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以理驱法,基于小数除法体会运算一致性

2023-08-25侯玉莲

小学教学参考(数学) 2023年6期

侯玉莲

[摘 要]在小数除法学习中体会运算一致性不可或缺。教学可以分三步走:一是基于整体思想梳理教材,为解决问题奠定基础;二是通过前测数据,准确把握学生的学情,为教学提供依据;三是创新课堂教学,通过口算引入、多元表征、迁移推理、对比梳理等方式,使学生学以致用,发现数学运算的本质与一致性,提高学习力、迁移力与数学素养。

[关键词]小数除法;以理驱法;运算一致性

[中图分类号] G623.5[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068(2023)17-0053-04

所谓运算一致性,就是算理和算法相互贯通。从本质上说,运算一致性不是指向知识,而是指向方法与思想;不是碎片化,而是对数学知识体系的整体构建与结构化合拢。就小学除法而言,学生可能会误认为整数、小数、分数除法的算理和算法不一样。实际上,通过整体梳理可以找出三者之间的联系点与一致性,做到前后勾连、环环相扣、整体理解。

《义务教育数学课程标准(2022 年版)》明确指出运算教学应体现数学的整体性与一致性。过去,“数的认识”与“数的运算”是两个主题,现在已经整合为“数与运算”一个主题。这样的调整为我们提供了新的课改风向标。教师应该认识到并正视运算一致性的重要性,秉持一种“用一根线串起珠子”的教学观与方法观,以结构重建的方式进行关联性开发,将零散的知识内容串起来,这样才能为学生学习力的提升提供建设性思路。

一、梳理教材寻找支点

当下的数学教学中,“唯教材是从”的现象仍然存在。基于教材推进教学的优势是能够抓住重难点完成教学任务。但弊端也是显而易见的,即缺乏整体,知识与知识、单元与单元之间不能关联在一起。教师不一定要“唯教材是从”。由此,基于学理与算理层面梳理教材、寻找支点成为关键。这里的“支点”,在作用上指向“桥梁”作用,能够贯通前后知识点;在方法上指向举一反三,做到由零散呈现过渡到本质勾连。

人教版教材的“小数除法”单元安排了五道例题,兼顾了小数除法的不同类型。其中“除数是整数的小数除法”比较简单,只需注意小数点的位置;“一个数除以小数”注重商不变的性质;“商的近似数”注重“四舍五入”;“循环小数”注重循环节;“用计算器探索规律与解决问题”重在实践、应用与印证。尽管这样的编排分类细致,由易到难,但给学生留下了“难度很大”的印象。教师不妨整体把握,将单元分为两个课时:“除数是整数的小数除法”和“除数是小数的小数除法”。这两个课时相互融合(前者是后者的基础及应用,后者可以看作是前者的变式),算理相同(将计数单位不断细分),完全可以通过转化思想展现运算的一致性,达到构建“知识树”的目的。厘清小数除法的算理是贯通整数除法和小数除法的支点。教师应该基于单元教学框架,从整体上对教学内容进行优化重组(如图1)。

将五道例题的教学分为两个关键课时,一方面在于整体建构知识,另一方面在于解决问题。从整数除法到小数除法,再到后期的分数除法,有超越单个范畴、可综合运用的大概念,可以通过总体的算理贯穿各自的算法,不是简单意义上的增减,而是知识结构上的简化。其中,感悟小数除法与整数除法的一致性不可或缺。

二、分析学情找准切入点

1.化繁为简,算式导入

对教材的结构性整合,首先从知识的导入开始。在“小数除法”中,人教版教材编排了跑步的情境为导入环节,但缺乏支撑性的算理情境——千米和米之间的单位换算情境。笔者经过思考,决定先设计两道前测题,对学生的小数除法计算能力进行测试并分析。

前测1:小吴用22.4元买了4支笔,每支笔的价格是多少?请写出计算过程并说出理由。

前测2:22.4÷4=(),将商填在括号中并说出理由。

经过统计与分析,笔者发现平均正确率超过了97%,这意味着绝大多数学生计算“22.4÷4”已不存在问题,通过情境提供思考的框架其实意义不大。笔者进一步调研发现,借助“元、角、分”进行单位转化的学生少之又少。这说明学生已经有了由抽象到形象的运算能力,情境的作用较弱。因此,通过生硬的情境引入新知识的方式应该舍弃,直接从运算的一致性导入新课反而是有效的方式。

2.分析起点,构想策略

为透彻了解学生的学习起点,了解学生的前知识结构,考查学生对除法算理的掌握情况,知晓学生遇到的困难,笔者以算式“16÷5”为切入点进行测试。通过学生的解题过程,分析学生对除法知识的掌握情况,具体内容见表1。

尽管这次测试的正确率为77.8%,但一部分学生是口算或凭借数感得到正确答案的,并未真正理解运算的一致性,未从整体思想出发进行知识迁移与内化。鉴于此,教师应舍弃算法多样化,重组教学材料,重构教学框架,注重算法、算理的一致性,铺设一条前后衔接的整体教学之路,实现教学效益的最大化。

三、教学实践过程

1.口算引入,引发认知冲突

既然有一部分学生不理解算理,那么针对“16÷5”的商究竟是用带有余数的形式表示,还是用小数表示?教师应从整数除法入手,逐步过渡到小数除法,进行知识脉络的续接。由此,整数、小数的相关知识勾连在一起,为教学运算一致性埋下伏笔。

比如,口算“16÷5”“9÷4”,学生很容易地得出結论为16÷5=3……1,9÷4=2……1。针对余数,教师不妨质疑:“有余数的除法是旧知识,有别的答案吗?个别同学的答案中有小数,是否正确?”这些计算题看似简单,实则是整数除法到小数除法的过渡。其中,对余数的质疑比较关键,能促使学生产生究竟要不要继续细分“1”的念头。这样的思考指向溯源性思考,使得新旧知识之间有了联系,便于学生建立新的认知结构,这正是运算一致性的体现。

2.多元表征,体会算理原理

细致分析学生在计算“16÷5”时出错的原因,是因为不知道怎么处理余数“1”,即学生缺乏对运算一致性的整体把握与理解。教师不妨引领学生认真观察竖式特征,通过多元表征,完成前后知识的勾连。

让学生先呈现用竖式计算的过程,再把想法画出来。

图2是一个学生写的计算过程。

教师提出问题:“你为什么这么写呢?”这个学生因为已经理解了其中的算理,所以脱口而出:“我把余下的1看成了10个0.1。”教师在肯定的同时进一步追问:“那么,2呢?”这个学生稍作思考后说出过程及理由:“既然10个0.1除以5的结果是2个0.1,那么3后面点上小数点就是必然的,而2写在十分位上也是必然的,因为这里表示的是2个0.1。”

上述过程彰显着新旧知识的联结,彰显着运算一致性的贯通,引发了学生的层层思考,调动了学生的已有经验,进行多元表征。从表面上看,是一位数变成两位数,实际上,计数单位更小,这正是小数的意义。这种不断细分的过程,无疑是计算整数、小数乃至分数除法时都要经历的过程。

3.迁移推理,感受运算本质

在小数除法算理教学中,教师不能只关注把几个一转化成几十个十分之一,还要秉持举一反三与迁移推理的原则,引领学生不断细分,从一次到多次,贯通所有的小数除法算理,真正达到“一通百通”的效果。

例如,在计算“9÷4”时,学生的竖式中出现了1与2,教师不失时机地追问这两个数表示的意义,学生通过讨论意识到,既然1这个计数单位不够分了,那么就必须继续细分,从而产生一个新的计数单位——0.1。照此推理,余几个0.01,可以继续添0,变成几个0.001,不断细分,直到解决问题为止。这不就是整数除法的规律吗?由此,学生发现了两者之间的联通点。

从直观形象的小数除法竖式入手,学生不难理解细分的意义和作用,当然也认识到“数的意义”与“数的运算”之间的关联,前者为后者的基础,后者是对前者的再应用与佐证。同时,学生也理解数的表示与运算方法的一致性,整数除法与小数除法在算理上的一致性。这样的迁移推理不应小觑,应视作运算教学中的一个重点而大力应用。

4.对比梳理,凸显算理一致

从上述计算中,学生已经理解:无论是整数除法还是小数除法,“被除数和除数同时乘或除以相同的数(0除外),商不变”的原理是通用的。那么,学生在计算时完全可以将新知转化为旧知。当然,前提是让学生理解转化的原理。学生一旦理解了算理,确定小数点的位置就变得容易了。笔者的做法是通过两次对比进行梳理。

第一次对比,让学生计算并观察“1.6÷0.5”和“16÷5”的商,学生想:两个算式的商是一样的,是因为整数除法中商不变的性质在小数除法中也是适用的。

第二次对比,展示学生完成的几组除法竖式(包括错解,如图3),通过对比、归纳、汇报、交流,体会运算一致性。

从对比中,学生发现把“9÷0.4”看成“90÷4”,实际上就是利用了商不变的性质。而“商不变”的关键在于除数与被除数必须要同时变化,如果只有其中一个数变化,就会出现错位,过渡到小数,就会出现小数点位置点错的问题。可见,理解了整数除法的意义、算法、算理,转化思想的渗透就自然而然达成了,循着转化这一路径,明算理,清算法,学生辨析错解变得容易,得出正确答案也变得容易。

以上环节用算理贯穿始终,在变中找不变,在“运算一致性”中“多走了几个来回”,使学生形成科学严谨的思维,增强推理意识。可见,整合小数除法单元,梳理知识脉络,归纳知识体系,总结运算一致性,对学生学习数学很有好处。教师应该进行系统化建构,将单薄断层变为丰厚连续,为培养学生的数学素养提供支撑力,同时应通过整体的起承转合,引导学生学以致用,发现数学运算的本质与一致性。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王玉彬,姚颖.探索运算本质   构建运算聯系:数的运算“一致性”的探索实践与研究[J].小学数学教育,2022(9):26-27.

[2] 侯燕妍.以理驱法,体会运算一致性:小数除法算理教学思考与实践[J].教学月刊小学版(数学),2023(Z1):60-63.

[3] 冯玉新.注重“一致”整体施教   贯通“理法”促进学习:以“一个数除以分数”为例[J].福建教育,2023(1):55-57.

(责编 黄 露)