黃 政
(日照市金海岸小學(xué) 山東日照 276800)
從整數(shù)概念到分?jǐn)?shù)概念是數(shù)概念的一次重大擴(kuò)展,無論是在意義上,還是在讀寫方法和計(jì)算方法上,整數(shù)和分?jǐn)?shù)之間都有極大的差別。進(jìn)入高年級,學(xué)生開始大量接觸關(guān)于分?jǐn)?shù)的知識,包括分?jǐn)?shù)的意義,分?jǐn)?shù)的乘、除法計(jì)算法則,以及用分?jǐn)?shù)的乘、除法解決實(shí)際問題等。
以六年級上冊第三單元《分?jǐn)?shù)除法》一道練習(xí)題為例,如:“一輛小汽車行3/2千米用汽油3/25升。行1千米用汽油多少升?1升汽油行多少千米?”學(xué)生做題時(shí)往往出現(xiàn)兩類問題:一是列式計(jì)算時(shí)被除數(shù)和除數(shù)的順序顛倒,或者干脆不知道列式時(shí)誰是被除數(shù),誰是除數(shù),這是最普遍的問題;二是如果此題只設(shè)計(jì)一個(gè)問題,比如行“1千米用汽油多少升?”或者“1升汽油行多少千米?”學(xué)生的正確率相對較高。還有一個(gè)有趣的現(xiàn)象,當(dāng)我們把題目改成“一輛小汽車行100千米用汽油10升。行1千米用汽油多少升?1升汽油行多少千米?”時(shí),學(xué)生反而豁然開朗。題目當(dāng)中的數(shù)據(jù)從分?jǐn)?shù)改為整數(shù),但是邏輯關(guān)系沒有任何變化,如果學(xué)生面對分?jǐn)?shù)無從下手,建議教師先把題目中的數(shù)據(jù)以整數(shù)呈現(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生分析數(shù)據(jù)關(guān)系,利用遷移和轉(zhuǎn)化來處理分?jǐn)?shù)問題[1]。
相對而言,分?jǐn)?shù)概念比整數(shù)更加抽象,學(xué)生更加難于理解和掌握。除了分?jǐn)?shù)概念本身的復(fù)雜性之外,從心理學(xué)的角度和學(xué)生的思維活動(dòng)過程來分析,小學(xué)生缺乏感性知識經(jīng)驗(yàn)的支持。雖然分?jǐn)?shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛,但是就小學(xué)生接觸到的生活范圍來講,它比整數(shù)的接觸機(jī)會要少得多。因此,小學(xué)生掌握分?jǐn)?shù)“1/5”比掌握整數(shù)“5”要難得多。
那么,如何來克服學(xué)生從整數(shù)到分?jǐn)?shù)的學(xué)習(xí)困難呢?一般來講,小學(xué)階段屬于形象思維階段,對于這一階段的小學(xué)生,我們在教學(xué)時(shí)應(yīng)多注意通過具體直觀的模型來幫助學(xué)生認(rèn)識分?jǐn)?shù)的初步概念。
因?yàn)橛梅謹(jǐn)?shù)表示整體與部分之間的關(guān)系是分?jǐn)?shù)初步概念的起點(diǎn)。同時(shí),它揭示了單位“1”不僅可以表示單個(gè)物體,例如一個(gè)大餅、一根繩子等,也可以表示多個(gè)物體的組合,如一盒鉛筆、一群鴨子、一個(gè)單位長度等。
分?jǐn)?shù)教學(xué)應(yīng)盡量利用兒童對平分與公平的直覺,在學(xué)習(xí)上應(yīng)從最容易的“對半平分”(也就是一半)、“對分再對分”(四分之一)開始,這種方式能夠讓兒童比較容易操作。
學(xué)生通過分?jǐn)?shù)單位的學(xué)習(xí)學(xué)會把一個(gè)分?jǐn)?shù)“拆分”,再通過單位分?jǐn)?shù)的累積來認(rèn)識幾分之幾,可以有效地使學(xué)生聯(lián)想到自然數(shù)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),為學(xué)生順利地學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)的初步概念創(chuàng)造條件。
人教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材中對乘、除法的意義是這樣描述的:乘法是求幾個(gè)相同加數(shù)的和的簡便運(yùn)算,除法是已知兩個(gè)數(shù)的積與其中的一個(gè)因數(shù),求另一個(gè)因數(shù)的運(yùn)算,乘法和除法互為逆運(yùn)算。二年級,學(xué)生從二年級就已經(jīng)開始了對乘、除法的學(xué)習(xí),在實(shí)際教學(xué)過程中,五、六年級的學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)對乘、除法的意義辨析不清楚、導(dǎo)致混用或者錯(cuò)用的情況,本文結(jié)合教學(xué)案例,簡要分析出現(xiàn)這一問題的原因和解決方案。
以人教版六年級上冊教材第三單元《分?jǐn)?shù)除法》中一道例題為例,“一瓶感冒藥共有有12片,每次吃半片,一天吃三次,這瓶藥夠吃幾天?”學(xué)生在解決這個(gè)問題時(shí)出現(xiàn)了以下三類問題:一是學(xué)生能夠列式:12÷1/2÷3=8(天)或者12÷(1/2×3)=8(天)來解決問題,但是不能夠解釋分步算式的意義,比如12÷1/2或者1/2×3的結(jié)果代表什么意義;二是部分學(xué)生用算式12÷3÷1/2=8(天)來解決問題,自認(rèn)為結(jié)果正確,卻不知道問題所在;三是學(xué)生在讀完題目后,無法正確分析條件和結(jié)果之間的邏輯關(guān)系,從而無從下手[2]。
分析問題出現(xiàn)的原因,主要是因?yàn)檫M(jìn)入五年級后,學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)的意義,單位“1”和“平均分”的概念不斷被強(qiáng)化,深入人心。六年級學(xué)生開始接觸分?jǐn)?shù)乘、除法,除了“數(shù)的學(xué)習(xí)從整數(shù)拓展到分?jǐn)?shù)”帶給學(xué)生的沖擊以外,還有上文提到的,我們一般是從計(jì)算的角度來描述除法的意義,淡化了除法的兩種“功能”分類,學(xué)生理解除法的作用過于“固化”在“平均分”,所以在解決問題時(shí)出現(xiàn)以上問題。
為解決以上問題,首先要明確除法的兩種含義:把一個(gè)數(shù)平均分成幾份,求每份是多少,已知總數(shù)和要分的份數(shù),求每份的數(shù)量;求一個(gè)數(shù)里面有幾個(gè)另一個(gè)數(shù),或者說求一個(gè)數(shù)是另一個(gè)數(shù)的幾倍。教師應(yīng)認(rèn)識到學(xué)生長期以來先入為主的認(rèn)知誤區(qū):除法就是為了實(shí)現(xiàn)“平均分”,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析問題,對照算式說出除法算式的意義。以上題為例,做法一中“12÷1/2=24(次)”是求12片里面有多少個(gè)1/2片,或者說12片是1/2片的多少倍,結(jié)果表示12片能夠吃24次,用商24÷3=8(天)是求24里面有幾個(gè)3次,也就是夠吃幾天。同樣地,做法二中“12÷(1/2×3)”是先求一天吃藥3/2片,12÷3/2同樣是求12片里面有幾個(gè)3/2片,就是一瓶藥夠吃幾天。可見,本題中所有的除法運(yùn)算都表示除法的第二種含義,與“平均分”毫無關(guān)系。學(xué)生如果采用分步算式,應(yīng)要求學(xué)生注意書寫單位,正確書寫單位不僅是做題格式的要求,同樣也是學(xué)生理解結(jié)果所代表的意義的一種證明。
單位通常指計(jì)量事物標(biāo)準(zhǔn)量的名稱。在解決實(shí)際問題的過程中,如果存在兩個(gè)不同的量相除或者相比,往往會產(chǎn)生一個(gè)新的單位。比如,總價(jià)除以數(shù)量等于單價(jià),路程除以時(shí)間等于速度,工作總量除以工作時(shí)間等于工作效率等。某些情境下,兩個(gè)不同的量相除,所得結(jié)果的意義不易把握,學(xué)生容易在列式時(shí)顛倒被除數(shù)和除數(shù)的順序,下面結(jié)合教學(xué)案例,說明如何借助“平均分”的思想方法突破這一難題。
人教版五年級上冊《分?jǐn)?shù)的認(rèn)識》中有這樣一道練習(xí)題:“三個(gè)同學(xué)走一條22千米的路,甲走了6小時(shí),乙走了5小時(shí),丙走了4小時(shí),誰走得快?”本題旨在結(jié)合行程問題中時(shí)間、速度、路程之間的關(guān)系來考查分?jǐn)?shù)的比較大小。同學(xué)們呈現(xiàn)出以下三種做法[3]。
做法一:分別求出三者的速度進(jìn)行比較。22÷6=22/6(千米/小時(shí)),22÷5=22/5(千米/小時(shí)),22÷4=22/4(千米/小時(shí)),分子相同,分母越小,分?jǐn)?shù)值越大,顯然,丙同學(xué)速度最快。
做法二:部分同學(xué)認(rèn)為,既然路程相同,只需要比較時(shí)間的長短即可,丙同學(xué)所用時(shí)間最短,所以丙同學(xué)速度最快。
做法三:學(xué)生列出除法算式:6÷22=6/22,5÷22=5/22,4÷22=4/22,通過比較分?jǐn)?shù)大小,選擇此種做法的同學(xué)出現(xiàn)兩種結(jié)論:多數(shù)判斷甲走得最快,少數(shù)判定丙走得最快。
前兩種做法爭議不大,也就意味著第三種做法中多數(shù)同學(xué)判斷錯(cuò)誤。他們認(rèn)為,在三個(gè)分?jǐn)?shù)中,6/22最大,所以對應(yīng)的甲走得最快。6/22固然最大,但是分?jǐn)?shù)值越大,就代表走得越快嗎?顯然學(xué)生并不理解這三個(gè)分?jǐn)?shù)值的意義,因而錯(cuò)誤地作出判斷。那么用時(shí)間除以路程所得的商到底是什么含義呢?我們暫不探究。
筆者經(jīng)常發(fā)現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象:關(guān)于速度的計(jì)算方法學(xué)生能夠脫口而出,卻很少有學(xué)生能夠準(zhǔn)確解釋速度的含義,究其原因,學(xué)生在接觸速度這個(gè)新的單位時(shí),往往機(jī)械地背誦它的定義以及計(jì)算方法,解決問題時(shí)喜歡生搬硬套,卻忽略了速度這個(gè)單位的產(chǎn)生過程。速度表示單位時(shí)間內(nèi)行駛的路程,所謂路程÷時(shí)間=速度,就是把一段路程“平均分”到對應(yīng)的時(shí)間內(nèi),得到單位時(shí)間(每秒、每分或者每小時(shí)等)內(nèi)走過的路程,這就是速度的含義。學(xué)生只有了解了速度產(chǎn)生的過程,才能真正理解速度的含義,更加靈活地運(yùn)用速度的知識解決實(shí)際問題。
說到平均分,我們自然地想到了除法。在用除法解決實(shí)際問題時(shí),被除數(shù)通常代表要分的總量,除數(shù)通常代表平均分成的份數(shù)。這種“平均分”的思想能否幫助我們更好地理解兩個(gè)量相除的結(jié)果呢?
我們以“500千克花生油可以榨花生油100千克”為例,提出以下問題:1千克花生能榨油多少千克?榨1千克花生油需要多少千克花生?根據(jù)已知條件,本題可以預(yù)設(shè)兩種“平均分”:
其一,把100千克花生油平均分到500千克花生中,或者說把100千克花生油平均分成500份。這里的一份表示1千克花生的產(chǎn)油量。用除法算式表達(dá)就是100÷500=0.2(千克)。我們還可以嘗試把結(jié)果寫為“0.2千克花生油/千克花生”,這個(gè)單位雖然“笨拙”,但是卻充分體現(xiàn)了它的產(chǎn)生過程。
其二,把500千克花生平均分到100千克花生油中,或者說把500千克花生平均分成100份。這里的一份表示1千克花生油所需要的花生量。明確了被分的總量和分成的份數(shù),結(jié)果表達(dá)的含義也就明確了。除法算式水到渠成,500÷100=5(千克),同樣我們也可以賦予結(jié)果以單位“千克花生/千克花生油”。
我們再用“平均分”的思想來解決以下問題:一輛汽車行駛100千米需消耗8升汽油,請問每行駛1千米,需要耗油多少升?1升汽油能支持汽車行駛多少千米?“行駛1千米,耗油多少升”是把8升汽油看作總量,平均分到100千米中去,容易列出除法算式8÷100=0.08(升/千米)。同樣,“1升油能行駛多少千米?”是把100千米看作總量,平均分到8升油中去,求每升油對應(yīng)多少千米?可以用除法算式100÷8=12.5(千米/升)求解。
“平均分”的思想有助于我們深入理解兩個(gè)量相除的關(guān)系。但是需要說明的是,通常意義上的平均分大多以分物為主,比如“把16塊糖平均分到4個(gè)袋子中”,“把40本書平均分給5個(gè)同學(xué)”。這種分物的情景比較貼近生活實(shí)際,學(xué)生容易理解和接受,這種情境中,被分的對象一般是實(shí)實(shí)在在的“物”,而每一份都落在“盤子里”“袋子里”“班級里”,或者干脆就是平均分給幾個(gè)人。有些情境則不同,比如上文中提到的時(shí)間除以路程,把一段時(shí)間平均分到路程中去,這顛覆了學(xué)生對于平均分的固有認(rèn)知。這種平均分不再是普通的分物情境,而是表達(dá)了一個(gè)量與另一個(gè)量相除的抽象關(guān)系,而且兩個(gè)量相除的過程中往往會產(chǎn)生一個(gè)新的單位,如速度單位千米/時(shí)[4]。
讓我們回到本文開始時(shí)提到的問題,學(xué)生用時(shí)間除以路程所得到的6/22、5/22和4/22這三個(gè)分?jǐn)?shù)到底是什么含義呢?我們試著從平均分的角度再來分析,把三位同學(xué)的時(shí)間平均分到22千米中去,恰好表示他們每走1千米所耗費(fèi)的時(shí)間,分?jǐn)?shù)值越小,就表示他們走1千米耗費(fèi)的時(shí)間越短,也就意味著走得越快。
綜上,在面對兩個(gè)量相除的情時(shí),教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從“平均分”的角度去分析,準(zhǔn)確把握結(jié)果的含義,列出除法算式解決問題。
六年級上冊第三單元《分?jǐn)?shù)除法》解決問題的主要特征是“已知一個(gè)數(shù)(單位1)的幾分之幾是多少,求這個(gè)數(shù)?”以教材例題“已知兒童體內(nèi)的水分占體重的4/5,小明體內(nèi)有28千克水,小明的體重是多少?”為例,來說明此類問題的解題方法。
教師可在教學(xué)開始建議引入分?jǐn)?shù)乘法解決問題來形成對比,提問:“已知兒童體內(nèi)的水分占體重的4/5,如果知道小明的體重是35千克,請問他體內(nèi)的水分有多重?”學(xué)生通過討論、交流、了解這類分?jǐn)?shù)應(yīng)用題的特征,再借助題中的數(shù)量關(guān)系,找出等量關(guān)系式,總結(jié)解題規(guī)律。
新教材中的解題方法淡化了用算術(shù)解題的要求,更側(cè)重于與初中知識的銜接,側(cè)重于用代數(shù)思想解題,用字母表示未知數(shù),順向推導(dǎo),更加符合學(xué)生的認(rèn)知水平,讓學(xué)生根據(jù)題中的等量關(guān)系和分?jǐn)?shù)乘法的意義列出方程。而算式法是一種逆向思維的呈現(xiàn),28÷4/5=小明的體重,即“數(shù)量除以分率等于單位1”。算式法的特點(diǎn)是列式簡單,書寫方便,理解起來跨度較大。由于小學(xué)生現(xiàn)階段尚未接觸到比較復(fù)雜的用算術(shù)方法很難解決的實(shí)際問題,所以對方程解法的優(yōu)越性認(rèn)識不足。一些學(xué)生覺得用方程法解答,需要寫設(shè)句比較麻煩,因此更喜歡用算術(shù)解法。
以上主要分析了方程法和除法解決分?jǐn)?shù)問題的區(qū)別,那么這兩種方法既然可以用來處理同一類問題,它們之間存在怎樣的內(nèi)在聯(lián)系?上題中設(shè)小明的體重為x千克,列方程為4/5x=28,根據(jù)等式的性質(zhì),方程兩邊同時(shí)除以4/5,x=28÷4/5,仔細(xì)觀察,方程求解的過程其實(shí)就是算式法。所以,我們可以簡單地認(rèn)為:在處理此類分?jǐn)?shù)解決問題時(shí),除法一般是由方程法“引申”出來的。教學(xué)時(shí),教師建議學(xué)生使用方程法解決此類問題,當(dāng)然,也可以借助方程法自行推導(dǎo)算式法。