葉 蓓
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 年版)》在第二學(xué)段“數(shù)與代數(shù)”領(lǐng)域的教學(xué)提示中指出,要將小數(shù)的加減運(yùn)算與整數(shù)的加減運(yùn)算進(jìn)行比較,引導(dǎo)學(xué)生初步了解運(yùn)算的一致性。小數(shù)加減法與整數(shù)加減法之間存在緊密的聯(lián)系,既有一致的核心概念(相同的計(jì)數(shù)單位相加減),又有各自獨(dú)特的計(jì)算特征(數(shù)位對(duì)齊及小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊)。
整體分析人教版教材四年級(jí)下冊(cè)“小數(shù)的加法和減法”單元,發(fā)現(xiàn)教材在本單元編排了小數(shù)加減法、小數(shù)加減混合運(yùn)算和整數(shù)加法運(yùn)算律推廣到小數(shù)三個(gè)課時(shí)內(nèi)容。單元學(xué)習(xí)內(nèi)容既建立在整數(shù)加減法學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,又體現(xiàn)了小數(shù)加減法的內(nèi)在發(fā)展順序。
1.教材梳理,厘清編排序列
基于知識(shí)的前后序列整體分析教材內(nèi)容。學(xué)生在本單元之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了整數(shù)加減法的計(jì)算、一位小數(shù)的加減法計(jì)算、整數(shù)的四則混合運(yùn)算以及相關(guān)運(yùn)算律等內(nèi)容,這些都是學(xué)生順利進(jìn)行本單元學(xué)習(xí)的已有經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容也是學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)小數(shù)乘除法和小數(shù)四則混合運(yùn)算等知識(shí)的重要基礎(chǔ)。
2.主題分析,提取核心概念
立足數(shù)的運(yùn)算主題視角分析相關(guān)核心概念。數(shù)的認(rèn)識(shí)和運(yùn)算是一個(gè)統(tǒng)一整體,數(shù)認(rèn)識(shí)的核心概念是“計(jì)數(shù)單位”,數(shù)運(yùn)算的核心概念則是“相同計(jì)數(shù)單位的累加和遞減”。因此,在教學(xué)本單元內(nèi)容時(shí),要讓學(xué)生進(jìn)一步理解計(jì)數(shù)單位,逐漸感受到不同數(shù)的運(yùn)算都存在著算理、算法和運(yùn)算律的一致性,如會(huì)用計(jì)數(shù)單位和運(yùn)算性質(zhì)解釋算理,會(huì)基于相同計(jì)數(shù)單位的相加減形成算法,會(huì)基于相似的運(yùn)算法則觀察數(shù)據(jù)特征,正確使用運(yùn)算律。
1.從差異到一致,突出算理算法
分析教材中的例1到例3(如表1)可以發(fā)現(xiàn),各例題的形式雖然有差異,但內(nèi)涵是一致的。通過(guò)例1,學(xué)生很容易就能體會(huì)到小數(shù)部分位數(shù)相同的小數(shù)加減法和整數(shù)的算理、算法十分相似,從而感悟低位算起、滿十進(jìn)一等運(yùn)算法則。通過(guò)例2和例3,學(xué)生對(duì)小數(shù)部分位數(shù)不同的小數(shù)加減法進(jìn)行討論,感悟整數(shù)加減法和小數(shù)加減法算理一致,都是用相同計(jì)數(shù)單位進(jìn)行累加或遞減的,從而理解小數(shù)加減法中“小數(shù)點(diǎn)要對(duì)齊”的原理。在單元視角下體會(huì)算理一致,不僅是形成小數(shù)加減法的算法基礎(chǔ),也是在后續(xù)例4的教學(xué)中理解“為什么整數(shù)運(yùn)算律可以推廣到小數(shù)加減法中”的意義基礎(chǔ)。
2.從特殊到一般,著眼算律遷移
例4 的編排遵循“現(xiàn)象觀察—計(jì)算驗(yàn)證”的思路,其教學(xué)內(nèi)容是讓學(xué)生感悟整數(shù)運(yùn)算律在小數(shù)加減法中同樣適用,且根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)選擇合適的運(yùn)算律合理運(yùn)算(如圖1)。教材例題通過(guò)舉例驗(yàn)證的方式建立算律遷移,但從數(shù)運(yùn)算一致性和運(yùn)算能力提升的視角來(lái)分析,發(fā)現(xiàn)這不能提高學(xué)生對(duì)運(yùn)算律一致的認(rèn)同度。因此在教學(xué)例4 時(shí),要把“運(yùn)算律為什么一致”作為核心話題,讓學(xué)生理解小數(shù)加減法也可以根據(jù)其數(shù)據(jù)特點(diǎn)用以前學(xué)過(guò)的運(yùn)算律進(jìn)行巧算,在對(duì)比中真實(shí)地感受整數(shù)運(yùn)算律和運(yùn)算性質(zhì)可以在小數(shù)加減法中得到合理推廣,從而感悟算律一致。
3.從會(huì)算到算用,缺乏應(yīng)用教學(xué)
算用結(jié)合強(qiáng)調(diào)要關(guān)注實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,體現(xiàn)數(shù)運(yùn)算的活而有度。然而,人教版教材在編排的時(shí)候,僅在例4的練習(xí)部分編排了簡(jiǎn)單的解決問(wèn)題,而沒(méi)有涉及其他類(lèi)型的解決問(wèn)題,如沒(méi)有關(guān)注需要進(jìn)行策略設(shè)計(jì)、分析和優(yōu)化的解決問(wèn)題的教學(xué)?;仡櫿麛?shù)加減法的解決問(wèn)題,用精算和估算等不同方式解決問(wèn)題是重要的教學(xué)內(nèi)容,且存在難學(xué)又難教的現(xiàn)象,學(xué)生思維方式多樣,在策略形成時(shí)存在諸多不確定因素,因此本單元的教學(xué)也亟須加入該方面的解決問(wèn)題。
根據(jù)上述分析,教師在教學(xué)本單元時(shí)要充分關(guān)注與整數(shù)加減法的聯(lián)系,以數(shù)運(yùn)算一致性為單元教學(xué)主線,以感悟算理一致、算律一致和算用一致為課時(shí)序列,著力在關(guān)聯(lián)、遷移、重組和深化中建立單元結(jié)構(gòu),讓學(xué)生真實(shí)地體會(huì)學(xué)習(xí)內(nèi)容間的整體性和一致性,切實(shí)地體會(huì)算理一致是正確運(yùn)算的理解重心,算律一致是簡(jiǎn)便運(yùn)算的遷移重心,算用一致是解決問(wèn)題的運(yùn)用重心。
本單元的教學(xué)如何推進(jìn)學(xué)生對(duì)運(yùn)算一致性的理解?對(duì)此,教師需要提供有價(jià)值的學(xué)習(xí)材料,創(chuàng)設(shè)有意義的問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生生發(fā)有聯(lián)系的學(xué)習(xí)思考。
1.例題整合,難易分層
將原教材中的例1、例2 和例3 的學(xué)習(xí)內(nèi)容整合成課時(shí)1。課始,引導(dǎo)學(xué)生回顧整數(shù)加減法的算理、算法,自然地思考“小數(shù)加減法應(yīng)該怎么算”。繼而組織編題大賽,發(fā)布任務(wù)“用一位小數(shù)、兩位小數(shù)或三位小數(shù),編出小數(shù)加法的算式”,并讓學(xué)生按照計(jì)算的難易程度將這些算式分為天使級(jí)、風(fēng)暴級(jí)和魔鬼級(jí)。課中,教師選擇不同難易程度的算式,讓學(xué)生對(duì)它們進(jìn)行分類(lèi)并分析(如圖2)。
圖2 編題大賽的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)
2.工具支持,理解算理
學(xué)生在分類(lèi)討論中,感受到簡(jiǎn)單的小數(shù)加法(即天使級(jí))可以直接遷移原有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算。如:小數(shù)部分位數(shù)相同的小數(shù)加法很簡(jiǎn)單,和整數(shù)的計(jì)算方式一樣;整數(shù)加小數(shù)的時(shí)候,很少出現(xiàn)數(shù)位對(duì)錯(cuò)的情況;運(yùn)算時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生進(jìn)位的話,不需要列豎式就能解決。而風(fēng)暴級(jí)的小數(shù)加法就屬于較復(fù)雜的計(jì)算,學(xué)生需要對(duì)末尾對(duì)齊還是小數(shù)點(diǎn)對(duì)齊兩種算法進(jìn)行充分討論,是有別于整數(shù)加減法的計(jì)算形式。在本環(huán)節(jié),學(xué)生可以借助大量具象學(xué)習(xí)素材,如人民幣、數(shù)位順序表、計(jì)數(shù)器及方格圖等輔助工具解釋各算式的運(yùn)算意義,明白加法運(yùn)算的核心概念就是相同計(jì)數(shù)單位的累加,即小數(shù)加減法和整數(shù)加減法雖然運(yùn)算形式不同,但算理和算法都是一致的。
3.溝通對(duì)比,深化理解
教師接著布置小數(shù)減法的編題任務(wù)(同小數(shù)加法),學(xué)生便能在小數(shù)加法的運(yùn)算經(jīng)驗(yàn)上明確小數(shù)減法的算理,再次感悟“小數(shù)點(diǎn)為什么要對(duì)齊”的算理。課末,教師通過(guò)微課梳理本課內(nèi)容,再次聯(lián)系和對(duì)比整數(shù)加減法與小數(shù)加減法,讓學(xué)生充分理解“相同計(jì)數(shù)單位的累加和遞減”即數(shù)的運(yùn)算中算理一致的內(nèi)涵,并提出后續(xù)思考題“分?jǐn)?shù)加減法也是這么算嗎”。如此,課時(shí)1 的教學(xué)設(shè)計(jì)將生搬硬套地掌握“怎么算”,變成主動(dòng)探究“為什么這么算、以后怎么算”,尊重學(xué)情,打通了知識(shí)間的壁壘。
1.復(fù)習(xí)回顧,算理為本
課時(shí)2 編排了小數(shù)加減法簡(jiǎn)便運(yùn)算的內(nèi)容。課始,教師通過(guò)“算式2.4+0.23 及2.4-0.23 怎么算”導(dǎo)入,引導(dǎo)學(xué)生回顧和對(duì)比小數(shù)加減法與整數(shù)加減法算理、算法的異同點(diǎn),再次明確小數(shù)加減法的算理也是相同的計(jì)數(shù)單位相加減,為接下來(lái)解釋算律遷移的原因和正確巧算奠定運(yùn)算基礎(chǔ)。
2.添數(shù)巧算,遷移算律
教師出示添數(shù)巧算的任務(wù):給算式2.4+0.23和2.4-0.23各添一個(gè)數(shù),設(shè)計(jì)一個(gè)能簡(jiǎn)便運(yùn)算的綜合算式。
任務(wù)流程如下:
想一想:準(zhǔn)備添什么數(shù),怎么添?
2) 對(duì)3個(gè)城市的飛灰的采樣分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PDTC在低投加量(質(zhì)量比2%~3%) 的條件下就能滿足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的限值,是一種可靠的穩(wěn)定化藥劑。
算一算:生成一個(gè)綜合算式,并簡(jiǎn)便運(yùn)算。
比一比:還能怎么添?看看誰(shuí)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)便運(yùn)算類(lèi)型更多。
說(shuō)一說(shuō):借助元角分、方格圖、計(jì)數(shù)器等工具,向同桌介紹為什么可以這么簡(jiǎn)算。
3.聚焦核心,感悟一致
教師可以組織學(xué)生沿著“添了什么?為什么這樣添?用上了什么方法?”的問(wèn)題鏈對(duì)他們的作品進(jìn)行討論。如圖3所示,學(xué)生設(shè)計(jì)的算式包含了整數(shù)加減法中的絕大多數(shù)運(yùn)算類(lèi)型,體現(xiàn)了加法交換律、加法結(jié)合律、連減的性質(zhì)等多種運(yùn)算律和運(yùn)算性質(zhì)。這種即時(shí)生成的課堂資源豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)素材,使學(xué)生在對(duì)比分析中聚焦數(shù)據(jù)特點(diǎn)和符號(hào)含義,在分步解讀中加深對(duì)整數(shù)運(yùn)算律得以在小數(shù)加減法中推廣和適用的理解,從而感受到巧算方式的多樣,并建立小數(shù)加減法與整數(shù)運(yùn)算律的聯(lián)系。如此,課時(shí)2 的教學(xué)設(shè)計(jì)突出核心“整數(shù)的運(yùn)算律在小數(shù)加減法中為什么同樣適用”,引導(dǎo)學(xué)生在理解意義不變和結(jié)果不變的基礎(chǔ)上感受算律一致,不僅提高了學(xué)生對(duì)算律一致的認(rèn)同度,更促進(jìn)了學(xué)生對(duì)運(yùn)算內(nèi)涵的理解。
圖3 學(xué)生作品舉例
1.巧設(shè)數(shù)據(jù),感悟需求
課時(shí)3 編排的是用小數(shù)加減法解決問(wèn)題的內(nèi)容。如圖4所示,教師創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境,提出問(wèn)題:購(gòu)買(mǎi)下列商品各一份,選哪一張優(yōu)惠券更合適呢?在解決本問(wèn)題的過(guò)程中,學(xué)生憑借數(shù)感,很容易就排除了“滿50減3”的優(yōu)惠券,繼而關(guān)注商品價(jià)格的數(shù)據(jù)特點(diǎn),提出初步的猜想:“三份商品的總價(jià)是否在90 元和100 元之間?”如此,借助數(shù)據(jù)的巧妙設(shè)置,使學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)聚焦數(shù)學(xué)信息,形成初步解決問(wèn)題的需求。
圖4 課時(shí)3的問(wèn)題情境
2.充分對(duì)比,形成意識(shí)
教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)想一想、寫(xiě)一寫(xiě)和說(shuō)一說(shuō),主動(dòng)思考、提出方案并進(jìn)行交流反思。如表2 所示,學(xué)生在解決問(wèn)題時(shí)可能會(huì)采用以下策略:直接精算解決、巧算解決、估算解決和錯(cuò)誤的解決策略。在討論策略是否合理的過(guò)程中,學(xué)生發(fā)現(xiàn)小數(shù)加減法的解決策略和整數(shù)的解決策略相似,從而鞏固了小數(shù)加減法的運(yùn)算技能,體會(huì)到運(yùn)算律能讓原本較復(fù)雜數(shù)據(jù)的解決問(wèn)題過(guò)程變得簡(jiǎn)便,同時(shí)增強(qiáng)了估算意識(shí),在精算和估算的對(duì)比中感受到解決問(wèn)題策略的多樣性,提升了優(yōu)化意識(shí)和應(yīng)用意識(shí)。
表2 學(xué)生可能會(huì)出現(xiàn)的若干種解決問(wèn)題策略
3.突破瓶頸,算用自然
在練習(xí)設(shè)計(jì)部分,教師承接真實(shí)情境設(shè)計(jì)更開(kāi)放的問(wèn)題,讓學(xué)生在四樣商品中選擇三樣,用優(yōu)惠券購(gòu)買(mǎi)(如圖5)。這一練習(xí)更加關(guān)注學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程中對(duì)數(shù)學(xué)信息的處理、對(duì)數(shù)據(jù)特點(diǎn)的把握和對(duì)問(wèn)題形式的理解。學(xué)生通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的選擇,體會(huì)精算、巧算和估算等解決問(wèn)題的策略在不同數(shù)據(jù)特點(diǎn)下的應(yīng)用價(jià)值。如此,課時(shí)3的教學(xué)設(shè)計(jì)不僅喚起了學(xué)生原有的解決問(wèn)題的策略意識(shí),還滲透了怎樣用數(shù)學(xué)眼光觀察、數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)和數(shù)學(xué)思維思考現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決問(wèn)題意識(shí),豐富了學(xué)生的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。
圖5 課時(shí)3的練習(xí)設(shè)計(jì)
筆者在嘗試對(duì)本單元教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí),緊緊圍繞整數(shù)加減法和小數(shù)加減法的聯(lián)系以及小數(shù)加減法的內(nèi)在結(jié)構(gòu),推進(jìn)單元課時(shí),架設(shè)教學(xué)環(huán)節(jié),從而促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的主動(dòng)遷移、對(duì)核心內(nèi)容的理解和對(duì)關(guān)鍵能力的運(yùn)用。
基于整數(shù)運(yùn)算和小數(shù)運(yùn)算內(nèi)涵的一致性,學(xué)生能進(jìn)行知識(shí)的主動(dòng)遷移,將習(xí)得的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)的概括和升級(jí),生發(fā)對(duì)“怎么算?這么算對(duì)嗎?還可以怎么算?”的運(yùn)算思考,對(duì)運(yùn)算中的問(wèn)題和解決方式的思考變得更加深入。
基于算理、算法的一致和算律使用的一致,學(xué)生對(duì)算理、算法、算律之間的關(guān)系更加清晰,能用算理、算法解釋算律的適用性,也能在數(shù)和符號(hào)帶來(lái)的運(yùn)算變化中理解算律是確定算理和算法的重要依據(jù),從而提升正確運(yùn)用運(yùn)算法則和運(yùn)算律進(jìn)行運(yùn)算的技能。
基于算用策略的一致,學(xué)生能夠在對(duì)解決問(wèn)題策略的合理優(yōu)化中積累運(yùn)算經(jīng)驗(yàn),能關(guān)注到數(shù)據(jù)特點(diǎn),能在解決問(wèn)題的過(guò)程中對(duì)比和聯(lián)系不同的運(yùn)算方法與解決策略,能理解運(yùn)算在實(shí)際解決問(wèn)題中體現(xiàn)出的本質(zhì),從而在充分的交流表達(dá)中發(fā)展運(yùn)算能力。