張宏偉(特級(jí)教師)
“一個(gè)數(shù)除以分?jǐn)?shù)”的計(jì)算法則是小學(xué)計(jì)算法則推導(dǎo)中的一個(gè)難點(diǎn)。這部分內(nèi)容到底該如何編排和教學(xué)才更為科學(xué)、更為嚴(yán)謹(jǐn)、更為簡(jiǎn)潔,更便于學(xué)生自己研究、理解和掌握呢?筆者對(duì)現(xiàn)行幾種版本的編排進(jìn)行了對(duì)比研究和分析,并找到了一種全新的設(shè)計(jì)方案,經(jīng)過教學(xué)驗(yàn)證,效果非常好?,F(xiàn)把筆者的一些想法和做法寫下來與大家分享和交流,不當(dāng)之處還請(qǐng)各版本教材編者和教師指正。
現(xiàn)行教材的編排綜合起來大致有四類不同的編排思路:
第一類是借助解決實(shí)際問題,用“實(shí)證”的方法進(jìn)行推導(dǎo)。代表的版本有北京版教材(六年級(jí)上冊(cè)第 18、19頁(yè))、人教版教材(六年級(jí)上冊(cè)第31頁(yè)、32頁(yè))等。下面以北京版教材例題3為例進(jìn)行分析。
該類教材編排的推導(dǎo)過程分為五步:第一步,基于學(xué)過的數(shù)量關(guān)系類推出解決問題的除法算式;第二步,通過畫圖分析把除法應(yīng)用題轉(zhuǎn)換成用連乘法解決的問題;第三步,基于除法算式和連乘算式都是解決同一個(gè)問題,建立除法算式和連乘算式的相等關(guān)系;第四步,利用乘法結(jié)合律把后面兩個(gè)數(shù)相乘,得到除數(shù)的倒數(shù),實(shí)現(xiàn)“除以一個(gè)分?jǐn)?shù)等于乘以這個(gè)分?jǐn)?shù)的倒數(shù)”的轉(zhuǎn)化;第五步,學(xué)生依據(jù)舉的例子類推和驗(yàn)證,進(jìn)行不完全歸納,“發(fā)現(xiàn)”和總結(jié)計(jì)算規(guī)律(法則)。
筆者認(rèn)為這種類推有三點(diǎn)局限:一是特別的“繞”,很多學(xué)生在接近10次的列式、畫圖、分析的迂回中被繞迷糊了,以至于很多學(xué)生理解起來倍感困難。二是第三步“強(qiáng)硬地”使用乘法分配律把后面兩個(gè)數(shù)先相乘,不是學(xué)生內(nèi)心的需要、不是計(jì)算必需的,是為了證明而不得已刻意為之,學(xué)生并不能從心底比較“舒服”“自然”地認(rèn)同,更不是學(xué)生自己的生成,是被強(qiáng)迫地順應(yīng)。三是沒有從數(shù)學(xué)內(nèi)部邏輯地進(jìn)行數(shù)理推理和證明,不符合數(shù)學(xué)“簡(jiǎn)潔”的追求,無(wú)論是教師、還是學(xué)生總有一種不完美、不完善、不透徹的感覺。
第二類是借助“實(shí)證式的具體、形象、真實(shí)的圖形”和類推進(jìn)行證明。代表版本是北師大版教材(六年級(jí)上冊(cè)第57、58頁(yè))和蘇教版教材(六年級(jí)上冊(cè)第56、57頁(yè))。
該類教材編排先是讓學(xué)生借助分析實(shí)際問題中的“具體、形象、真實(shí)的圖形(餅、長(zhǎng)方形和條形圖)”“看到”除以幾分之一,就等于乘以幾(即幾分之一的倒數(shù)),然后再直接類推到“除以幾分之幾,也等于乘以這個(gè)分?jǐn)?shù)的倒數(shù)”。
這種編排也有兩點(diǎn)局限:一是除以幾分之一,還是實(shí)例驗(yàn)證性的研究,沒有從數(shù)學(xué)內(nèi)部的邏輯推理和證明“為什么除以幾分之一等于乘以幾”。二是類推到除以幾分之幾,是強(qiáng)行的類推,沒有編排驗(yàn)證這種類推是否正確的環(huán)節(jié),而數(shù)學(xué)的類推本身也是需要證明的,因?yàn)橛械念愅剖浅闪⒌模械念愅埔部赡懿怀闪ⅰ_@對(duì)于數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性而言,是有疏漏、缺憾的??梢赃@樣補(bǔ)救:比如,編排可以化成小數(shù)計(jì)算的分?jǐn)?shù)除法驗(yàn)證,或者化成同分母分?jǐn)?shù),以包含分?jǐn)?shù)單位的個(gè)數(shù)相除的方式證明這種類推是正確的(見下面浙教版例題1)。
第三類以青島版教材(六年級(jí)上冊(cè)第 23、24頁(yè))為代表。
這種教材編排和第一類(北京版)編排類似,也是從解決實(shí)際問題入手,“從生活到數(shù)學(xué)的推導(dǎo)路徑”——共分三個(gè)模塊進(jìn)行。第一個(gè)模塊先解決整數(shù)除以幾分之一,通過對(duì)問題的分析和轉(zhuǎn)換,找到實(shí)際解決這個(gè)除式的乘法算式(整數(shù)乘以分?jǐn)?shù)的倒數(shù)),讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)整數(shù)除以幾分之一等于這個(gè)整數(shù)乘以幾(即這個(gè)分?jǐn)?shù)的倒數(shù))。第二個(gè)模塊解決整數(shù)除以幾分之幾,通過對(duì)實(shí)際問題分析和轉(zhuǎn)換,找到解決這個(gè)問題的另一個(gè)算式 a×b÷c,再 b÷c 轉(zhuǎn)化。第三個(gè)模塊讓學(xué)生自己借助統(tǒng)一問題,仿照模塊二分析,導(dǎo)出一個(gè)數(shù)除以一個(gè)分?jǐn)?shù)的算法。
這種編排存在的問題和第一類基本相同(模塊二對(duì)b÷c的處理手法和第一類編排的第三步如出一轍),而且整個(gè)分析和轉(zhuǎn)化的過程更加生澀、難懂。
第四類,以浙教版教材(五年級(jí)下冊(cè)第56、57頁(yè))為代表。
該教材編排從兩條不同的路徑進(jìn)行了證明:
第一條路徑是結(jié)合解決問題,引導(dǎo)學(xué)生把分?jǐn)?shù)除法先轉(zhuǎn)化為同分母分?jǐn)?shù)除法,再轉(zhuǎn)化成“包含分?jǐn)?shù)單位的個(gè)數(shù)”相除(即分子相除);最后再和第二個(gè)因數(shù)是除數(shù)的倒數(shù)的乘法算式比較計(jì)算結(jié)果,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)“除以一個(gè)分?jǐn)?shù)”和“乘以這個(gè)分?jǐn)?shù)的倒數(shù)”計(jì)算結(jié)果總是一樣的,得出“除以一個(gè)分?jǐn)?shù)等于乘以這個(gè)分?jǐn)?shù)的倒數(shù)”的結(jié)論。
第二條路徑是利用“商不變的性質(zhì)”,將被除數(shù)和除數(shù)同時(shí)乘以除數(shù)的倒數(shù),將除數(shù)轉(zhuǎn)化為1來推導(dǎo)。
筆者感覺這類教材的編排更有新意、更簡(jiǎn)潔,也比較容易理解。但是也有兩點(diǎn)值得商榷:一是第一條路徑還是直接對(duì)比除的結(jié)果、和乘以倒數(shù)的結(jié)果,硬性地給予,不是學(xué)生自己能想到的(大多數(shù)不會(huì)想到和乘以這個(gè)分?jǐn)?shù)的倒數(shù)的乘法算式對(duì)比)。二是第二條路徑是把整數(shù)商不變的規(guī)律直接強(qiáng)硬地類推到分?jǐn)?shù)除法,沒有證明這種類推是成立的(數(shù)學(xué)的類推本身也需要證明)。三是這種“空降式”類推也是大多數(shù)學(xué)生自己想不到的,不是自己“生長(zhǎng)”的結(jié)果。
鑒于以上課程編排存在的問題,筆者對(duì)一個(gè)數(shù)除以分?jǐn)?shù)的法則推導(dǎo)這部分內(nèi)容的教學(xué)重新進(jìn)行了設(shè)計(jì)和編排,創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)了一種新的課程教學(xué)方案——從倒數(shù)的意義和乘除混合運(yùn)算的計(jì)算規(guī)律入手進(jìn)行推導(dǎo)。這是一種非常簡(jiǎn)便而又完備的數(shù)理證明方案。同時(shí),筆者還保留了通過解決問題進(jìn)行實(shí)證的編排內(nèi)容(如北京版的推導(dǎo)方式),但是筆者把它后置到設(shè)計(jì)的課程之后,成為選學(xué)式的補(bǔ)充內(nèi)容,為學(xué)生提供從另一種角度探索和理解的路徑。把浙教版的第二種路徑編輯為課外拓展閱讀材料,后置到學(xué)生學(xué)會(huì)分?jǐn)?shù)除法計(jì)算之后,并融入到學(xué)生證明整數(shù)、小數(shù)的商不變的性質(zhì)適用于分?jǐn)?shù)除法的發(fā)現(xiàn)之中。
筆者的這個(gè)課程和教學(xué)設(shè)計(jì),經(jīng)過課堂實(shí)踐,收到非常好的教學(xué)效果。下面,將課程和教學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述如下:
模塊一:暢想算法。(單獨(dú)一頁(yè),第一頁(yè))
學(xué)生自己想辦法嘗試計(jì)算下面各題,看看能想到多少種不同的算法。(單獨(dú)一頁(yè),留足空間,讓學(xué)生盡情暢想和創(chuàng)造)
實(shí)際教學(xué)中學(xué)生嘗試結(jié)果如下:
第1題全部學(xué)生都想到了把分?jǐn)?shù)化成小數(shù),順利完成了計(jì)算。第2、3、4題一部分學(xué)生嘗試把分?jǐn)?shù)化成循環(huán)小數(shù),不能解決;一部分學(xué)生把分?jǐn)?shù)化成小數(shù)后,取近似值,算出近似的商。全體學(xué)生遇到“化成小數(shù)不行”這個(gè)障礙后都能正確得出第3題的結(jié)果,并能從里包含里有2個(gè),或者推出商是2。部分學(xué)生受此啟發(fā)自覺把第2、3題化成同分母分?jǐn)?shù),轉(zhuǎn)化成了分?jǐn)?shù)單位個(gè)數(shù)的相除;沒有學(xué)生使用“把被除數(shù)和除數(shù)同時(shí)擴(kuò)大相同倍數(shù)使除數(shù)變成1”的策略;更多的學(xué)生通過提前預(yù)覽教材、父母教學(xué)以及通過其他途徑“知道”除以一個(gè)分?jǐn)?shù)可以變成乘以這個(gè)數(shù)的倒數(shù)來計(jì)算,但是不能解釋為什么可以這樣算。
模塊二:發(fā)現(xiàn)規(guī)律,尋找證明途徑。(單獨(dú)一頁(yè),第二頁(yè))
激勵(lì)性過渡導(dǎo)語(yǔ):完成下面的這個(gè)“發(fā)現(xiàn)”項(xiàng)目,你就能解釋為什么“除以一個(gè)分?jǐn)?shù)可以變成乘以這個(gè)數(shù)的倒數(shù)”。
1.下面的題目除了按照從左到右的順序外,你還可以怎樣計(jì)算?
78×5÷5 43×24÷12
32×1÷0.517×1÷0.25
39×1÷10
2.你有什么發(fā)現(xiàn)?
(先乘后除的混合運(yùn)算,可以先除后乘,結(jié)果不變)
3.自己舉例試一試。
4.變式應(yīng)用。
14÷0.5還可以怎樣計(jì)算?為什么?31÷0.1呢?1.1÷0.2呢?
在實(shí)際教學(xué)中,學(xué)生都能正確轉(zhuǎn)化成乘法進(jìn)行計(jì)算,并能條理正確地解釋和闡述自己的推導(dǎo)過程:如14÷0.5=14×2,因?yàn)?4÷0.5=14×1÷0.5=14×(1÷0.5)=14×2。
模塊三:證明一個(gè)數(shù)除以分?jǐn)?shù)的統(tǒng)一算法。(第三頁(yè))
1.根據(jù)上一頁(yè)你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律想一想,如果把1.1÷0.2改成,你還可以怎么算?
3.思考:甲÷乙 =?(乙≠0)可以怎樣算?
學(xué)生順利完成自己的一般化的推理過程:甲÷乙=甲×1÷乙=甲×(1÷乙)=甲×乙的倒數(shù)(乙≠0)。
模塊四:自主研究或者自學(xué)其他推導(dǎo)方案。
學(xué)生可以根據(jù)自己的情況自己選擇完成拓展探究:
1.自由研修:嘗試獨(dú)立探索其他能證明“甲÷乙=甲×乙的倒數(shù)(乙≠0)”的方法。
2.必選研修:提供“北京版教材(六年級(jí)上冊(cè)第18、19頁(yè))和浙教版教材(五年級(jí)下冊(cè)第56、57頁(yè))的復(fù)印頁(yè),學(xué)生自選一種版本(或兩種都選),自學(xué)這種版本教材的推導(dǎo)方案,并能給同學(xué)們講明白。
經(jīng)過課后反思,筆者認(rèn)為這個(gè)課程和教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了以下五點(diǎn)預(yù)期目標(biāo):
1.學(xué)生在模塊一中,自己暢想和嘗試多種算法,親身經(jīng)歷和體驗(yàn)了算法的多樣化,他們能從不同的算法中得到智慧的啟迪,增強(qiáng)了從不同的角度解決問題的意識(shí)和能力,激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,同時(shí)各種方法之間又能互相證明。
2.這個(gè)課程和教學(xué)設(shè)計(jì)真正打通了除法運(yùn)算和倒數(shù)意義的內(nèi)在關(guān)系。倒數(shù)的意義是“乘積是1的兩個(gè)數(shù)互為倒數(shù)”,即“1除以任何不為零的數(shù)就得到這個(gè)數(shù)的倒數(shù)”,甲÷乙=甲×1÷乙=甲×(1÷乙)正是對(duì)學(xué)生前面學(xué)習(xí)倒數(shù)的真正充分的應(yīng)用。加深了對(duì)倒數(shù)意義和學(xué)習(xí)價(jià)值的認(rèn)識(shí),體現(xiàn)數(shù)學(xué)知識(shí)之間的內(nèi)在聯(lián)系與和諧之美。
3.這個(gè)課程和教學(xué)設(shè)計(jì)真正實(shí)現(xiàn)了——利用數(shù)學(xué)內(nèi)在概念和規(guī)律(倒數(shù)的意義、乘除混合運(yùn)算順序的規(guī)律),從數(shù)理的角度(即從“數(shù)學(xué)→數(shù)學(xué)”的角度)進(jìn)行簡(jiǎn)潔、完備、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评砗妥C明。它和后置的從實(shí)際問題出發(fā)的實(shí)證,即從“生活→數(shù)學(xué)”互相補(bǔ)充和印證,形成了一個(gè)完整的證明系統(tǒng),讓學(xué)生對(duì)“一個(gè)數(shù)除以分?jǐn)?shù)”的計(jì)算法則有了更為立體、完整的全景認(rèn)識(shí)和理解。
4.這個(gè)課程和教學(xué)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明易懂,教學(xué)中有利于學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、去推導(dǎo),學(xué)生理解也更深刻,掌握也更扎實(shí)。
5.模塊四提供了可選擇的拓展課程,讓學(xué)生在從數(shù)學(xué)到數(shù)學(xué)的推理證明的基礎(chǔ)上,又明晰了兩種教材上的“從生活到數(shù)學(xué)的數(shù)學(xué)化過程”,進(jìn)一步體會(huì)到可以從不同的路徑證明和研究“除以一個(gè)分?jǐn)?shù)等于乘以這個(gè)分?jǐn)?shù)的倒數(shù)”,體驗(yàn)到多角度地刻畫和思考的分散和統(tǒng)一之美,感悟到數(shù)學(xué)學(xué)科的邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性。同時(shí),也能在一定程度上實(shí)現(xiàn)“讓不同的學(xué)生在數(shù)學(xué)上獲得不同的發(fā)展”的理念,在一定程度上關(guān)照到了學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的個(gè)性。
小學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)(數(shù)學(xué))2017年10期