陳國強
《義務教育數學課程標準(2022 年版)》強調,要讓學生“感悟數的運算及運算之間的關系,體會數運算本質上的一致性,形成運算能力和推理意識”。教學蘇教版六上“分數乘分數”時,通過打通整數、小數、分數運算之間的“阻斷層”,借助數形結合思想方法聯(lián)系好“關聯(lián)帶”,從計數單位的核心概念角度重建“承重墻”,基于合情推理與演繹推理的展開,讓學生完整地經歷感悟整數、小數、分數運算一致性的過程,有助于他們提升運算能力,發(fā)展推理意識,習得素養(yǎng)品格。
綜觀當下的“分數乘分數”教學,要在課堂教學中實現(xiàn)數運算的一致性,徹底打通整數乘整數、小數乘小數、分數乘分數的內在聯(lián)系,實現(xiàn)新舊知識的整體性遷移內化,主要需要解決以下問題:
一是對算法處理的“淺表化”,不少教師過于強調“分子相乘的積作分子,分母相乘的積作分母”的算法,沒有深入引導學生理解分子相乘的積表示計數單位的個數,分母相乘的積表示新的計數單位。
二是對算理解讀的“偏差性”,如在“分數乘法”單元前兩課時的學習中,分數乘整數、整數乘分數在運算過程中沒有產生新的計算單位,而教師對分數乘分數產生新的計數單位后再累加計算單位甚少提及,容易導致學生在算理理解上出現(xiàn)偏差。
三是對算律運用的“缺失感”,一些教師注重借助數形結合推理算理和算法的合理性,但缺少對分數乘分數結果的演繹推理過程,適時介入分數與除法的關系以及運算律的運用,能促進學生高階思維能力的提升。
為了幫助學生精準理解和建構“分數乘分數”算理、算法的一致性,筆者重組教材內容,聚焦矩形面積,以數形結合、邏輯推理為主要表征方式展開教學。
1.問題呈現(xiàn),獨立探究
師:要求這個長方形的面積,應如何列式?
2.交流分享,融理于法
師:下面,請小組派代表上臺匯報。
生2:我們利用信封提示,根據分數與除法的關系將算式轉化成(1÷2)×(1÷4)=1×1÷2÷4=(1×1)÷(2×4)=1÷8=。
生3:我們小組將一張紙上下對折,然后左右對折兩次得到這張紙的。
生4:我們小組與折紙的方法類似,是用畫線段圖的方法來表示的,把一條線段看作單位“1”,先平均分成2 份,取出其中的1 份,然后在中再平均分成4 份,取出其中的1 份,就得到這條線段的。
生5:我們組也是采用畫圖的方法來驗證的,只不過畫的是長方形,我們將這個長方形看作單位“1”,一共平均分成了8份,其中的1份就是。
1.再次驗證,歸納算法
師:你們也是用這種方法嗎?為什么不用分數轉化成小數或者折紙等其他方法呢?
師:老師這里還有兩幅作品,我們不妨把三幅作品(如圖1)放一起對比一下。畫得都對嗎?你更欣賞哪一幅?
(圖1)
生3:其實三幅作品都對,但我更喜歡第一幅作品,它能讓我們一眼就看出把單位“1”平均分成15份,取這樣的8份,也就是的是。
師:這里的15 份是怎么看出來的?8 又是怎么看出來的?
生3:因為長被分成5 列,寬被分成3 行,所以5×3=15(份),而涂色部分長為4,寬為2,4×2=8(份)。
生4:老師,其實就是分子相乘的積作分子,分母相乘的積作分母。
師:非常棒!你們都發(fā)現(xiàn)了嗎?這就是分數乘分數的計算方法,這里分母相乘得到的積就相當于單位“1”均分的總份數,而分子相乘的積就是取的份數。
2.數形結合,理解算理
師(出示圖2):讓我們聚焦這個長方形,分母相乘求得一共的份數,分子相乘求得取的份數,結果是,請問,它的計數單位是什么?你知道怎么來的嗎?
(圖2)
1.對比呈現(xiàn),內化結構
出示圖3,帶領學生進行回顧。
(圖3)
師:我們剛才對分數乘分數進行分數單位的拆分與相乘,其實,在以前學習的整數乘法、小數乘法中也可以進行拆分與相乘,仔細觀察,你有什么發(fā)現(xiàn)?小組交流后匯報。
生1:我們組發(fā)現(xiàn)這三組算式都有10、0.1、幾分之一這些計數單位。
生2:我有補充,我發(fā)現(xiàn)它們的結果都跟兩個乘數的計數單位和計數單位的個數有關。
師:是啊,無論是整數乘法、小數乘法還是分數乘法,本質上都是把兩個乘數的計數單位的個數相乘,得到新的計數單位的個數;把兩個乘數的計數單位相乘,得到新的計數單位,最后求出它們的積是多少。
2.練習鞏固,深化理解
交流匯報,教師點評。
本節(jié)課以“計數單位”為核心概念,以“計數單位與計數單位相乘,計數單位上的數字與計數單位上的數字相乘”為基本運算,以“運算律”“等式的基本性質”為基本規(guī)律,經過三次探索,借助數形結合,對矩形的長和寬進行“先分后取,再分再取”,幫助學生理解新的分數單位的數學本質,感悟整數、小數、分數乘法運算的一致性,促進他們不僅知其然,而且知其所以然。
東北師范大學馬云鵬教授指出:“教學數與數的運算一致性目的在于體現(xiàn)學習內容之間的內在關聯(lián),從關聯(lián)中體會其中的核心概念,讓學生更好地理解一個學科的基本原理?!睂πW生而言,“一致性”即探尋數學學科本真,構建完整的知識結構。教師應抓住計算教學的核心要義,優(yōu)化教學環(huán)節(jié),促進新知建構。
美國加州大學伯克利分校伍鴻熙教授主張,用“矩形面積”定義“分數乘分數”的含義。蘇教版教材雖然借用了“矩形”,但少了“面積”的強化,教材中直觀圖呈現(xiàn)的算法清晰,但其算理卻有種“霧里看花”的感覺。人教版與北師大版教材則都借助了“矩形面積”,先規(guī)定矩形面積為單位“1”,縱向將邊長平均分成n份,得到第一個因數“a個”,橫向將邊長平均分成m份,得到第二個因數“b個”,然后由“a個分數單位個分數單位”得到“a×b個新的分數單位”,回歸到“計數單位的累加”,實現(xiàn)整數、小數和分數乘法運算的一致性。因此,在本課中借助數形結合思想中的“以數解形”“以形助數”是實現(xiàn)運算一致性的基本路徑,“相同計數單位累加”的核心概念能有效強化學生對數與運算本質的理解,從而促進他們建立起具有一致性、整體性、互通性的數的運算整體結構。
鼓勵學生“像數學家一樣思考”,需要在日常教學實踐中滲透數學思想方法模型,本節(jié)課基于邏輯推理推演“分數乘分數”的算理、算法,主要涵蓋兩個方面:一是證明“分數單位”相乘與“非分數單位”相乘,本質上都是轉化成“計數單位與計數單位相乘產生新的計數單位”后的累加;二是通過分數與除法的關系、運算律演繹推理出“分數乘分數”的結果是“分子相乘的積作分子,分母相乘的積作分母”。因此,通過分數與除法的關系以及運算律等核心知識的探究,有利于學生實現(xiàn)從直觀想象到抽象推理的順利過渡,促進學生“像數學家一樣推理”,幫助其學會用整體、關聯(lián)和發(fā)展的眼光看待數學問題,從而形成科學、理性的數學思維。
在數學教學中,我們應該站在更高的角度,基于教材編排意圖以及學生認知現(xiàn)狀,把“分數乘分數”放到更廣闊的知識結構體系中,引導學生完整地經歷感悟運算一致性的過程,促進他們深刻感悟數與運算的一致性,從而提升運算能力,發(fā)展推理意識,習得素養(yǎng)品格。