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分数除法教学中的几个“两难”问题

2015-06-25吉智深

教学与管理(小学版) 2015年6期
关键词:两难乘法背景

吉智深

分数除法是小学数学中教师最难教、学生最难学的内容之一,难就难在学生对“某数除以一个分数等于某数乘以该分数的倒数”的算理不容易理解。正因为分数除法难教、难学,关于它的教学研究成为近期的一个热点话题。而笔a者认为,要教好分数除法就必须解决好教学过程的几个“两难”问题。

一、 丰富背景与单一背景之间的两难选择

人总是以已有知识作为背景,去认识、获取新知识,分数除法的背景较多,有整数除法的背景、除法是乘法的逆运算的背景、分数乘法的背景等。以1÷为例,它可以建立在以下背景之上:

1.包含背景:求1中有多少个,或的多少倍是1。

2.等分背景:求一个数,使得它的是1。

3.乘积背景:求乘以得乘积为1的因数。

小学数学教材所给的背景与教师选择的背景不同,苏教版和北师大版教材中的分数除以整数、整数除以分数都以“分物”为背景,归纳分数除法的算法。而有些教师利用“除法是乘法的逆运算”这一背景开展分数除法的教学。设:÷=,由除法是乘法的逆运算可得:×=,3×x=3,4×y=8,x=3÷3,y=8÷4,综合起来就是÷===,如果省略过程,呈现在学生眼前的就是:÷==。接下来考虑,发现÷==这个规律依然成立,最后,通过“划归”的方法,探讨一般分数的除法,从而得到:÷=÷==。

从上面的分析可以看出:教师和教材在分数除法算法及其含意的理解上有分歧,双方都把这种算法引入到不同的背景中,当然这种认识上的差异是必然的,甚至是积极的,但要引导师生进行有效的对话,就不能采用有分歧的背景,而必须共同观察相同的参考背景。分数除法教学时,应考察同一个背景——“分物”,它是除法运算的一个联结因素,它在以前的除法和分数除法之间建立了联系,分数除法的算法也有了合情合理的解释。

香港地区也用类似于“分物”的背景来教学整数除以分数。在实践活动中通过折纸发现:1(2,3,4)包含了多少个?推算:8包含了多少个?学生探究出:整数÷=整数×4。在探究活动环节,要求学生利用小组内的手工纸,找出:3张手工纸包含了多少个?

二、 知识载体与知识含义之间的两难推理

我们都知道,在数学知识的每一次介入中存在一个基本的认识论二难推理:教师想提供新知识给学生时,他们必须使用新知识的载体(符号与图表),当然符号与图表之间由某些严密的规则相联系。教学过程中必须使学生的注意力集中在这些知识载体上,然而,知识的含义并不包含在这些载体中,要让学生知道知识含义,就必须要学生自己去探索。也就是说,学生不能从知识载体直接读出知识含义,必须从中主动地重新建构。这是分数除法教学必须要面对的问题。

以苏教版小学数学教材六年级上册第46页的练一练为例,阐明这个认识论难题。

我们知道,对于÷=×=2,一方面,用某些运算符号联结起来的数学表示形成了一个小小的运算体系;另一方面,教材想借助一个几何背景,为符号与运算提供含义。右上角的图形以什么样的方式赋予÷=2含义呢?对于和,其中一个分数的分母是另一分数的倍数,似乎需要预先假定某一类分数,用来表明图形与公式之间最初的相互作用。这种相互作用还有另外的一些暗示:在右上角的长方形中,对1和单位的理解必须是可变动的。10个小方块是单位,与的比例分别是3个长方形(每一个长方形有2个小方块)与含3个小方块的一个长方形的比列。解释÷=2时,对“2”的认识论含意要根据单位的改变而改变。2可以这样理解:将解释为,将÷改成÷,计算÷时,可以不考虑分母10,只相当于运算就行了。

以上的分析表明,单位的解释要改变,首先,含有10个方块的大长方形表示单位1,接着,单独的方块也表示单位1。这种认识上的改变源于对的再认识,像这样的一个分数,并非仅仅是简单的两个具体数字6和10的关系,而是大量这类关系如:、 、、……的一个代表。谁是其中的代表要根据几何图形与给定的数值符号而定。

分数除法教学中遇到的认识论难题就是,要以符号载体来传送知识,同时又要超越这些具体载体。所以在课堂里,教师必须给学生呈现特定背景下的学习情境,从而可以在交流中分享,最后,借助于概括,创设一个消除背景的过程,帮助学生自觉重建隐藏在背景后面的数学知识的含意。

三、 逻辑标准与数学标准之间的两难评价

我们都知道,不同的人利用不同的数学知识背景得到不同的认识结构,分数除法教学也不例外。除了通常的“颠倒法”之外,有些研究者推荐了“通分法”。如苏教版小学数学教材六年级上册第46页的练一练,÷,可以这样来计算:把通分为,再和比较,看看包含几个,也就是:÷=÷=6÷3=2。康托就曾经这样写道:“数学在它自身的发展中完全是自由的,对它的概念的限制只在于:必须是无矛盾的并且和先前定义引进的概念相协调。”这是数学研究的逻辑标准。而“数学标准是关于研究工作‘数学意义’的分析。如新的研究是否有利于认识的深化以及方法论上的进步等。”

前面所讲用“通分法”来解决分数除法,从逻辑标准上来评价是没有任何问题的,可能有人还会认为若用直观图来解释“通分法”的算理更能体现其优越性,历史上也出现了一些其他类似的独特方法。但为什么这些方法最终都被人们所抛弃,而唯独留下“颠倒法”呢?我们是不是应该从“数学标准”的角度来评价一下“通分法”。从计算方法来讲,“通分法”是把分数除法转化为整数除法,这种方法当然可行,但是不是最简洁、最有效的方法呢?前面我们已经学习了分数的乘法,为什么非要通过复杂的通分而计算出结果呢?转化为刚学的分数乘法岂不更好。正如皮亚杰曾指出:“在更高的层次上对已有的东西重新进行构建,并使前者成为一个更大结构的一个部分。这样,我们最终就获得了一个无限丰富,而又层次分明、井然有序的数学世界。”

当然,“通分法”与“颠倒法”并不矛盾,不能否认“通分法”,因为有了这种方法,我们才能从更为广泛的角度去理解知识。但是教师不能因为“颠倒法”难理解而抓住“通分法”不放,教师要善于从“数学标准”的角度去评价 “通分法”和“颠倒法”,让学生真正理解“颠倒法”这种算法所体现的“数学系统的内部和谐”。

四、 理解保持与记忆结论之间的两难平衡

数学教学中有一对矛盾——理解和记忆,分数除法教学也不例外。因为学生对分数乘法的算理——“颠倒法”难于理解,而利用“颠倒法”来计算分数除法又如此简单。如何解决这个矛盾?不少学者提议:先记忆,再理解,先让学生反复练习,记住算理,然后再来理解算理。他们的理由是学生的理解能力有差异,不是所有学生都能在四十分钟内完全理解算理的,对于程序性知识,可以先知其然,然后知其所以然。我们仔细分析“先记忆,再理解”这一“缓冲”的方法,其实有时是很难实现的。教师要让学生记忆算法,就必须通过训练达到熟练的程度,这固然是一件好事。但有时过早、过多的训练,学生的理解的保持会受到训练的严重威胁,他们才不会努力理解这些“显而易见”的算法。

弗赖登塔尔在《数学教育再探》一书中指出:“算法是一种完全极端的情况,它一旦被掌握,或确信被掌握,人们很可能就不理会它们的来源。的确,算法最大的优点就是它们能机械地进行。但是当它们变得无用,或甚至对数学本身的目标构成危害(即把数学和操作算法等同起来)时,它们就变成了缺点。”教师的工作不是教学生仅知道应用“颠倒法”快速得到答案,关键是要让学生理解这个算法的真正意义。

如何更好地解决理解保持与记忆结论之间的矛盾,弗赖登塔尔给出的建议是:“让学习者在他的学习过程中反思”。一个孩子或成年人告诉你“除以一个分数等于乘以它的倒数。”你继续问他们这是为什么?然而他们中的大部分不能解释这是为什么。最可怕的是:他们可能认为这件事不值得讨论。难道他们都是通过死记硬背学会这些法则的吗?可能事实不是这样的,当你要求他们用画图或具体事物来解决 ÷时,他们会有多种直观的方法解释这个问题。如:有一个块的蛋糕,每人分这块蛋糕的,问能发给几个人?或者把这个问题转化为整数问题:12个面包的是8,12个面包的是2,这样就把÷的问题转化成8÷2。这和用倒数相乘得到的答案是一致的。就像弗赖登塔尔所提建议:“与其教这些法则,不如让他们讨论他们的直觉,教他们反思那些看起来明显的事情。”

最后想说明的是,笔者提出分数除法教学的几个“两难”问题,并不是想把这些两难问题对立起来,肯定一个,否定另一个。提出这些“两难”问题的目的就是提醒我们要看到分数除法教学中出现的类似问题。发现问题是解决问题的第一步,接下来的工作就是要发挥教研人员和广大教师的智慧来解决这些问题,相信我们有能力解决好这些问题,让两难问题不再两难。【责任编辑:陈国庆】

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