向理解:小數(shù)除法與整數(shù)除法的一致性
從運算算理、算法上分析,除法運算的一致性體現(xiàn)在:計數(shù)單位與計數(shù)單位相除,計數(shù)單位上的數(shù)字與計數(shù)單位上的數(shù)字相除。以整數(shù)除法為例,被除數(shù)被分解成以不同計數(shù)單位為單位的若干個部分,這些部分分別參與運算,再將得數(shù)組合。如“480÷2=240”其實就是被除數(shù)“480”被分成“4個百”和“8個十”,分別除以2,得到“2個百”和“4個十”,也就是“240”。不管是整數(shù)除法還是小數(shù)除法,都要遵守一個統(tǒng)一的規(guī)則:逐步平分不同數(shù)位上計數(shù)單位的總數(shù)。如“11.5÷5=2.3”,其實就是“11.5”被分成了“10個一”與“15個0.1”,分別除以5,得到“2個一”和“3個0.1”,也就是“2.3”。通過這樣的規(guī)則使得每一次的商總是小于或等于9個計數(shù)單位,這就將除法運算還原成了乘法口訣表中的乘法運算,其背后其實是位值制和除法運算意義的一致性,我們可以把它看成一種縱向的一致性。
2.橫向理解:小數(shù)四則運算的一致性
從運算意義上分析,加法是運算意義的基礎(chǔ),減法、乘法、除法都是在加法基礎(chǔ)上衍生而來的,那么,小數(shù)除法與小數(shù)的加法、減法、乘法之間也是有一致性的。小數(shù)加減運算就是將每一個數(shù)按照計數(shù)單位進行分解,然后相同計數(shù)單位上的數(shù)字相加減。如“1.26+4.1”,兩個加數(shù)分別分解成“1個一,2個0.1,6個0.01”和“4個一,1個0.1”,相同計數(shù)單位上的數(shù)字相加減后得到“5個一,3個0.1,6個0.01”,即“5.36”。小數(shù)乘法運算也是計數(shù)單位與計數(shù)單位相乘,計數(shù)單位上的數(shù)字與計數(shù)單位上的數(shù)字相乘。在這個意義上,小數(shù)除法中體現(xiàn)出來的一致性是對“位值制”和“運算都是對計數(shù)單位進行操作”這兩個大概念再一次強有力的證明,帶領(lǐng)學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系,體會知識的本源性、一致性和整體性。
基于上述分析,要構(gòu)建對數(shù)運算一致性的全局性理解,就要帶領(lǐng)學(xué)生體驗計數(shù)單位的統(tǒng)領(lǐng)作用,縱向探索整數(shù)、分數(shù)、小數(shù)運算的一致性,橫向打通四則運算的一致性,促進他們逐步理解所有運算均基于計數(shù)單位,從而達到算理貫通、算法統(tǒng)整的目標(如圖1)。
二、扎根:踐行數(shù)運算一致性的關(guān)注點
要解決“小數(shù)除法”難以真正理解的問題,僅僅停留在對“小數(shù)除法”的研究是不夠的,需要系統(tǒng)思考、整體布局。
1.突破重難點,建立“數(shù)”與“運算”之間的聯(lián)系
數(shù)概念是數(shù)運算的基礎(chǔ),數(shù)運算是對數(shù)概念的再應(yīng)用,由此可見數(shù)概念的理解對數(shù)運算的重要性。具體到小數(shù)除法,小數(shù)意義的精準建構(gòu)就是小數(shù)除法計算的一塊重要基石,直接影響到小數(shù)除法計算的學(xué)習效果。但是,小數(shù)意義的教學(xué)同樣是小學(xué)階段難啃的一塊硬骨頭,學(xué)生在小數(shù)意義理解方面主要存在以下兩個問題:一是學(xué)生對小數(shù)的數(shù)位意義缺乏足夠的理解,比如,學(xué)生能夠理解“1可以轉(zhuǎn)化為10個0.1”,但將這種理解轉(zhuǎn)化成計算中的“滿十進一”并利用數(shù)位與位值進行表征時,就出現(xiàn)了不同的錯誤,這也說明學(xué)生并沒有將整數(shù)的十進位值計數(shù)與小數(shù)的十分位值計數(shù)統(tǒng)一上升至十進制思維;二是學(xué)生通常認為小數(shù)表示數(shù)量,不能從“整體—部分”的意義層面加以理解,比如,與1/4盒餅干相比,0.25盒餅干的意義更難被學(xué)生理解。顯然,學(xué)生并沒有很好地從整體視角上關(guān)聯(lián)整數(shù)、小數(shù)、分數(shù)。
關(guān)于小數(shù)意義的教學(xué)研究相當豐富,限于篇幅,本文僅基于以上分析提出兩點思考。
其一,在教學(xué)小數(shù)的意義時,樣例適當增加帶小數(shù)。在教學(xué)小數(shù)的意義時,常常需要結(jié)合面積模型、立體模型等不同模型理解小數(shù)“十分”的本質(zhì),此時教材中的樣例以純小數(shù)居多(如圖2)。在初學(xué)小數(shù)的意義時,這樣的安排有其合理性,沒有整數(shù)部分的干擾,分數(shù)與小數(shù)的聯(lián)系更容易凸顯。但考慮到在完成此類練習時學(xué)生僅憑三年級學(xué)習“小數(shù)的認識”“分數(shù)的認識”的經(jīng)驗就可以準確填空,很容易忽略掉最關(guān)鍵的一步(? ? )/(? ? )=( )。沒有真正建立起小數(shù)和分數(shù)之間的聯(lián)系,小數(shù)概念的本質(zhì)就不能很好地凸顯。因此,在后續(xù)練習鞏固時,要合理進行變式練習,尤其應(yīng)當在樣例中適當增加形如“1.3=(? ? )/(? ? )”“1.30=(? ? )/(? ? )”的練習,幫助學(xué)生真正理解“小數(shù)是按照十等分和逢十進一的規(guī)則構(gòu)造出來的,和整數(shù)一起構(gòu)成完整的位值計數(shù)系統(tǒng)”,促進學(xué)生發(fā)展十進制思維,這才是小數(shù)教學(xué)的本質(zhì)意義和核心所在。
其二,在理解“整體—部分”關(guān)系時,適當增加非十進率情境。學(xué)生在日常生活中常常能在超市等地見到小數(shù),很容易讀懂表示價格的小數(shù),但也只是從“形”上記住了小數(shù),對小數(shù)意義的理解只停留在元、角、分等特定情境下。如學(xué)生在理解“1元2角3分=(? ?)元”時,依據(jù)是“元”對著個位,“角”對著十分位,“分”對著百分位,這種解釋沒有上升至對小數(shù)抽象概念的理解,不能很好地實現(xiàn)小數(shù)概念的數(shù)學(xué)化。因此,在教學(xué)中,不能忽視從“整體—部分”的層面理解小數(shù)的意義,爭取實現(xiàn)“在非十進率的單位情境下理解小數(shù)的含義”和“在無情境下能夠理解小數(shù)計數(shù)單位的意義”。如在學(xué)習小數(shù)的意義時,可以先有意識地增加“1米3厘米=(? ?)米”“12克=(? ?)千克”等整百、整千進率的單位情境,再嘗試挑戰(zhàn)“0.4分=(? ?)秒”等六十進率的單位情境。這樣的設(shè)計符合學(xué)生學(xué)習小數(shù)概念的一般路徑,有助于學(xué)生在不同進率的單位情境中學(xué)習體驗,不斷深化思考,提煉出共性,從而達成對小數(shù)抽象意義的理解,形成對小數(shù)概念本質(zhì)的深刻理解。
2.找準關(guān)鍵點,打通“運算”與“運算”之間的聯(lián)系
數(shù)學(xué)運算是一個統(tǒng)一體,但要真正打通運算與運算之間的聯(lián)系并不容易?!靶?shù)除法”主要包含“小數(shù)除以整數(shù)”“整數(shù)除以整數(shù)(商是小數(shù))”“小數(shù)除以小數(shù)”等內(nèi)容,實際上,小數(shù)除法可以簡單分為兩類——“除數(shù)是整數(shù)的小數(shù)除法”和“除數(shù)是小數(shù)的小數(shù)除法”。由于“一個數(shù)除以小數(shù)”可以通過商的變化規(guī)律轉(zhuǎn)化為“除數(shù)是整數(shù)的小數(shù)除法”來計算,其他知識都圍繞這兩種小數(shù)除法展開并逐步深入,所以事實上,“小數(shù)除法”教學(xué)的核心內(nèi)容就是“除數(shù)是整數(shù)的小數(shù)除法”。
進一步分析,在“除數(shù)是整數(shù)的小數(shù)除法”中,多個版本的教材均以“小數(shù)除以整數(shù)”為第一課時,因而筆者以“小數(shù)除以整數(shù)”為研究對象開展了一次調(diào)查。隨機抽取四年級兩個班90名同學(xué),要求學(xué)生用自己的方法完成“買了5支鉛筆,用了11.5元,每支鉛筆多少元?”這道題。調(diào)查結(jié)果出乎意料,87.8%的學(xué)生能夠根據(jù)情境正確列出除法算式并得到正確答案,學(xué)生是怎么做到的呢?
在回答正確的學(xué)生中,有79.7%的人遷移了整數(shù)除法的計算方法,列出如圖3所示的豎式。筆者對這部分學(xué)生進行訪談發(fā)現(xiàn),他們盡管是首次接觸小數(shù)除法,也沒有學(xué)習過小數(shù)乘法,但因其在之前的學(xué)習中體驗到了“小數(shù)加減法”與“整數(shù)加減法”的一致性,了解到“小數(shù)加減混合運算的法則與整數(shù)相同”,所以大膽猜測可以將“整數(shù)除法”的算法遷移到“小數(shù)除法”。需要注意的是,僅有5個學(xué)生在豎式計算中“除到小數(shù)部分不保留小數(shù)點”,其余學(xué)生均保留了小數(shù)點,這說明多數(shù)學(xué)生沒有理解豎式的每一個步驟都是在記錄“計數(shù)單位數(shù)量的等分”。
針對上述問題,筆者從兩個方面提出教學(xué)建議。
其一,強化操作,重視過程。無論在整數(shù)除法還是小數(shù)除法的教學(xué)中,都要強化操作活動,重視讓學(xué)生經(jīng)歷“分的過程”。在學(xué)習整數(shù)除法時,要舍得花時間,如提供如圖4所示的學(xué)具,讓學(xué)生充分經(jīng)歷對“計數(shù)單位”的操作,并在操作完成后引導(dǎo)學(xué)生用語言描述“分的過程”。如此,操作、算式、語言在比較中互相轉(zhuǎn)化,豐富了“分”的表象,強化了“分”的感知,再放手讓學(xué)生獨立嘗試列豎式計算。即使如此,在學(xué)習小數(shù)除法時,依然不能忽視“分的過程”,小數(shù)點要不要下來,不能簡單一筆帶過,要借助“元、角、分”模型,讓學(xué)生從計數(shù)單位的角度來理解,通過具體操作明晰,在小數(shù)計算的過程中,始終都是在進行“計數(shù)單位數(shù)量的等分”,達成計數(shù)單位統(tǒng)領(lǐng)下的小數(shù)除法與整數(shù)除法的一致性。
其二,加強關(guān)聯(lián),適度深化。在調(diào)查中,學(xué)生解決問題的方法多達十余種,比較典型的有拆分法和轉(zhuǎn)化法。教師可以先引導(dǎo)學(xué)生進行分類,梳理出不同方法之間的共性,得到拆分和轉(zhuǎn)化兩種方法,但分析不能僅僅停留在這一層面,還要去粗取精、由表及里。從本質(zhì)上來說,轉(zhuǎn)化法就是縱向上的數(shù)運算的一致性,都是把小數(shù)除法轉(zhuǎn)化為整數(shù)除法后進行計算,只是轉(zhuǎn)化思路各有千秋。拆分法則是逐步平分不同數(shù)位上計數(shù)單位的總數(shù),體現(xiàn)的是運算都是對計數(shù)單位進行的操作,可以從橫向上的數(shù)運算的一致性進行理解。站在這樣的高度賞析學(xué)生作品,既有助于激發(fā)學(xué)生的自豪感和自信心,也有助于他們形成數(shù)學(xué)的眼光、數(shù)學(xué)的思想和方法。
當然,引導(dǎo)學(xué)生體會數(shù)運算的一致性,不可急于求成,而要靜待花開。我們要從零敲碎打走向整體建構(gòu),在數(shù)的認識、數(shù)的運算的每一節(jié)課中尋根溯源、把握本質(zhì),在日積月累的堅持中期待復(fù)利效應(yīng)凸顯,助力學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和提升。
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