反弹琵琶为哪般
2024-04-19郝高峰白翠霞郭荣
郝高峰 白翠霞 郭荣
[摘 要] 除法竖式从高位除起已成为一种标准化、程式化的操作,从高位除起是求简的人性使然,并非数学内在的逻辑要求。在教学中进行“从低位除起”的尝试和讨论,一定程度上有利于学生打破思维定式,理解除法竖式以及除法运算的本质,为培养学生的批判质疑精神创造契机。
[关键词] 除法竖式;双向可行;低位除起;教学价值
一、引言
批判质疑能力作为学生“核心素养”的重要表现之一,历来受到广大的教师重视。在实际教学时,因为问题的答案几近唯一、解决思路趋于固化以及应试教育功利性等原因,致使小学数学课堂教学常常表现出标准化、程式化的倾向。比如,在教学“笔算除法”时教师强调从高位除起,很少有学生思考为何如此。到四年级教学三位数除以两位数笔算时,学生对此已达成“共识”,教师不提学生不问,一切都显得理所当然。
随着人工智能时代的到来,教育教学理应更加凸显人的主体性和创造性,这一切应落实到课堂教学中。面对同一学习素材,教师要让学生进行多元解读、多角度思考,在对比中适时质疑,于反思中深度建构。即便面对看起来“理所当然”的事,教师也要引导学生时刻保持“三省(xǐng)”的态度。因此在学习了三位数除以两位数笔算后,笔者便“推波助澜”,让學生尝试从低位除起,开启了一次“反弹琵琶”的尝试。
二、可行性分析
1. 原理:竖式理应“双向可行”
知识之间存在“相对意义的联系”[1],即概念之间往往存在“是”与“非”相互依存的现象。比如“左”和“右”相伴,“增加”和“减少”共存,“变化”与“不变”相生等。对于加法、减法和乘法竖式而言,一般规定从低位算起,也应该可以从高位算起;对于除法竖式,通常是从高位算起,也应该可以从低位算起,这就是“双向可行”。比如加、减法,其计算的“原理性知识”是相同计数单位的数直接相加减,从低位算起还是从高位算起只是人为约定的“规则性知识”。乘法的本质是加法,除法的本质是减法,因此,乘法、除法也必然“双向可行”。
纵观竖式的演变史,人们可以找到加法、减法和乘法“双向可行”的证据(图1)。因为这些竖式倘若从高位算起,就可能面临二次处理“进(退)位数”的麻烦,从而增加计算负担,从低位算起则能有效规避这一问题。除法因其“余数”可能需要多次参与分配的实际,其竖式较为特殊,经过历史演变成为现在通用的“长除”竖式(本文不讨论其演变过程,仅以现行竖式规范为例),它也理应双向可行(图2)。从高位算起,可以让每次减去的数尽量多,让减的次数和余下的数尽量少,计算就会更加简便。因此,从高位算起是人性使然,并非数学内在的逻辑要求[2]。
2. 学情:教材为何“高位除起”
源于“求简”的人性,加法、减法和乘法竖式最终规范为从低位算起,除法竖式则从高位除起。在教学和生活中,不难发现有许多人不顾“规则”从高位开始计算加、减法,究其原因这符合人们从左往右的书写和观察习惯,这一习惯所带来的便利此时明显大于进退位所带来的不便。从这个角度讲,这是一种人性“求简”的习惯,除法竖式从高位除起的“规则”顺应了这一习惯。
现行教材在面对竖式教学时,都强调其规范性和程式化操作。以北师大版小学数学教材为例,整数除法的竖式教学安排在三个阶段完成:
(1)二年级下册基于“表内除法”初步规范竖式写法,“表内除法”的竖式毫无优越性可言,主要是为后续学习做好铺垫,探讨从左往右算或从右往左算的价值不大。
(2)三年级下册进一步学习“除数是一位数的除法(商是两位数或三位数)”竖式,此时计算本身难度不大,学生对竖式充满好奇,最适合对除法规则及数学内在逻辑进行探讨。教材严守规则,旨在强化规则。
(3)四年级上册学习“除数是两位数的除法”,这一阶段运算量增大,竖式的优越性尽显。因为前面两个阶段对竖式规范化的渗透,所以教学难点不是竖式本身,而是在“试商”和“调商”上。学生对规则本身的探究欲望已被绝对性压制,陷入机械执行阶段。自此,除法竖式从高位算起的规则在学生心中扎下了根。与此同时,学生对其规则的探究欲望也被深埋——但从未消失。
3. 价值:“低位除起”带来什么
竖式作为一种程式化、标准化的计算工具,在教学中极易落入“简单模仿”的窠臼。在教师眼中,竖式不应该被简单地当成一种工具,它应该是一项有独特价值的教育资源。如果做一次从“低位除起”的尝试,又会带来什么呢?
(1)创造了一次唤醒学生批判意识的契机
学生批判意识的培养如何在小学课堂上落地一直都是一个重要课题:一方面小学生正处于行为习惯的关键培养期,需要“规范”;另一方面他们又处在批判意识养成的萌芽期,需要“适度的空间”。在实际教学中,教师往往“顾此失彼”。比如除法竖式的教学,从学生第一次接触开始,为了避免其走弯路,教师一直强调规范格式,强调从“高位除起”的规则。如果“为什么除法一定要从高位算起”“除法可以从低位算起吗”的种子被激活,学生就有可能经历一次从除法竖式“只能从高位算起”到除法竖式理应“双向可行”,再到还是“从高位算起简单”的批判性学习过程。这样可以让学生积累批判思维的经验,在遇到问题时不仅要思考“是什么”“为什么”,还要思考“一定是这样吗”“还可以怎么样”等,时刻葆有质疑的热情。
(2)开拓了一片探求数学内在逻辑的空间
数学学习不只是为了掌握方法,更重要的是探寻其背后的道理。除法竖式虽然表现为一种程式化操作,但是其背后所蕴含的数学的内在逻辑具有更大的育人价值。当学生尝试从“低位除起”时,一定程度上打破了原有的程式,倒逼学生反观除法竖式以及除法的本质:即不断从被除数中减去若干个除数,以减轻脑力计算的负担,把其中的关键步骤记录下来。至于是从高位算起还是从低位算起,需要几次“除尽”,这不是数学内在的逻辑要求。在与从“高位除起”的对比中,学生进一步体会到人们选择“高位除起”的必然性——“求简”的人性使然,甚至可以体会竖式“分层”的优越性,即“试商”“调商”的道理所在。为了让每次减去的数尽可能多,剩下的就尽可能少,从而使减的次数尽可能少。可以说,“低位除起”的尝试一石激起千层浪,开拓出一片学生适度探索数学内在逻辑关系的空间。
(3)重构了一个提升学生学习兴趣的场域
除法竖式“低位除起”的尝试让学生感受思维带来的快乐,打破了以往竖式教学中简单重复训练、近乎枯燥的僵局,释放并解答了隐藏在学生心中多年的“为什么一定要从高位除起”的疑惑,为学生重构了一个兴趣盎然的学习场域。学生在这个场域中深度感受竖式的本质,重新认识竖式的规则。这个场域一经建立,就会吸附学生学习过程中生成的同质或类同质场域,从而形成一个更大的“群”。这个群达到一定程度就会产生强大的“内卷”功能,促使学生长时间保持对学习的兴趣,感受学习带来的愉悦感和成就感。
综上,“低位除起”的思考,不是对除法竖式规则的打破和反叛,而是通过突围和变通,完成对竖式规则的完善和升级。“反弹琵琶”的实践不是哗众取宠,而是对数学理性思维的执着探寻。
三、教学尝试
基于以上思考,笔者在教学北师大版四年级上册“除法”单元时,对除法竖式能否从低位除起进行了教学尝试。
1.质疑激趣:“除法竖式”呈现“双向可行”
北师大版“除法”单元的“三位数除以两位数的笔算”分为“买玩具”“参观花圃”“秋游”等3个主题情境,分别对应“除数是整十数”“一次试商”“调商”3类笔算除法。“秋游”教学后,笔者出示“试一试”的竖式(图3),与学生交流了笔算除法的注意事项:“从高位除起”“除数是两位数,先看被除数的前两位”“试商”“调商”“检验”等,鼓励学生勇于质疑,于是有了下面的教学片段。
片段1
师:同学们再看看三位数除以两位数的竖式,回忆我们的学习过程,你们有什么问题在脑海中冒出来?
生1:我觉得有时候试商比较麻烦,特别是需要调商的时候。有没有更好的方法?
生2:竖式计算时要从高位除起,这是为什么呢?
生3:是呀!能不能从低位除起呢?(学生哗然)
师:同学们能对习以为常的“除法竖式”计算方式提出自己的质疑和反思,为你们点赞!“从低位除起”,多么奇妙的想法!我们来试试,愿意挑战从低位除起的同学组成一队,其余同学组成一队。(学生跃跃欲试)
鉴于学生被激起的探究欲望,教师出示题目“396÷3”小试牛刀,结果两队学生几乎同时完成(图4)。“哇,可以,可以!”赞叹之声在教室内此起彼伏。
教师请从低位除起的同学讲了算法之后随即提议:“有没有人还想试试从低位除起的?”此时几乎所有学生的积极性都被调动起来。
2.深度探究:“低位除起”经历“柳暗花明”
教师请学生从低位除起试算“秋游”的“试一试”,有的人开始面露难色,有的人算到一半时无从下手。面对着“山重水复疑无路”的困境,反而激发了学生深度探究的欲望。
片段2
師:我们发现很多同学算到一半,开始犹豫不决。谁能来讲讲自己遇到了什么困难?(一生上台,边讲边板演)
生1:624除以13,除数是两位数,我从后两位除起,用24除以13,商1余11。11不够除把6移下来,611除以13商40,所以在十位上写4,这时还余91(如图5)。然后用91除以13商7,可我犹豫7该写在哪里呢?
生2:应该写在个位上呀!
生1:我也知道,可个位上已经有1了嘛!
(生1有些为难,一些学生随声附和。)
生3:那就写在1的上面,那里也是个位!
(生1虽有些犹豫,但还是尝试在1上面写了7)(如图6)。
师:刚才大家的发言都非常有道理。生1在遇到困难时勇于思考、不放弃,终于在大家的帮助下把624分完了。那么624除以13到底等于多少呢?是41?还是7?
生(恍然大悟):是它们的和!(如图7)
师:通过刚才的交流,你们又有什么想法呢?
生4:我觉得从低位除起是可行的。这道题要求624里面有多少个13,我们可以先看13里面有1个13,再看520里面有40个13,最后算余下的91里面有7个13。用1+40+7就可以得到它的商是48了。
生5:我体会到除法竖式计算就是把被除数不断地平均分。以前觉得商只能写一行,其实写几行无所谓。我在同学的启发下,列了这样的竖式(如图8)。
生6:我认为从低位除起确实可以,但是好像从高位除起更简便些。
经过全班学生的共同努力,貌似无法进行的“低位除起”经历了“柳暗花明”的探究过程。学生通过不断尝试、相互启发、共同合作,再一次印证了除法竖式的“双向可行”。享受到探索之后成功的喜悦,学生的兴致被再一次激发,其数学素养在质疑探究中得到发展。教师趁机让学生相互出题从“低位除起”进行试算,对比“高位除起”的经验,进一步体会除法运算的本质。
3.交流提升:“低位除起”印证“高位除起”
学生经历了“396÷3”的竖式“双向可行”体验、“624÷13”竖式的“低位除起”探究以及学生相互出题对比体悟“低位除起”和“高位除起”的一致性和独特性之后,全班进行讨论交流。
师:同学们,结合这节课的研究经历,你们还有什么想和大家交流呢?
生1:我没有想到除法竖式还可以从低位除起,脑洞大开呀!以后碰到事情一定要从多个角度去想一想。
生2:虽然可以从低位开始除,但是我发现有些题目从两边除难度差不多,大部分题目从高位除起要简便很多!
师:看来,你有深刻的体验。那么大家有没有想过,为什么对于大多数题目而言从高位除起会简便一些呢?
生3:我从低位除起的时候经常会碰到商不知道往哪里写的现象,而且有时候眼看着都算到高位了,又出现返回到低位的现象。这样来回反复,比较麻烦。
生4:没错!我也有同感。我觉得从高位除起的时候,每次分掉得比较多,这样剩下的就比较少,每分一次剩的就少一些,越来越少,越来越好分。然而从低位除起恰恰相反,因为每次分的比较少,剩下的就比较多,再分的时候仍然很麻烦。
师:是呀!除法的本质是减法,除的过程实际就是不断地从被除数中减去除数的过程。每次减去的越多,剩下的就越少,也就越好分了。
生5:我发现从低位除的时候经常要把几次的商加起来才是最后的结果,而从高位除起时,因为一直按顺序写下来就少了相加的那一步。但我觉得如果有同学不能一次商到位,就像从低位除一样,把商分几层来写,最后加起来也是可以的。
师:你们看到了除法竖式的本质!正是因为数太大了,不好口算,我们就把被除数分成若干个小份,然后通过若干次分完罢了。比如624÷13,从高位除起就相当于先算520÷13=40,再算余下的104÷13=8,所以商就是40+8=48;从低位除起相当于把624看作“13+520+91”,分三次除以13,最终的商就是1+40+7=48。虽然两种方法都可以,但显然从高位除剩下的会迅速减少,还是方便很多!
生6:老师!我们这是在“反弹琵琶”!
师:没错!有时候“反弹琵琶”也未尝不可。今天的“反弹琵琶”让我们更好地认识了除法,也认清了除法竖式从高位除起的奥秘……
参考文献:
[1] 郜舒竹.笔算方法多样性的历史考察[J]. 课程·教材·教法,2016,36(01):88-94.
[2] 蔡宏圣. 当下整数竖式计算教学:数学史的视角[J]. 小学教学(数学版),2020(05):63-66.