[摘 要] “歸一問題”一直是小學數(shù)學教學重點和難點,小學生對一些無現(xiàn)實模型支撐的“歸一問題”感到困惑和難以理解。教師可以基于“平均分”思想引導學生分析思考,幫助學生直觀理解和解決此類問題,使學生在學習過程中理解解決問題背后的數(shù)學原理,提高學生的數(shù)學學習效果和興趣。
[關鍵詞] “平均分”思想;“歸一問題”;等分除法;包含除法
數(shù)學中的“歸一問題”是小學數(shù)學教學中的重要內(nèi)容,也是小學生數(shù)學學習的難點。“歸一問題”要求將一個整體按照一定的比例或關系分成若干份,探索每份的數(shù)量或比例。學習這類問題,學生不僅能夠培養(yǎng)比例思維和分數(shù)運算能力,還能夠提高解決實際問題的能力,發(fā)展數(shù)學綜合素養(yǎng)。這類問題還涉及不同單位和數(shù)量的轉(zhuǎn)換及比較,且相關比例內(nèi)容的學習在小學知識結(jié)構(gòu)上相對滯后。學生雖然學習了比,但是不會通過比例關系解決問題,導致解決問題的效果不佳。因此,如何讓學生有效地學習“歸一問題”,是數(shù)學教學中亟待解決的問題。
在實際教學中,學生相對容易理解和掌握具有現(xiàn)實意義并有實際模型的“歸一問題”,比如根據(jù)“路程=速度×時間”求“速度”,根據(jù)“總價=單價×數(shù)量”求“單價”。對于一些無現(xiàn)實模型支撐的“歸一問題”(如“菜籽榨油”問題),學生感覺比較抽象,無法分析和解決問題。下面,筆者以“菜籽榨油”問題為例,探討利用“平均分”思想來解決這類問題,幫助學生更直觀地理解和解決此類“歸一問題”,并在教學過程中引導學生理解問題背后的數(shù)學原理,提高學生的數(shù)學學習效果和興趣。
一、教學引入
1. 問題呈現(xiàn)
如果10千克菜籽可以榨4千克油,求1千克菜籽可以榨油多少千克?榨取1千克油需要菜籽多少千克?
2. 問題分析
學生初看這個問題會有點懵,心中充滿疑惑:題目中的菜籽和油都是以“千克”作為數(shù)量單位,它們能不能相除?如果可以相除,那么如何解釋其實際意義?用誰除以誰呢?因此,如何幫學生消除疑惑,理解題意,師生共同分析解決問題是教學的關鍵。
3. 問題解決
人們在分物的時候常常要求做到“公平”,在“分”的時候每個人要“分”得同樣多,也就是每份分得同樣多,這種分法叫平均分?!捌骄帧笔欠治飼r所用的一種思想方法。從學生視角看,“平均分”是有形的,對正處于直觀形象思維階段的小學生來說,理解“平均分”的難度不大。
首先,教師可以引導學生思考問題的實際意義,即將一定數(shù)量(千克數(shù))的菜籽按照一定對應關系榨出相應數(shù)量(千克數(shù))的油;然后,通過“平均分”思想的引導,將總量分成若干等份,每份量的大小即為所求。教師可以和學生共同進行這樣的分析:如圖1所示,在“1千克菜籽可以榨油多少千克”問題中,“1千克菜籽”占“10千克菜籽”的,就是把“10千克菜籽”平均分成10份,每份量為1千克菜籽。那么“1千克菜籽”可以榨油多少千克呢?那是把“4千克油”也平均分成10份,每份油為4÷10=0.4,所以1千克菜籽可以榨油0.4千克。其中的“4”代表“油的總量4千克”,“10”代表“油的份數(shù)10”。(4÷10并不是兩個相同單位的量相除)因此,結(jié)果單位和被除數(shù)單位一致。
以此類推,如圖2所示,在“榨取1千克油需要菜籽多少千克”問題中,“1千克油”占“4千克油”的,也就是要把“4千克油”平均分成4份,這樣每份量為1千克油。那么榨取“1千克油”需要多少千克菜籽呢?那肯定是把“10千克菜籽”也平均分成4份,每份菜籽量為10÷4=2.5,所以榨取1千克油需要菜籽2.5千克。其中的“10”代表“菜籽總量10千克”,“4”代表“菜籽份數(shù)4”。這種分析解決問題的方法是基于“平均分”思想(等分除法),緊扣“單一量”,將“歸一”法很清晰地展現(xiàn)出來,學生容易理解其中的道理,能夠更深層次地體會到前后知識之間的聯(lián)系,即知其然,又知其所以然。
4. 原理分析
“平均分”思想的原理是將一個整體按照一定的份數(shù)進行等分,然后求出每一份的大小,或者已知平均分的每一份的大小求份數(shù)。這種方法的優(yōu)勢是簡單和直觀,不需要進行復雜的換算和運算,只需要采用簡單的除法,根據(jù)等分除法或包含除法就可以得到答案。這種方法的局限是需要保證總量、份數(shù)和每份量都是整數(shù),否則會涉及小數(shù)的除法,會增加難度和誤差。為了說明“平均分”思想的原理,教師可以引導學生用“平均分”模型的數(shù)學表達式來輔助說明:“平均分”模型的數(shù)學表達式為“每份量=總量÷份數(shù)”或“份數(shù)=總量÷每份量”。教師引導學生將此模型與“路程=速度×時間”模型、“總價=單價×數(shù)量”模型(如圖3)進行對比,“平均分”模型實質(zhì)是這兩種實際模型的一般化形態(tài),由此讓學生更好地理解“平均分”模型的意義。
二、教學拓展
在解決問題的過程中,教師可以引導學生對問題進行拓展與深化:如果10千克菜籽可以榨4千克油,照這樣計算,3千克菜籽可以榨油多少千克?榨取5千克油需要菜籽多少千克?
先分析第一個問題:要求3千克菜籽可以榨油多少千克,可以根據(jù)“平均分”模型求出1千克菜籽榨油=4÷10,那么3千克菜籽榨油=4÷10×3=1.2(千克);還可以根據(jù)“平均分”模型求出榨取“1千克油”需要菜籽=10÷4,那么3千克菜籽榨油=3÷(10÷4)=1.2(千克),這里要用到“包含除法”。
再分析第二個問題:要求榨取5千克油需要菜籽多少千克,可以根據(jù)“平均分”模型求出1千克菜籽榨油=4÷10,那么榨取5千克油需要菜籽=5÷(4÷10)=12.5(千克),這里要用到“包含除法”;還可以先根據(jù)“平均分”模型求出榨取“1千克油”需要菜籽=10÷4,那么榨取5千克油需要菜籽=10÷4×5=12.5(千克)。
在以上問題中,菜籽和油的數(shù)量都是整數(shù),如果數(shù)量是小數(shù)如何用“平均分”模型來理解呢?比如,如果5.2千克菜籽可以榨2.08千克油,求1千克菜籽可以榨油多少千克?按照上述的理解,將“2.08千克油”平均分成5.2份,所以1千克菜籽榨油=2.08÷5.2=0.4(千克)。這時,學生有點懵了:平均分成5.2份?這個怎么理解啊?此時,教師可以引導學生把“菜籽量”和“油量”都擴大100倍來進行考慮,將原題變成“如果520千克菜籽可以榨208千克油,求1千克菜籽可以榨油多少千克”,這樣根據(jù)“平均分”模型得出1千克菜籽榨油=(2.08×100)÷(5.2×100)=0.4(千克)。教師引導學生將這個解答方法與解答“2.08÷5.2”相對照,讓學生理解被除數(shù)和除數(shù)同時擴大100倍后,根據(jù)商不變的規(guī)律,結(jié)果保持不變。
三、教學反思
“平均分”思想方法和除法的兩種含義(等分除法和包含除法)緊密聯(lián)系,學生對“平均分”思想方法理解并不困難。因此,教師引導學生用“平均分”思想來認識“單一量”的本質(zhì),用“平均分”模型來解決“歸一問題”,可以讓學生回到問題的原點,從本原性上思考這類問題。
在教學中,教師可以通過實例演練來鞏固學生的理解,可以設計一些類似的問題讓學生獨立思考,讓學生根據(jù)不同的情況選擇合適的方法來解決。教師還可以引導學生進行反思,思考解決問題的方法是否通用,是否存在更簡便的解決方法。比如,教師可以讓學生思考“平均分”模型與“路程=速度×時間”模型、“總價=單價×數(shù)量”模型的異同及聯(lián)系;可以讓學生探討一下“菜籽榨油”過程中各數(shù)據(jù)之間究竟存在怎樣的數(shù)量關系,為什么會有這樣的關系;還可以引導學生理解“教學拓展”中“照這樣計算”的含義。這樣可以激發(fā)學生的思維和創(chuàng)造力,讓他們能夠在不同的情境下靈活運用數(shù)學工具去探究數(shù)學的奧秘。通過這樣的實踐與反思,學生可以不斷提高解決問題的能力,并且加深對數(shù)學原理的理解。
綜上所述,基于“平均分”思想解決“歸一問題”具有很好的效果,它能夠幫助學生更直觀地理解并解決問題,提高學生的數(shù)學理解能力和應用能力,為學生后續(xù)學習比例內(nèi)容作鋪墊;同時激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的思維能力和探究習慣。在小學數(shù)學教學中,教師要重視基于“平均分”思想的教學方法幫助學生更好地理解和應用數(shù)學知識,通過不斷地引導學生思考和實踐,讓學生不僅能掌握解決問題的方法,還能深入理解方法背后的原理。