以理驱法,体会运算一致性
2023-02-16侯燕妍
侯燕妍
【摘 要】小数除法是小学阶段除法教学的一个重要部分。教师通过梳理教材寻找支点、分析学情找准切入点。在梳理教材、分析学情的基础上,围绕“口算引入,感受认知冲突;多元表征,體会算理理解;迁移推理,感受运算本质;对比梳理,凸显算理一致”展开教学实践,促进学生感悟数学本质,体会运算的一致性。
【关键词】小数除法;算理教学;运算一致性
小学阶段关于“除法运算”的学习,是从整数除法到小数除法,再到分数除法。如此分学段、独立成单元的螺旋式教材编排方式,容易在学生心中种下这样的种子:除法有三种类型,分别是整数除法、小数除法以及分数除法,它们各有各的算理和算法。然而,《义务教育数学课程标准(2022年版)》十分强调运算教学的整体性与一致性,指出“数的运算重点在于理解算理、掌握算法,数与运算之间有密切的关联”“感悟数的运算以及运算之间的关系,体会数的运算本质上的一致性,形成运算能力和推理意识”。因为,教学小数除法时,教师应做到联系整数除法,并为分数除法打下基础,让学生体会运算的一致性。
一、梳理教材寻找支点
“小数除法”单元教材原有编排分类细致,例题繁多。以人教版教材为例,主要内容有:除数是整数的小数除法、一个数除以小数、商的近似数、循环小数、用计算器探索规律、解决问题。其中除数是整数的小数除法、一个数除以小数就安排了五个例题。这样安排难免会让学生感到“小数除法”的类型很多,难度很大。教师通过对教材进行梳理后发现,小数除法计算方法的学习可分两个步骤完成:“除数是整数的小数除法”和“除数是小数的小数除法”。前者是后者的基础,利用商不变的性质,后者可以看作是前者的变式。同时,前者的算理和整数除法是一致的,就是将计数单位不断细分。
因此,厘清小数除法的算理,是贯通整数除法和小数除法的支点,也是本单元教学的关键。统观整个“小数除法”单元,可将这个单元进行整合(如图1)。
其中“小数除法算理教学”和“商在生活中的取舍(解决问题)”为本单元两个关键课时。可将小数除法的算理放在除法算理的大概念中进行架构,用算理贯穿算法。通过这样整合设计,可以使教材中教学内容的知识结构更简洁,思路更清晰,脉络更整体,更能使学生感悟小数除法与整数除法的一致性。
二、分析学情找准切入点
(一)去繁存简,算式导入
人教版教材以“跑步的情境”引入,用千米和米之间的单位换算作为素材,让学生理解商的含义,但并未结合情境渗透竖式的算理,导致千米和米之间的进率无法为理解算理提供支撑。那么,怎样的导入更为合理呢?基于这样的思考,笔者设计了两份不同的前测问卷,前测1结合学生熟悉的买东西情境(如图2);前测2直接利用小数除以整数的算式。
小明用22.4元买了4支笔,每支笔要多少钱?
算式:
算出右边算式的商:22.4÷4=( )
对两个水平相当的班级进行了前测。两份前测的正确率分别为 100%和 95.6%,差异不大,这说明绝大多数学生已能正确计算22.4÷4。参考在前测1中学生写出的思考或理由,发现借助“元、角、分的单位转化”的学生仅占了8.9%。由此可见,多数学生已经能将现实问题抽象到数学层面进行思考,他们已经具备脱离具体情境进行运算、理解算理的能力。
因此教学时,教师不需要再创设生硬的情境引出算式,可直接从整数除法算式引入,让学生从数的意义、计数单位、数的运算等角度探索、理解算理。
(二)透析起点,构想策略
为全面了解学生的学习基础,明确他们目前对算理的理解程度,以及可能存在的困难,笔者用算式“16÷5”另做前测3,前测对象另选一个水平相当的班级。书面测试后,笔者对部分学生进行访谈。测试和访谈结束后,笔者对测试中能得到正确答案的情况进行水平分级,具体情况如表1所示。
前测3的正确率为77.8%。通过分析,用口算、想乘做除这两种计算方法并不能帮助学生理解算理,因此教学时,要摒弃算法多样化,直接引导学生用竖式计算16÷5,让他们在竖式中理解算理。另外,在对学生的访谈中发现,多数学生对算理理解存在一定的困难,因此在教学中不能像前测一样,直接让学生独立表示整个思考过程,应注意给学生以一定的帮助,使他们能“跳一跳摘到桃子”。
三、教学实践过程
(一)口算引入,感受认知冲突
前测3中有 22.2%的学生不能算出 16÷5 的商(小数),这些学生受二年级时学习整数除法的影响,将商用带有余数的形式表示。基于此,笔者在教学时从口答的整数除法入手,让学生直面数学思考的对象,初步感受整数除法的商除了整数,也可以是小数。
【教学片段1】
口算16÷5,9÷4。
生:3……1 和 2……1。
质疑1:有余数除法已经学习过了,今天还是探究到这里吗?
质疑2:还有同学算出这个算式的得数是小数,到底对不对呢?
(设计意图:由整数除法引入,通过对余下的“1”的质疑,启发学生思考是否可以将余下的1继续细分,让学生主动联系原有知识,建立新的认知结构,彰显了学习小数除法的必要性。)
(二)多元表征,体会算理理解
学生主要的困惑点是不知道余数 1 怎么处理,在计算1÷5 的时候不知道得到的商是0.2,还是0.02。通过多元表征,学生理解其中算理,突破困惑点。
【教学片段2】
学生用竖式计算出商后,教师质疑。
师:竖式中,之前的余数都是1,怎么都变成了10?这个10表示什么意思,商的 2,又是什么意思?能把你的想法表示出来吗?
让学生展示作品并介绍想法(如图4)。
对学生画圆表示的作品,教师质疑:他画的圆为什么大小不同?
……
师:原来和其他的同学一样,他们都是把1看成了(10個0.1),那2呢?
生:10个0.1除以2,结果是2个0.1。所以,3后面点上小数点,2写在十分位上,表示的是2个 0.1。
(设计意图:教学时借助竖式,聚焦需探究的核心问题:1变成了10,10是什么意思,商中的2又是什么意思?引导学生调用已有知识与解决问题的经验,将小数除法转化为已学的知识进行解答。学生用自己喜欢的表达方式表示对算理的理解,进行多元表征,直观地理解小数除法是将一个计数单位转化成较小的计数单位计算,是不断细分的过程。)
(三)迁移推理,感受运算本质
在小数除法算理教学中,教师不能只关注到把几个一转化成几十个十分之一,要进一步贯通所有的小数除法算理。
【教学片段3】
(1)通过迁移,理解9÷4=2.25竖式的算理。
师:这里的10和20又表示什么?
……
师:原来0.1这个计数单位不够分了,变成一个新的计数单位继续分。
(2)通过推理,感受运算的一致性。
师:如果还余几个0.01,怎么办?
生:添0,变成几十个0.001。
师:还有余呢?……你有什么感受?
生:越除越小了。
生:计数单位越来越小了。
生:一个计数单位不够分了,就变成几十个更小的计数单位继续分。
生:小数除法和整数除法是一样的,就是不断的在分,原来是几个十变成几十个一,先在是几个一变成几十个0.1,一次一次不断分。
(设计意图:笔者基于直观形象的小数除法竖式,结合数学推理,使学生体会到小数除法的算理就是就计数单位不断细分。学生在小数的意义学习时已经积累了细分计数单位的经验,小数除法的计算过程真正体现了“数的意义”与“数的运算”之间的关联,即“数的意义”是“数的运算”的基础,“数的运算”是对“数的意义”的再应用。学生体会数的表示与运算方法的一致性,再联系整数除法,体会到除法的算理都是一致的,即不断细分计数单位。)
(四)对比梳理,凸显算理一致
除数是小数的除法,其算理就是利用商不变的性质将其转化成除数是整数的除法,因此教学的关键是让学生理解转化的原理。如果学生理解了算理,那么计算小数除法时,小数点位置的确定,就不再是难题了。
【教学片段4】
(1)一次对比,理解商不变的性质在竖式中的应用,感悟小数除法算理。
师:1.6÷0.5和16÷5的商怎么是一样的?
……
生:根据商不变的性质,被除数和除数同时乘10,商不变。
师生小结:除数是小数的除法,只要把它转化成整数除法就可以了。
(2)二次对比,体会商不变性质的应用方法,理解除法算理的一致性。
教师展示学生的各种作品,组织学生进行辨析(如图5)。
师:怎么想到把9÷0.4,看成90÷4去算呢?
生:9÷0.4没有学过,利用商不变的性质,把除数0.4转化成4,就可以做了。
(3)总结概况,归纳小数除法与整数除法的一致性。
师:你对小数除法有什么感受?
生:小数除法其实和整数除法一样,如果遇到除数是小数,只要转化成除数是整数,就变成整数除法了。
(设计意图:教师组织学生在不断对比、辨析、归纳中,沟通知识间的联系,初步感知整数除法、小数除法的意义、算法、算理的一致性。教师利用学生的学习资源,捕捉学生的错误资源,对出现的典型错例进行集中分析,让学生在辨析中,明算理,清算法。在学生理解算理后,教师梳理、提炼小数除法的计算方法,看似归纳计算方法,实则是帮助学生沟通整数除法和小数除法,聚焦转化,让学生体会除法运算的一致性。)
以上整个内容用算理贯穿始终,力求在渗透运算一致性的基础上,让学生理解并掌握小数除法的算理,后续在加强小数除法计算练习的基础上,进行生活中的应用。笔者通过整合小数除法单元,进行系统化建构,使学生形成完整的知识体系。整合的过程有利于学生在变中找不变,感悟数学的本质,从而体会运算的一致性。