屈婷 沈丹萍
十進位值制記數法是理解數概念及其運算算理、算法的依據。如何引導學生體會“位值制”和“十進制”的簡潔性與價值性,下面,筆者談談自己的做法。
一、借“埃及象形數字”之力,感悟“值”的思想
學習《百以內數的認識》時,筆者借助古埃及象形數字,引導學生解讀其記數規(guī)則:1~9的表示采用了一一對應的方式,符號的個數與要記錄的數的大小是等值的;對于10、100、1000等較高單位的數,則需要創(chuàng)造一些新符號,通過對單個或多個符號的累加來記數。
師:如下圖,古埃及象形數字有什么特點?
生1:數字1~9都是畫豎線表示,要表示幾,就畫幾條豎線,表示10的時候畫了另外一個符號。
師:古埃及人為什么沒有畫10條豎線來表示10?
生2:一直這樣畫下去太麻煩了。
師:借助這些符號,古埃及人可能怎樣表示12?
師(展示學生作品:這兩種表示方法有什么不同?
生3:第①種是把1和2組合在一起,第②種是用10加2得到12的。
師:古埃及人采用了第②種方法來表示12。根據這樣的規(guī)則,你認為能用“”符號表示12嗎?
生4:不行,這樣就表示20了。
生5:20應該是10加10,不是2加10。
生6:埃及數字是加的,不管哪個符號在前面,都是把它們合起來,2加10還是12。
師:按照這樣的規(guī)則,21可以怎樣用古埃及象形數字表示?
師(展示學生作品::你認為這三種方法都對嗎?
生7:第①種不對,古埃及的2就是2,不能表示20。
生8:古埃及的規(guī)則是加,按照前面的規(guī)則,第①種方法表示的數應該是3。
生9:第②種和第③種都對,都是把20與1加起來,都能表示21。
師:三千多年前,符號“”的出現是一個偉大的發(fā)明。想一想,有了這個符號,當時的古埃及可以表示的最大數是多少?怎樣表示?
生10:最大只能表示99,把表示“10”的符號畫9次,再加個“9”。
師:如果沒有這個符號,99要怎樣記錄?
生11:要畫99條豎線,太麻煩了。
師:如果要表示更大的數,可以怎么辦?
生12:可以發(fā)明“百”“千”這些更大單位的符號。
在比較中,學生逐漸體會到古埃及象形數字中符號“10”的產生蘊含著“化大為小”的思想,從而感悟到古人的智慧。
二、借“中國古代算籌”之力,凸顯“位”的價值
中國古代算籌既有“滿十進一”的思想,也有數位的概念。教學《10000以內數的認識》時,筆者出示我國古代算籌中“1~9”的符號并告訴學生:我國古人用算籌來記數,大家觀察一下,看看用算籌表示數有什么特點?學生發(fā)現:1~5都用畫橫線或豎線的方式表示,縱式的6~9中用“一橫”來表示5,橫式的6~9中用“一豎”來表示5,如下圖所示。
接著,筆者利用課件呈現“12”的擺法,引導學生觀察:算籌擺出的12與阿拉伯數字表示的12有什么相同的地方?學生提出:12是由1和2兩個符號組合而成,1放在左邊,表示十位,2放在右邊,表示個位,即“─││”。
隨后,筆者向學生介紹了算籌表示多位數的一般方法:個位用縱,十位用橫,百位用縱,千位用橫,遇零則空,并提問:根據這個規(guī)則,你認為21可以怎樣用算籌表示?有學生回答:把1和2交換一下位置就可以了。還有學生提出:要將1變成“縱式”,2變成“橫式”。筆者追問:交換位置后,數的大小發(fā)生變化了嗎?2表示的意義還一樣嗎?學生回答:交換位置后,數變大了,2擺在個位時,表示2個一,交換后,2在十位上,表示2個十。筆者追問:你能用算籌擺一個更大的數嗎?學生通過操作擺出999、9999等較大的數,并發(fā)現:用算籌可以擺出無限大的數,9所在的數位越高,表示的數就越大。
最后,筆者引導:與古埃及象形數字相比,算籌少了表示“10”的符號,為什么表示的數反而多了?學生討論后得出:古埃及象形數字中數的大小與符號擺放的位置沒有關系,9只能表示9,要表示更大的數,更要不斷發(fā)明新的符號來表示更大的單位,而算籌只要把一個數擺在不同的位置,就能表示更大的數。
三、借“其他進制”之力,挖掘“十進”的內涵
進位制是人們?yōu)榱擞嫈岛瓦\算方便而約定的記數方法。除了“十進”關系,相鄰單位之間還可以是其他倍數關系,如計算機常用的“二進制”、古人計算質量時“半斤八兩”的“16進制”,以及現今仍廣泛使用的時、分、秒之間的“60進制”。教師在教學中引入其他進制,可以讓學生在對比中對“十進制”的記數規(guī)則與原理有更深的體會和理解。
教學《十進制計數法》時,筆者引導學生思考:用計數器數數時,我們常說“滿十進一”,為什么要“滿十進一”?可以“滿九進一”嗎?大部分學生都認為“滿十進一”是規(guī)定,不能“滿九進一”。接著,筆者提問:如果規(guī)定“滿九進一”,你認為這些蘋果(利用課件呈現9個蘋果的實物圖)可以怎樣表示?在計數器上數一數,畫一畫。學生思考、操作后,有以下三種方法。
筆者引導學生討論:這三種畫法有什么不同?哪些方法你認為不對?學生都認為方法③是正確的;方法②的個位上已經有8顆珠子了,再加1顆就夠了,但這一顆不能撥在十位上;對于方法①,學生意見不一致。有的學生認為方法①不對,因為在十進制的計數器上,10只能在十位上撥1顆珠子,個位上是沒有珠子的;也有的學生認為方法①是對的,因為十進制中十位上的“1”是由個位上的“10”進位得到的,方法①表示的是“滿九”后還沒有進位的狀態(tài)。筆者順勢引導學生在計數器上撥一撥,數一數,體會從1數到9,右邊數位“滿九”向左邊數位“進一”的過程,并提問:在九進制中,這個數怎樣書寫?還能讀作“十”嗎?左邊的這顆珠子所在的數位還是十位嗎?學生討論之后,認為這個數雖然寫作“10”,但應該讀作“九”,左邊珠子所在的數位就叫“九位”。筆者繼續(xù)提問:現在增加到18個蘋果,你能在“九進制”的計數器上數一數、畫一畫嗎?這個數又該怎么讀、怎么寫?操作、思考后,學生達成共識:個位滿“九”,向“九位”進一,18里有2個九,需要向“九位”進兩次,這樣“九位”就要畫兩顆;寫數時,在“九位”寫2,“個位”寫0。讀數的過程中,學生又有不同的看法,有的學生贊同讀“二零”,有的學生認為在“十進制”中讀數要先讀“數量”再加上“計數單位”,十進制的“20”讀作“二十”,九進制的“20”要讀作“二九”。
經歷了以上活動,學生體會到:同一數量,即使都采用阿拉伯數字符號來記錄,但在不同進制中表示的方式也可能不同。十進位值制與其他進制的記數原理和規(guī)則是相通的,都是在“低位”累積到一定數量的數之后,用“高位”上的“1”來替代?!皾M幾進一”的進位過程創(chuàng)造了“位”,也使這一位上的數有了“值”。
責任編輯? 張敏