在“模型”中感悟運(yùn)算一致性
——以六上“分?jǐn)?shù)除法”教學(xué)為例

2023-05-22 12:38:30孫敬彬

江蘇教育 2023年14期

孫敬彬

分?jǐn)?shù)除法在意義上與整數(shù)除法、小數(shù)除法相同，在方法上顛倒相乘后和分?jǐn)?shù)乘法一致，在算法理解上也有很多如平均分和包含除、商不變規(guī)律、分?jǐn)?shù)意義等方面的經(jīng)驗(yàn)。基于這么多的聯(lián)系，筆者試著從“模型”的角度來為學(xué)生提供支持，在意義、方法、路徑等方面進(jìn)行勾連，借助“模型”設(shè)計把運(yùn)算“高高舉起”，通過“模型”感知把一致性“輕輕放下”，從整體的視角發(fā)展學(xué)生的運(yùn)算能力。

一、能解決什么問題——以“模型”多樣豐富意義的理解

蘇教版六上在“分?jǐn)?shù)除法”單元安排了分?jǐn)?shù)除以整數(shù)、整數(shù)除以分?jǐn)?shù)、分?jǐn)?shù)除以分?jǐn)?shù)這三部分內(nèi)容。分?jǐn)?shù)除以整數(shù)以“平均分”選擇素材，整數(shù)除以分?jǐn)?shù)、分?jǐn)?shù)除以分?jǐn)?shù)以“包含除”選擇素材。受篇幅所限，教材在內(nèi)容上不可能選擇很多。而生活中需要用分?jǐn)?shù)除法解決的實(shí)際問題也不多見，所以要多引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)際生活看到分?jǐn)?shù)除法，感受到分?jǐn)?shù)除法的實(shí)際意義，這樣他們才會與以前學(xué)習(xí)的除法進(jìn)行對接。這樣結(jié)合實(shí)際，從分?jǐn)?shù)的意義、除法的意義的角度多找一些問題模型，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生感受分?jǐn)?shù)與除法、比的關(guān)系，他們在問題解決中自然會感受到運(yùn)算意義的一致性。

1.發(fā)散提問，讓不同問題匯聚

在這個單元的學(xué)習(xí)中，可以多讓學(xué)生帶著算式回到具體問題情境中，想一想“這道算式還可以解決生活中的什么問題”，引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光去看生活，通過提問豐富平均分、包含除等在實(shí)際生活中的更多表達(dá)，為學(xué)生學(xué)習(xí)分?jǐn)?shù)除法提供更多問題模型。如教學(xué)“分?jǐn)?shù)除以整數(shù)”時，可以提問：還可以解決生活中的哪些問題？這樣發(fā)散提問后，班內(nèi)學(xué)生就會匯聚出很多問題：小剛3 分鐘跑了千米，平均每分鐘跑多少千米？我3 天讀完一本書的，平均每天讀這本書的幾分之幾？用3 元能買千克橘子，1 元能買多少千克？課桌高米，教室高3 米，課桌高相當(dāng)于教室高的幾分之幾？……這些不同問題的出現(xiàn)，使原來分?jǐn)?shù)除以整數(shù)的單一問題模型變得豐富起來，學(xué)生感受到的意義也會更具體，同時為他們解決運(yùn)算方面的問題提供了更多體驗(yàn)。

2.聚焦設(shè)問，把相似問題串聯(lián)

由于教材中平均分和包含除的模型不斷切換，問題情境也不同，問題相關(guān)度不是很高，因而單元學(xué)習(xí)時對分?jǐn)?shù)除法算式的每一次提問都要關(guān)注問題情境的延續(xù)性，聚焦設(shè)問“能提出解決有關(guān)路程類的問題嗎？”“能解決買東西中的問題嗎？”，把發(fā)散的提問“串”起來。如在學(xué)習(xí)“分?jǐn)?shù)除以整數(shù)”時，學(xué)生提出了“小剛3 分鐘跑了千米，平均每分鐘跑多少千米？”這一問題，到后面的學(xué)習(xí)中設(shè)問讓學(xué)生跟進(jìn)，就會有“小剛小時跑了4 千米，平均每小時跑多少千米？”“小剛時步行千米，他平均每小時步行多少千米？”等問題出現(xiàn)，這樣就把有關(guān)速度、時間、路程的問題模型在整個單元中關(guān)聯(lián)起來了。這樣“問”出來的問題，能讓學(xué)生從整體的角度想問題模型，從模型的角度思考除法的意義。

3.反復(fù)追問，將關(guān)鍵問題統(tǒng)整

對于學(xué)生提出的這些問題，可以經(jīng)常追問一句：“為什么用除法？”如“3 元能買千克的橘子”，既可以提問“1 元能買多少千克？”，也可以提問“買1 千克需要多少元？”。對于這兩個問題，可以適時追問：為什么都用除法？為什么列出的算式不同？學(xué)生會從意義的角度解釋，或者借助直觀圖來解釋，這能使他們進(jìn)一步加深對問題模型的認(rèn)識，豐富對分?jǐn)?shù)除法的意義理解，溝通除法與分?jǐn)?shù)的聯(lián)系。同時，對于某個問題的反復(fù)追問，能幫助學(xué)生從問題模型中生長出算法和算理的理解，生長出解決實(shí)際問題的能力。如引導(dǎo)學(xué)生探究“4 米長的繩子，每米剪一段，可以剪多少段？”“一根繩子用去，正好用去4 米，這根繩子長多少米？”這兩個問題“為什么都用除法”，能促進(jìn)他們關(guān)注部分與整體之間的變化。

二、為什么這樣算——以“模型”直觀探究算法的表達(dá)

分?jǐn)?shù)除法的計算方法是“甲數(shù)除以乙數(shù)（不為0），等于甲數(shù)乘乙數(shù)的倒數(shù)”，從形式上看就是顛倒相乘，學(xué)生很容易知道，但要想說清楚“為什么這樣算”并不容易。整體設(shè)計時就可以以“為什么這樣算”為大任務(wù)，充分放手讓學(xué)生想辦法說清楚算理，并借助直觀模型讓其感受到運(yùn)算在本質(zhì)上的聯(lián)系、算法上的相通。

1.有“整”有“分”，讓算法一致清晰化

“整數(shù)除法可以表示為分?jǐn)?shù)的形式”，這等價于“除以一個不為0 的整數(shù)等于乘這個數(shù)的倒數(shù)”，即。因此，在整體設(shè)計“分?jǐn)?shù)除法”單元的教學(xué)時，可以在第一課時植入一個“整數(shù)除以整數(shù)”的情境，讓情境更有連續(xù)性。這樣基于分?jǐn)?shù)與除法的關(guān)系，學(xué)生能感受到分?jǐn)?shù)除以整數(shù)的算法與整數(shù)除以整數(shù)是一致的。具體的問題串設(shè)計如下頁圖1 所示。這樣設(shè)計也能讓模型整體“組團(tuán)”，整數(shù)除以整數(shù)可以用實(shí)物模型“4升果汁，5個杯子”；“”可以用面積模型；“”可以用面積模型，也可以用線段模型。

（圖1）

學(xué)生在“把4升果汁平均分到5個杯子中”的過程中，看見了“4 升的”的算式是“”，看見了每杯果汁的數(shù)量是“”，就是，因而問題解決過程中就有了，雖然是蜻蜓點(diǎn)水，但單位累加的感覺輕輕浮現(xiàn)，顛倒相乘的認(rèn)識清清楚楚。

2.有“理”有“據(jù)”，讓算法表達(dá)直觀化

學(xué)習(xí)“分?jǐn)?shù)除以整數(shù)”以后，學(xué)生就能類推出分?jǐn)?shù)除法的算法了。下面的除法學(xué)習(xí)圍繞“怎樣算”“為什么這樣算”來展開，可以放手讓學(xué)生為“法”說“理”，讓算法從一個個模型中直觀呈現(xiàn)，使學(xué)生真正理解算法。實(shí)踐中可以設(shè)計如圖2 所示的任務(wù)鏈，引導(dǎo)學(xué)生自己先進(jìn)行研究，然后結(jié)合不同模型從不同角度說理，進(jìn)一步豐富他們對算法的理解。

（圖2）

（圖3）

生2：我是把“1”平均分成3 份后，發(fā)現(xiàn)“4”里共有這樣的12 份，是這樣的兩份，所以就有4×3÷2，根據(jù)分?jǐn)?shù)與除法的關(guān)系可以寫成4×，所以。（如圖4）

（圖4）

（圖5）

可見，在說清“為什么這樣算”的過程中，學(xué)生能感受到分?jǐn)?shù)除法與以前學(xué)習(xí)的運(yùn)算在實(shí)質(zhì)上是一致的，而且能想辦法說清楚為什么這樣算也是一個推理驗(yàn)證的過程，經(jīng)歷這樣的過程，學(xué)生對算法的理解便走向了對其中計數(shù)單位以及計數(shù)單位個數(shù)運(yùn)算的理解。相信當(dāng)出現(xiàn)如下算法時，學(xué)生也能很快結(jié)合具體模型來解釋它們背后的道理：12÷2=6。

三、還可以怎樣想——以“模型”多解感悟運(yùn)算的本質(zhì)

從整體的角度對“分?jǐn)?shù)除法”單元進(jìn)行模型設(shè)計，能使學(xué)生對一些問題與算法的理解更直觀具體，也有利于凸顯運(yùn)算的本質(zhì)。一是一個算式會有不同的問題模型，讓學(xué)生有更多機(jī)會從意義的角度理解算法；二是不同直觀模型在解釋算法上又會各有不同，即便是同一個直觀模型，不同學(xué)生的表達(dá)也會有所不同。教師教學(xué)時要多通過對比引導(dǎo)學(xué)生變換角度思考“還可以怎樣想”，從中發(fā)現(xiàn)更多聯(lián)系和運(yùn)算的本質(zhì)內(nèi)涵。這樣用好直觀模型，很多原有經(jīng)驗(yàn)、方法都會在匯聚后進(jìn)行有效提升并實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一。

1.一“圖”多“義”，解釋中實(shí)現(xiàn)方法統(tǒng)一

在畫直觀圖探究算法的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)很多問題在直觀表達(dá)時有一致的地方，即很多問題情境表達(dá)出來時可能是相同的一幅圖。在探究算法的過程中，結(jié)合直觀圖適時追問“還可以怎樣想”，有利于學(xué)生從模型的角度把一類問題提取出來，讓問題模型與計算方法在一幅直觀圖中得到統(tǒng)一。圖6呈現(xiàn)的是的計算過程，其實(shí)也是分?jǐn)?shù)乘法中的計算過程。這樣借助直觀圖的多種理解，不僅能使學(xué)生看到分?jǐn)?shù)除法與分?jǐn)?shù)乘法在算法上的一致性，也能把單位的運(yùn)算凸顯出來，對算法和算理進(jìn)行了統(tǒng)一。

（圖6）

2.一“式”多“圖”，對比中凸顯運(yùn)算本質(zhì)

學(xué)生在探究算法時會想到很多方法，這些方法看似模型不一樣，理解不一樣，但背后蘊(yùn)含的道理可能是一樣的。讓學(xué)生通過對比“還可以怎樣想”，能使他們發(fā)現(xiàn)運(yùn)算本質(zhì)上的一致性。學(xué)生對一致性的理解也會反過來促進(jìn)他們在算法上的求同以及對通法的探尋，從而使他們從模型直觀走向推理驗(yàn)證。如教學(xué)時，教師引導(dǎo)學(xué)生對比圖7 和圖8，并適時追問“還可以想到哪些”，能使學(xué)生發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)除法和整數(shù)、小數(shù)除法計算在想法上是相通的，在方法上是一致的。有了這些認(rèn)識，學(xué)生也會慢慢從直觀模型中發(fā)現(xiàn)一些本質(zhì)的東西，從更寬廣的視角感受到可以計數(shù)單位相除、計數(shù)單位個數(shù)相除，最后再把商相乘的道理。