落实“四基”,要把数学思想方法适当地说出来
2015-09-10张奠宙
张奠宙
小学数学里的“小数的意义”的教学内容,所承载的数学思想方法在于扩充自然数,使得可以用“数”来表示小于“单位1”的量。因此,我们不能满足于会认、会读、会写小数,而要回答一些更为本源的问题,例如:为什么要学习小数?小数与分数的区别在哪里?小数和自然数是什么关系?尽量把构建“小数”背后的数学思想方法用孩子们易懂的方式表示出来。
一、不能满足于直接指认式
北师大版用直接指认的方式认识小数。 “小数的意义(一)”首先用人民币的元、角、分来引进小数(见图1)。开宗明义的三句话就是直接指认:
“ 1.11元是1元1角1分。”
“1角是1元的,也可以写成0.1元。”
“1分是1元的,也可以写成0.01元。”
这一段教材反复地让学生知道,“以10 或100、1000为分母的分数表示的量,也可以改写成用“ 0.1,0.01,0.23,0.059”那样形式的数来表示它。 随后,又将抽象的数1作10等分,再次说,“也可以”写成0.1;“也可以”写成0.01。 接着的练习,要求学生模仿,“也可以”写成0.064。用图形表示的分数,“也可以”写成2.13和1.04。教材的内容全在分数的改写上。 至于为什么要学习小数,凭什么将分数“也可以写成”小数,没有任何解说。无目的地写来写去,灌输的味道未免太重了。
到了“小数的意义(二)”(见图2),通过量黑板、称鸵鸟蛋,将测量得来的量,按照度量衡的制度将换算时的分数写成小数。例如,用米尺量黑板时,1米之外多出的36厘米,写成0.36米;12克重鹌鹑蛋写成0.012千克。总之,还是将换算得到的分数改写成小数。
到了“小数的意义(三)”(见图3),忽然在计数器上打出22.222,直接问每个2分别表示多少,据此认识小数点、十分位、百分位,、千分位等等。认知跨度相当大。然而,小数在计数器上位于何处?本身是一个需要探究思考的问题,现在直接在计数器上拨出22.222,一一指认各个数位上的2是什么意思,又是一通灌输。
总之,整段教材,从指认开始,强调“也可以”把分数写成小数,在练习中依样模仿,重在能认得小数,会进行单位换算,会改写成小数,然后直接给出数位表。至于这些内容背后所承载的数学思想方法,特别是小数乃是自然数位置计数的扩展与延伸,几乎没有触及。这与“四基”教学的要求相去甚远。
图3
二、做好铺垫工作,揭示小数意义的本质
人教版教材四下中的“小数的意义”的教学内容(见图4),从度量讲台桌的高及课桌面的长入手,发现量出1米之后,还分别多出1分米和2分米。于是,提出问题:如果“用米作单位,不够1米怎么办?” 问题是提出来了,但是没有展开。教材接着也是把米、米、米改写为0.1米、0.01米、0.001米。
尽管学生只认识了0.1、0.01、 0.001三个小数,教材紧接着就提出小数的记数单位是十分之一、百分之一、千分之一……分别写作0.1、0.01、0.001……每相邻两个计数单位之间的进率是10。最后,给出数位顺序表(见图5)。这样做,没有任何铺垫,同样没有说明数学思想方法。
《数学课程标准(2011年版)》 关于小学数学中“小数的意义”的内容,只有一句话:“结合具体情境,理解分数和小数的意义。”不过,理解是要求很高的行为动词。那么,对于“小数的意义”而言,要理解哪几点呢?笔者认为可以有以下几个方面。
1.引进小数是为了表示小于“单位1”的量。
2.除0之外,自然数中最小的是1,所以自然数不能表示小于1的量。
3.一个数的小数部分是小于1的数。(在《初等数论》中可以找到有关一个小数的“整数部分”和“小数部分”概念的表述)
4.小数是分母为10,100,1000……的一类特殊分数。(注:在刚刚接触小数的时候,小数就是指有限小数。本文所指的小数,都是指有限小数)
5. 一个小数可以记为整数部分和小数部分,小数中的小圆点叫小数点。
6. 小数使用十进制位值原则记数法,满十进一,但分数不是。
三、一个具体的设计方案
第一段 小数的意义
(一)开首语
华罗庚: 大哉,数学之为用,宇宙之大,粒子之微……数学无处不在。
(二)自然数和小数
宇宙很大,我们可以用自然数描写很远的地方,一米,十米,百米,万米,亿米……万亿米……
粒子很小,用自然数不能描写。因为自然数里最小的数就是1(0 除外)。因此我们需要引进比1还要小的数,才能描写很小的粒子。
(旁白:比1还小的数有没有?有啊,分数!、都比1小)
(现在,让我们特别注意一类分数:,,,,……,……)(旁白:10亿分之一,多么小啊!)
具有这样分母的一类特殊分数,我们称之为小数。
(三)小数采用新的记法
例如:
= 0.1 ; = 0.3;
= 0.01, = 0.06; = 0.34;
= 0.001, = 0.007; = 0.087;
= 0.543;
……
这样记法,我们注意到:有小数点。
小数点后面一位处的1,表示。
小数点后面两位处的1,表示。
0.2 就是两个0.1。
10个0.1就是1。
(旁白:这样记法的好处是和自然数很相似,都是一串数字,不同位置上的数字意义不同,也是满十进一)
第二段 测量与小数
(一) 测量问题:书桌面有多长
(旁白:以1米为单位。量得准确些)
甲:1米多。量了1米,还剩下一段。
乙:我量出剩下的一段有2分米还多一点。
丙:我仔细量,结果是2分米之外,还多出6厘米。
(二) 书桌面长度的三种表述方法
1.书桌面长度是1米加2分米,再加6厘米。
2.利用分数和长度单位可以表示出来:(1+ + )米。
3.利用小数和长度单位表示出来:1.26米。
(旁白:好简单啊!)
(三)在计数器上表示小数
1.在计数器上看1.26,见图6。
图6
因为以1米为单位,书桌面长是1米多,所以个位数是1(在计数器的个位上拨1粒珠)。
2.剩下的2分米,可以在计数器的哪一位置上表示?大家思考一下,和同伴交流。
(旁白:比1小的数,这里可以在个位的右边一格,拨2粒珠表示(中间用小数点隔开)。
3.还有剩余的6厘米,可在个位右边的第二格,拨6粒珠表示。
小数写法有小数点,小数点右边的2,它的位置在十分位上,2表示。同样,6 写在百分位的位置上,表示。
(这时,可用22.222的各个不同位置上的2来加深对小数的理解。22是它的整数部分,0.222是它的小数部分)
第三段 数位顺序表
有了以上的铺垫,数位顺序、计数单位、进率及满十进一就自然地得出来了。这里只要加一句总结的话(这是有关数学美的教育):数位顺序表,显示了自然数和小数的完美统一。
以上的处理建议,着重说明了小数和自然数的关系。小数可以用来表示微小的量。分数和小数的发生,都是由于在测量过程中出现了比单位1更小的量。真分数和一个数的小数部分都是小于1的数。有限小数是一些特殊的分数,不是分数的全部。一般地说,分数的表示方式,关注整体和部分的关系,简单明确。但是小数的表示方式采用“满十进一”的十进位制,可以和自然数的表述方式相匹配。这是小数的显著优点,也是要将分数改写为小数的缘由。
这些有关小数的本质,小学数学中蕴含的数学思想方法,在《教师教学用书》里要深入论述。教材里则要尽量用小学生能够理解的浅显方式呈现出来。事实上,对小学生而言,数学思想方法并不是可以自己悟出来的。我们虽然不可大段地说教,但在关键地方必须点穿,用适切浅近的语言加以表述。总之,落实“四基”不能只是一句空话。
四、一些具体的建议
读过两份教材,有以下一些具体的建议。
1. 关于在数直线上表示小数。
人教版在练习中要求把0.4、1.6、2.3、3.85 标记在数直线上。北师大版只要求在刻度尺上标记小数。
在数直线上标记小数,能够体现数形结合,使小学生对“小数”有一个总体的、直观的认识。如前所说,数的小数部分是小于1的数,我们把0.1、 0.01、 0.001…在数直线上标出来,就可以看到它们所处的位置越来越接近 0点。另一方面,整数1、10、100…则是越来越大,位置越来越向右。进一步,学生会直观地留意到有了小数,数直线上就不只是一个个孤立的整点,而是密密麻麻地布满了数。
2. 北师大版教材,强调“小数”也是满十进一,非常必要。人教版则采用进率的说法。然而,满十进一,比“进率”这样的专用名词要好理解,更贴近小学生的认知水平。
3. 关于“也可以写成”的说法,值得商榷。
小数,并不是将分数改写而产生的,而是自然数的十进位值制记数规则的加以扩展的结果。0.1是对的一种新的表述方法。我们还要问,为什么要将分数写为0.1 呢?实际上,这是为了与自然数写法相匹配。我们不妨将0.1与1相比较。如果从1开始数10个数进位到10,即10个1就是1个10。那么,我们从0.1开始数10个数:0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1 也是进位到1。10个 0.1 就等于1,这样,小数就和自然数的写法一致起来了。
(华东师范大学数学系 200241)