單位化思想是一種用“單位”來量化研究對(duì)象,從而簡(jiǎn)化問題解決過程的思維策略。在小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,單位化思想貫穿計(jì)數(shù)、計(jì)算、測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域。尤其是在《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱“2022年版課標(biāo)\"實(shí)施以后,“計(jì)數(shù)單位\"作為構(gòu)建運(yùn)算一致性的關(guān)鍵基礎(chǔ)備受重視。借助計(jì)數(shù)單位,既能對(duì)運(yùn)算對(duì)象進(jìn)行量化,又能深入剖析運(yùn)算背后的思維邏輯。然而,在除法教學(xué)中,由于其存在“等分除”與“包含除”兩種意義,學(xué)生想要借助計(jì)數(shù)單位來把握運(yùn)算的一致性存在一定困難。為解決這一難點(diǎn),筆者以計(jì)數(shù)單位為核心概念,依托“除數(shù)是兩位數(shù)的除法”單元,精心設(shè)計(jì)“等分除模型\"\"包含除模型\"\"等分、包含并行模型”三種學(xué)習(xí)路徑,以此開展單位化思想統(tǒng)領(lǐng)的教學(xué)實(shí)踐,幫助學(xué)生更好地把握除法運(yùn)算的一致性,實(shí)現(xiàn)對(duì)除法運(yùn)算本質(zhì)的深刻理解。
一、把握除法運(yùn)算一致性的難點(diǎn)
根據(jù)2022年版課標(biāo),數(shù)與運(yùn)算的教學(xué)應(yīng)強(qiáng)調(diào)計(jì)數(shù)單位的重要性,引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)數(shù)的運(yùn)算的一致性。在除法運(yùn)算中,一致性體現(xiàn)為計(jì)數(shù)單位與計(jì)數(shù)單位相除,計(jì)數(shù)單位的個(gè)數(shù)與計(jì)數(shù)單位的個(gè)數(shù)相除。然而,除法運(yùn)算具有復(fù)雜性,它建立在平均分的基礎(chǔ)上,可分為等分除、包含除兩種模型。其中,“等分除\"強(qiáng)調(diào)將整體平均分成若干份,每份的數(shù)量相等;“包含除”則側(cè)重于看一個(gè)數(shù)里面包含了多少個(gè)另一個(gè)數(shù)。這種差異使得除法運(yùn)算的意義難以用單一的“計(jì)數(shù)單位相除\"來概括和解釋。
此外,教材的編排也對(duì)除法運(yùn)算一致性的把握有影響。以人教版教材為例,其在除法兩種意義的布局上較為均衡。在起始階段,無(wú)論是除法意義還是除法運(yùn)算,教材對(duì)“等分除\"和“包含除\"基本都是平均著力。從二年級(jí)下冊(cè)開始,則在不同年段交替排布兩種意義的除法運(yùn)算。但二年級(jí)下冊(cè)的“有余數(shù)除法\"以及四年級(jí)上冊(cè)的“除數(shù)是兩位數(shù)的除法”,教材都只安排了“包含除”情境。
進(jìn)一步審視“除數(shù)是兩位數(shù)的除法\"單元的教學(xué)內(nèi)容,發(fā)現(xiàn)該單元對(duì)“計(jì)數(shù)單位相除\"與“想幾個(gè)幾”算理的編排較為分散,內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)。具體而言,在\"口算除法\"一課中,例1、例2、例8都較好地體現(xiàn)了除法運(yùn)算的一致性。而在“筆算除法”一課中,只有例6呈現(xiàn)了“18除61個(gè)十”,計(jì)數(shù)單位明顯,其余哪怕是關(guān)鍵課例1中也沒有呈現(xiàn)計(jì)數(shù)單位;例1、例2、例5都通過呈現(xiàn)“幾個(gè)幾\"來理解算理,其余例題則均沒有呈現(xiàn)具體算理。
二、“除數(shù)是兩位數(shù)的除法\"的學(xué)習(xí)路徑
在除法運(yùn)算中,無(wú)論是“等分除”還是“包含除”,其本質(zhì)都是將問題中的數(shù)量或?qū)ο筠D(zhuǎn)化為統(tǒng)一的單位或標(biāo)準(zhǔn):“等分除\"的結(jié)果就是每份數(shù),即單位量;“包含除\"則是將每份數(shù)作為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行平均分。兩者都蘊(yùn)含著單位化思想?;诖?,筆者以單位化思想為統(tǒng)領(lǐng),分別從“等分除\"“包含除\"“等分、包含并行\(zhòng)"三個(gè)維度設(shè)計(jì)“除數(shù)是兩位數(shù)的除法\"的學(xué)習(xí)路徑,并選取三位教齡相近的區(qū)骨干教師在同學(xué)校水平相當(dāng)?shù)娜齻€(gè)四年級(jí)班級(jí)進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐。
(一)指向計(jì)數(shù)單位等分的“等分除模型”學(xué)習(xí)路徑
教師A在甲班實(shí)施“等分除模型\"的學(xué)習(xí)路徑。該學(xué)習(xí)路徑通過計(jì)數(shù)單位個(gè)數(shù)的等分得到相應(yīng)的計(jì)數(shù)單位個(gè)數(shù),突出“計(jì)數(shù)單位等分\"的單位化思想,讓學(xué)生感悟“單位\"大,“數(shù)”小,不夠分,因而需要轉(zhuǎn)化成小“單位\"和天“數(shù)”,使其“夠分”,從而體會(huì)算理與算法的一致性。具體實(shí)施過程包括以下三個(gè)任務(wù)。
任務(wù)一:684本數(shù)學(xué)簿平均分給6個(gè)年級(jí),每個(gè)年級(jí)分到幾本?
該任務(wù)有三種表征方式。
(1)程序表征:采用豎式計(jì)算的方式,即通過規(guī)范的豎式運(yùn)算步驟得出結(jié)果。(2)直觀表征:借助形象的圖式,如小方塊或其他圖形,將684本數(shù)學(xué)簿按6個(gè)年級(jí)進(jìn)行劃分,使分配的過程和結(jié)果直觀可見。
(3)抽象表征:從計(jì)數(shù)單位的角度分析,先計(jì)算百位上的6(即6個(gè)百),將其除以6,得到1個(gè)百。接著計(jì)算十位上的8(即8個(gè)十),除以6,商1余2,也就是得到1個(gè)十,余下2個(gè)十。再把余下的2個(gè)十與個(gè)位上的4(即4個(gè)一)合起來,得到24個(gè)一,將其除以6,得到4個(gè)一。最終得出結(jié)果:每個(gè)年級(jí)分到114本。
在教學(xué)開始前,教師先讓學(xué)生完成任務(wù)一,對(duì)學(xué)生展開前測(cè)。學(xué)生需要想辦法說明自己的計(jì)算過程,并利用直觀表征厘清計(jì)數(shù)單位的細(xì)分過程。借此,喚醒學(xué)生在“除數(shù)是一位數(shù)的除法”一課習(xí)得的計(jì)數(shù)單位等分的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生主動(dòng)用分小棒的形式呈現(xiàn)等分過程,并在對(duì)應(yīng)的抽象表征中明晰豎式的程序表征(如圖1)。
任務(wù)二:684本數(shù)學(xué)簿平均分給20個(gè)班級(jí),每個(gè)班級(jí)分到幾本?
該任務(wù)有兩種表征方式。
(1)程序表征:通過列豎式進(jìn)行計(jì)算。
(2)抽象表征:從計(jì)數(shù)單位出發(fā),先用68個(gè)十除以20,商3余8,即得到3個(gè)十,余下8個(gè)十。再將余下的8個(gè)十與4個(gè)一合起來,得到84個(gè)一,將其除以20,商4余4,也就是得到4個(gè)一,余下4個(gè)一。
教師讓學(xué)生基于計(jì)數(shù)單位等分的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),繼續(xù)嘗試完成任務(wù)二。學(xué)生需要充分運(yùn)用程序表征和抽象表征,理解同樣是6個(gè)“百”、8個(gè)“十\"以及4個(gè)“一”,平均分給20個(gè)班級(jí),分法會(huì)有什么差異。據(jù)此,教師引導(dǎo)學(xué)生在組內(nèi)用小棒分一分,寫一寫過程,并與大家交流分享(如圖2)。在此基礎(chǔ)上,讓學(xué)生結(jié)合情境理解豎式計(jì)算每步的實(shí)際意義,夯實(shí)程序表征。
圖2“除數(shù)是兩位數(shù)的除法\"計(jì)數(shù)單位等分的過程 任務(wù)三:列豎式計(jì)算
圖3程序表征錯(cuò)例(第一組)
此任務(wù)是對(duì)本課學(xué)習(xí)內(nèi)容的鞏固延伸。該任務(wù)主要以程序表征的形式呈現(xiàn)。學(xué)生需要通過規(guī)范的豎式計(jì)算程序,逐步計(jì)算出結(jié)果。借助這一任務(wù),教師能夠強(qiáng)化學(xué)生對(duì)“除數(shù)是兩位數(shù)的除法\"的理解和運(yùn)算能力,同時(shí)檢驗(yàn)其對(duì)單位化思想的運(yùn)用是否熟練。
這一學(xué)習(xí)路徑切人了原教材沒有安排的“等分除”,深化了“除數(shù)是兩位數(shù)的除法\"的運(yùn)算意義。同時(shí),改變了先學(xué)習(xí)“商是一位數(shù)\"再學(xué)習(xí)“商是兩位數(shù)\"的教材布局,直接探究“商是兩位數(shù)”,進(jìn)一步凸顯不同計(jì)數(shù)單位的等分,使學(xué)生扎實(shí)理解“大單位\"不夠分,需轉(zhuǎn)化為“小單位\"繼續(xù)分的方法,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)意義與運(yùn)算的一致性。
(二)指向以“每份數(shù)”為單位度量“總數(shù)”的“包含除模型\"學(xué)習(xí)路徑
教師B在乙班實(shí)施“包含除模型\"的學(xué)習(xí)路徑。該學(xué)習(xí)路徑以“每份數(shù)\"為單位去度量“總數(shù)\"(被除數(shù))里有這樣的“幾份”,突出“除法是連續(xù)減若干個(gè)相同數(shù)\"的本質(zhì),從而讓學(xué)生感悟算理與算法的一致性。具體實(shí)施過程包括以下三個(gè)任務(wù)。
任務(wù)一:有92本故事書,若每班分配30本,可以分給幾個(gè)班?
該任務(wù)有三種表征方式。程序表征為列豎式計(jì)算 92÷30=3…2 。直觀表征為用圖形表示分書的過程。抽象表征為\"92里有3個(gè)30,還余下2個(gè)”。
教師引導(dǎo)學(xué)生完成任務(wù)一,要求學(xué)生列出算式并嘗試解決。教師收集學(xué)生典型的正確表征方式,展現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在此基礎(chǔ)上,借助直觀表征中“每份30\"的圖式,幫助學(xué)生構(gòu)建以“每份數(shù)”為標(biāo)準(zhǔn)單位度量“總數(shù)”(被除數(shù))的經(jīng)驗(yàn)。不僅要讓學(xué)生知道92里面有這樣的3個(gè)30,而非30個(gè)30,糾正圖3所示的錯(cuò)例,還要讓他們明晰連續(xù)減去3個(gè)相同的數(shù)(每份30)突出了除法的本質(zhì),修正圖4虛線框內(nèi)\"9\"的含義。由此,對(duì)接程序表征和抽象表征,使學(xué)生理解運(yùn)算中算理與算法的一致性。
任務(wù)二:計(jì)算 920÷30 門
該任務(wù)有兩種表征方式。程序表征為列豎式 計(jì)算,抽象表征為“因?yàn)?2里面有3個(gè)30,所以920 里面有30個(gè) 30′′ 。
教師讓學(xué)生基于任務(wù)一的經(jīng)驗(yàn),繼續(xù)嘗試完成任務(wù)二,并交流分享抽象表征方式,即由“92里面有3個(gè)30\"類推出“920里面就有30個(gè)30”。同時(shí)對(duì)接程序表征,使學(xué)生明晰商3應(yīng)該寫在十位上。由此,再次強(qiáng)化以“每份30\"為單位去度量“總數(shù)\"920的過程。
任務(wù)三:完成豎式計(jì)算 84÷20.364÷70.642÷ 30,并拓展思考如何通過改動(dòng)算式 84÷20 來編制新題目,包括改變被除數(shù)個(gè)位數(shù)字或百位數(shù)字兩種方式。
這一學(xué)習(xí)路徑將原教材中被除數(shù)無(wú)關(guān)聯(lián)的兩道例題 92÷30 ”和“ 178÷30? ,改變?yōu)楸怀龜?shù)緊密關(guān)聯(lián)的 92÷30 ”和‘ 920÷30… 。這不僅連續(xù)強(qiáng)化了“包含除”以“每份數(shù)”作為標(biāo)準(zhǔn)單位度量“總數(shù)\"的過程,還發(fā)展了學(xué)生的運(yùn)算推理能力。學(xué)生通過將“92個(gè)一\"和\"92個(gè)十\"都\" ÷30 ”,得到“3個(gè)一\"與“3個(gè)十”,從而自然對(duì)接\"計(jì)數(shù)單位等分\"的思想,以此實(shí)現(xiàn)運(yùn)算的一致性,并提前切入“商是兩位數(shù)的除法\"的學(xué)習(xí)。
(三)指向計(jì)數(shù)單位等分與每份數(shù)單位度量融合的“等分、包含并行模型”學(xué)習(xí)路徑
教師C在丙班實(shí)施“等分、包含并行模型\"的學(xué)習(xí)路徑。由于“等分除\"和“包含除\"都可以看作把一個(gè)整體數(shù)量分成若干相同部分的過程,因此兩者并行同樣可以成為除法運(yùn)算的一條學(xué)習(xí)路徑。
任務(wù)一:有92本數(shù)學(xué)簿,每班分配30本,可以分給幾個(gè)班?
該任務(wù)有三種表征方式。程序表征為 92÷30 的豎式計(jì)算,直觀表征為圖式,抽象表征為“92里面有幾個(gè)30”以及 30×3+2=92 。
教學(xué)開始前,教師對(duì)學(xué)生展開前測(cè),要求學(xué)生完成任務(wù)一,用多種方法表示結(jié)果。教師利用前測(cè)中的正確表征方式,圍繞“這些方法你看得懂嗎?”“為什么商寫在個(gè)位上?”等問題,引導(dǎo)學(xué)生展開討論,從而聚焦以“每份30\"為單位度量“總數(shù)\"92的過程。
任務(wù)二:168本數(shù)學(xué)簿,平均分給12個(gè)班,每班分到幾本?
該任務(wù)有兩種表征方式。程序表征為 168÷12 的豎式計(jì)算,直觀表征為圖式。
通過對(duì)任務(wù)一“包含除\"的學(xué)習(xí)討論,學(xué)生已初步習(xí)得了“除數(shù)是兩位數(shù)的除法\"的算理算法。在此基礎(chǔ)上,教師切入“等分除\"的教學(xué),結(jié)合學(xué)生對(duì)任務(wù)二的正確表征,引導(dǎo)學(xué)生借助計(jì)數(shù)器理解“計(jì)數(shù)單位等分\"的過程(如圖5),使學(xué)生再次直觀體會(huì)計(jì)數(shù)單位\"百\"\"十\"\"一\"的轉(zhuǎn)化,理解細(xì)分個(gè)數(shù),實(shí)現(xiàn)數(shù)意義與運(yùn)算的對(duì)接。
任務(wù)三:完成豎式計(jì)算 273÷30.703÷80.612÷ 20,312÷60 ,以及豎式填空 780÷?0=?? 、□ 80÷ 4?=? ○
這一學(xué)習(xí)路徑既涵蓋教材中“包含除\"的素材,又將“包含除”情境改變?yōu)椤暗确殖保埂鞍迸c“等分除”兩者并行,讓學(xué)生同時(shí)體會(huì)將每份數(shù)作為度量單位與計(jì)數(shù)單位等分兩種解決問題的思想策略,以單位化思想凸顯運(yùn)算的一致性。
三、除數(shù)是兩位數(shù)的除法”的實(shí)踐反思
三位教師分別使用上述三種學(xué)習(xí)路徑進(jìn)行教學(xué)之后,又在同日下午同時(shí)對(duì)所教班級(jí)的學(xué)生進(jìn)行了后測(cè)。具體后測(cè)題如下。
1.口算 280÷40 可以這樣思考。
(1)想乘法做除法 (2)想表內(nèi)除法 ( ×40=280 28÷4= (204 280÷40= 280÷40=
2.算一算,填一填。
(1)20)163(2) ① 被除數(shù)前兩位不夠除,要看前位,商寫在位。② 括號(hào)里最大填幾。
3.有264個(gè)面包,每12個(gè)裝一盒,可以裝幾盒?右邊豎式虛線方框里的數(shù)表示的意思是。
A.先裝了24個(gè)B.先裝了240個(gè)C.先裝了240盒
4.豎式計(jì)算。
(1)40)94(2)80)235(3)31)135
表1為甲、乙、丙三個(gè)班級(jí)的后測(cè)數(shù)據(jù)。表中數(shù)據(jù)表明,本內(nèi)容的三種學(xué)習(xí)路徑都較好地實(shí)現(xiàn)了算理算法的一致性。從算理來著,學(xué)生在“想乘法做除法\"和“想表內(nèi)除法\"這兩種理解的表現(xiàn)上幾乎沒有多大差異。從算法來看,對(duì)于第4題中的三道豎式計(jì)算,學(xué)生的正確率均達(dá) 80% 及以上;而對(duì)于商的書寫位置及“括號(hào)里最大填幾”,學(xué)生的正確率也達(dá)到了 90% 及以上。同時(shí),這三種學(xué)習(xí)路徑也存在有待改進(jìn)之處。學(xué)生對(duì)“被除數(shù)前兩位不夠除,要看前位”這一算法的感悟不夠深刻,且20)163計(jì)算出錯(cuò)的原因幾乎都集中于沒有正確表示“商乘除數(shù)\"的積。而在對(duì)算理實(shí)際意義的理解上,甲班與其他兩個(gè)班級(jí)的差距較大,甚至超過了10個(gè)百分點(diǎn)。
基于以上分析,這三種學(xué)習(xí)路徑給教師的除法運(yùn)算教學(xué)帶來如下啟示。首先,借助小棒、計(jì)數(shù)器等直觀表征方式,從“包含除”“等分除\"兩種意義凸顯單位化思想,全面理解除法意義,有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)除法運(yùn)算一致性的理解。其次,結(jié)合具體情境,適當(dāng)強(qiáng)化運(yùn)算的實(shí)際意義,有助于學(xué)生把握計(jì)算的算理。最后,利用商的變化規(guī)律,可以有效勾連與小數(shù)除法、分?jǐn)?shù)除法等知識(shí)的內(nèi)在一致性,培養(yǎng)學(xué)生的推理能力。
總之,以單位化思想統(tǒng)領(lǐng)除法運(yùn)算的教學(xué),對(duì)于實(shí)現(xiàn)除法意義的理解以及運(yùn)算教學(xué)的一致性具有重要的意義和作用。在后續(xù)小數(shù)除法、分?jǐn)?shù)除法的運(yùn)算教學(xué)中,教師可繼續(xù)沿用單位化思想,探索實(shí)現(xiàn)除法運(yùn)算一致性的學(xué)習(xí)路徑。
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(浙江省杭州市富陽(yáng)區(qū)教育發(fā)展研究中心)