作者簡介:金紅波(1976~),女,漢族,浙江杭州人,浙江省杭州市蕭山區(qū)銀河實驗小學(xué),研究方向:數(shù)學(xué)教學(xué)。
摘? 要:文章探索了基于“單位細(xì)分”的除數(shù)是一位數(shù)商中有“0”的除法學(xué)習(xí)路徑,即通過數(shù)的組成,從高位起“一位位分,一位位商”,先用橫式表達(dá)算理,再確定豎式算法。學(xué)習(xí)路徑由以下四個任務(wù)構(gòu)成:366÷2→412÷4→653÷5→148÷6。研究表明,相比對照班學(xué)生,實驗班學(xué)生能更好地掌握商中有0的除法算理,該路徑具有可行性。并提出以下建議:引入建議直接復(fù)習(xí)橫式算理表達(dá)式;強(qiáng)化單位細(xì)分的算理模型,豎式不急于化簡;課時劃分上可以再斟酌科學(xué)合理性。
關(guān)鍵詞:算法;算理;單位細(xì)分;商中有0;學(xué)習(xí)路徑
中圖分類號:G623.5??? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A??? 文章編號:1673-8918(2024)08-0066-05
除數(shù)是一位數(shù)的筆算除法是學(xué)習(xí)除數(shù)是多位數(shù)除法的基礎(chǔ),是整數(shù)除法算理算法學(xué)習(xí)重要的一個單元。在人教版教材中給出口算除法3課時,筆算除法7課時,估算和解決問題2課時的教學(xué)建議,其中商中有“0”筆算除法在教材中作為一個教學(xué)難點,共安排了4課時進(jìn)行分點突破。北師大版數(shù)學(xué)教材對商中有“0”的除法的類型劃分更細(xì),設(shè)置了更多的學(xué)習(xí)任務(wù)以突破難點。這樣的編排,使得有關(guān)商中有“0”的除法復(fù)雜且瑣碎??此圃敿?xì),實則散亂。教師按課時講解,更多地側(cè)重每個課時內(nèi)容筆算算法的指導(dǎo)。學(xué)生所學(xué)的內(nèi)容沒有一條“藤”串連,知識碎片化,在一定程度上增加了后續(xù)知識的學(xué)習(xí)難度。如何“站在單元的高度,把散點狀的知識串聯(lián)成線,再連成片、構(gòu)成塊”?設(shè)計什么樣的學(xué)習(xí)路徑才能順應(yīng)學(xué)生認(rèn)知邏輯,滿足學(xué)生自主遷移?
為此,學(xué)校在專家引領(lǐng)下,組建了一個核心團(tuán)隊,進(jìn)行學(xué)習(xí)路徑設(shè)計研究。閱讀大量國內(nèi)專家關(guān)于單元整體教學(xué)及數(shù)與運(yùn)算一致性資料,對國內(nèi)外不同版本的教材進(jìn)行對比分析。史寧中教授提出“計數(shù)單位”是實現(xiàn)“數(shù)與運(yùn)算一致性”的抓手。鞏子坤教授進(jìn)一步提出整數(shù)除法的核心在于“計數(shù)單位的細(xì)分”,用橫式更加容易表達(dá)算理,豎式更加容易表達(dá)算法。因此,確定把除數(shù)是一位數(shù)筆算算理定位在單位細(xì)分,即“一位位分,一位位商”。這樣每一位上計數(shù)單位的個數(shù)都只要做除法想乘法,做乘法想口訣。在“單位細(xì)分”算理統(tǒng)整下,商首位有0、商末尾有0、中間有0等所謂的教學(xué)難點不再是難啃的骨頭,而只是這個通性通法之中的一個小應(yīng)用,一個課時就能把商中有0的教學(xué)難點一一化解。
基于此,我們將本單元重新組合,去掉口算,設(shè)計成單位不用轉(zhuǎn)換、需要單位轉(zhuǎn)換、商中有0這樣三節(jié)關(guān)鍵課加一節(jié)復(fù)習(xí)課。文章主要研究“商中有0”的學(xué)習(xí)路徑。具體探查以下問題:①以“單位細(xì)分”算理貫通商中有0的筆算除法的學(xué)習(xí)路徑是什么?②基于“單位細(xì)分”的商中有0的筆算除法學(xué)習(xí)路徑實施效果如何?
一、 研究設(shè)計
(一)研究對象
選取YHSY小學(xué)三年級甲、乙班作為實驗班,按照本研究設(shè)計的學(xué)習(xí)路徑教學(xué)。同時,選取同一學(xué)校平行班丙、丁班為對照班,教師按人教版教材中的課時學(xué)習(xí)路徑進(jìn)行授課。實驗前,對四個班學(xué)生進(jìn)行整十?dāng)?shù)、整百數(shù)除以一位數(shù)口算前測評估。結(jié)果表明,四個班不存在顯著差異。
(二)研究流程
圖1? 研究步驟
(三)理論支撐
1. 基于“單位細(xì)分”的除法算理
算理分成:
①單位不需要轉(zhuǎn)化。以484÷4為例,算理過程如下:
484是由4(百)8(十)4(一)組成的
4(百)÷4=1(百),8(十)÷4=2(十),4(一)÷4=1(一),
1(百)+2(十)+1(一)=121
②單位需要轉(zhuǎn)換。以48÷3為例,算理過程如下:
48是由4(十)8(一)組成的
4(十)÷3=1(十)……1(十)
1(十)=10(一)(轉(zhuǎn)化單位)10(一)+8(一)=18(一)
18(一)÷3=6(一)
1(十)+6(一)=16
這就是用橫式表達(dá)“算理”過程:“單位細(xì)分”即“一位位分,一位位商”貫穿始終。然后將算理與豎式算法進(jìn)行溝通,達(dá)到算理與算法互相融合。同時將商中間有0或商末尾有0這些所謂的計算難點也利用“一位位分、一位位商”這樣的通性通法一一破解。
2. 表征方式
在除數(shù)是一位數(shù)的除法教學(xué)中,有以下表征方式來說明算理,如表1所示。
程序表征通過運(yùn)算法則列豎式進(jìn)行整數(shù)除法運(yùn)算,如48÷4。
直觀表征利用具體物體說明運(yùn)算的合理性,如分小棒、小方塊等。
語言表征用語言描述運(yùn)算的合理性,如148÷6可以這樣描述一個百除以8不夠除,就用14個十除以6,商2寫在十位上余2個十,余下的2個十和8個一合起來是28個一除以6,商4寫在各位商,余4。
抽象表征通過推理來描述運(yùn)算的合理性,如基于“單位細(xì)分”來推演除數(shù)是一位數(shù)除法的算理。
(四)問卷及數(shù)據(jù)處理
授課后,對實驗班和對照班進(jìn)行后測練習(xí),習(xí)題如下:
403÷3? 608÷4? 413÷8? 680÷4
①實驗班作業(yè)要求:先用橫式表達(dá)算理,再用豎式表達(dá)算法。
②對照班作業(yè)要求:直接用豎式計算,并能用文字解釋每一層余下數(shù)表示多少。
測試后對問卷進(jìn)行賦分,實驗班正確寫出橫式得1分,正確寫出豎式得1分,一題2分;對照班能正確寫出豎式得1分,文字解釋正確得1分,一題2分。滿分8分。
二、 研究路徑與分析
(一)已授課和前測
商有0的在本單元整合后是第三課時,前2個課時已把“算理”教授完畢。根據(jù)前兩堂課的后測,也就是本次授課的前測。評估分析后發(fā)現(xiàn)兩個班得分率如表2所示。
(二)初構(gòu)的學(xué)習(xí)路徑A1
1. 路徑呈現(xiàn)
圖2? 初構(gòu)的學(xué)習(xí)路徑A2
任務(wù)一:第一個環(huán)節(jié)是4道關(guān)于0的口算題,引出0;第二個環(huán)節(jié)出示人民幣:1張百元紙幣要平均分給5名學(xué)生怎么分?1張10元呢?目的是通過人民幣之間的換算,讓學(xué)生理解單位細(xì)分方法。
任務(wù)二:情景題引入新課,最高位有0的除法,重點突破百位不夠分,需要轉(zhuǎn)化成低一級單位,才能繼續(xù)分,百位沒有分成功,就在百位上商0。
任務(wù)三:自主探究商末尾有0除法。這個任務(wù)是在突破任務(wù)二的前提下討論的。
任務(wù)四:在突破最高位商0,末尾商0的前提下,舉一反三,練習(xí)商中間有0的一個例題。進(jìn)一步鞏固,當(dāng)某一位不夠分,就商0,并且將其轉(zhuǎn)化成低一級單位繼續(xù)分。
2. 存在問題
分析學(xué)習(xí)單完成情況,結(jié)果顯示只有部分學(xué)生會把橫式算理和豎式算法融合起來,即:橫式是分幾步,豎式就有幾層。在后測錯誤情況分析中,常見錯誤如下:其一,最高位不夠分單位需要轉(zhuǎn)化的橫式表達(dá)學(xué)生書寫時會漏掉百位分的過程。其二,百位(最高位)不夠商1時,學(xué)生筆算會把百位和十位合并分的結(jié)果寫在百位上,如圖3所示;其三個位(末尾)不夠商1,學(xué)生會出現(xiàn)無商的現(xiàn)象,如圖4所示。
針對以上錯誤情況,分析初構(gòu)的學(xué)習(xí)路徑A1存在以下問題:
①任務(wù)一復(fù)習(xí)回顧未凸顯“單位細(xì)分”用橫式表達(dá)算理的重要性。導(dǎo)致新授課學(xué)生橫式算理的書寫推進(jìn)緩慢。
②例題選擇和順序不利于算理推進(jìn),無形中給教學(xué)帶來了羈絆。
初構(gòu)路徑A1:商首位有0→商末尾有0→商中間有0
例題選?。?48÷6→245÷8→208÷2→216÷2
③過于強(qiáng)調(diào)筆算化簡方法,算理和算法一致性沒有得到很好的體現(xiàn),導(dǎo)致學(xué)生不能把橫式算理和豎式算法一一對應(yīng),融為一體。
3. 改進(jìn)建議
(1)去掉情景引入,凸顯“單位細(xì)分”算理過程
其一:任務(wù)一去掉口算引入和人民幣引入,而是直接通過一道不需要單位轉(zhuǎn)化的計算題,來復(fù)習(xí)單位細(xì)分的橫式過程并規(guī)范格式。
其二:任務(wù)二去掉情景引入,重點討論商中有0的算理過程。
(2)精選例題,調(diào)整順序
針對路徑1出現(xiàn)的問題,我們將學(xué)習(xí)路徑調(diào)整為:復(fù)習(xí)算理→商中間有0→商末尾有0→商首位有0,對應(yīng)的例題為:
366÷2→412÷4→653÷5→148÷6
(3)淡化化簡技巧,凸顯算理和算法一致性
強(qiáng)化單位細(xì)分的過程,旨在學(xué)生頭腦中建立算理和算法一一對應(yīng)的模型(圖5),不急于化簡?;唲t是熟練之后水到渠成的事情。
圖5? 凸顯算理和算法一致性
(三)優(yōu)化的學(xué)習(xí)路徑A2
1. 路徑呈現(xiàn)
圖6? 優(yōu)化的學(xué)習(xí)路徑A2
本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)是:理解“被除數(shù)的某位不夠商1時,應(yīng)在這一位商0”的算理。與路徑A1相比,路徑A2的教學(xué)更加注重橫式算理推進(jìn)鞏固,教學(xué)環(huán)節(jié)更加簡潔。一道題復(fù)習(xí)鞏固算理,喚起回憶。新課三道題,從商中間有0開始演繹,然后是商末尾有0,最后是首位商0。如何運(yùn)用“單位細(xì)分”算理來突破商中有0的教學(xué)難點。下面將借助部分教學(xué)片段來說明。
(1)出示題目:412÷4=
師:同桌討論后完成學(xué)習(xí)單第1題用橫式記錄計算的過程。
生:安靜記錄,后交流算理。
生1:分成2步。4(百)÷4=1(百)。12(一)÷4=3(一)
師:你是怎么想的?(圖7)
圖7? 分2步作業(yè)單
生1:因為1(十)÷4除不了,那就把個位加上一起除。
生2:先把412分成4個百、1個十和2個一;然后4(百)÷4=1(百),1(十)÷4除不了商就是0(十)還余下1(十),然后1(十)=10(一)再加上個位上的2個一,就是12個(一),然后12(一)÷4=3(一)答案就是103(圖8)。
圖8? 分3步作業(yè)單
師:我們比一比分2步的學(xué)生,和分三步的學(xué)生,分三步的學(xué)生多的是哪個步驟?
生:多的是1(十)÷4不夠除,就商0還余1(十)
小結(jié):兩步的學(xué)生其實腦子里也想到了1(十)不夠分,只是沒有把這一步寫出來。而三步的學(xué)生正好把這一步補(bǔ)上了,不夠商1,可以商0。沒有分成功的1(十)就余下來。所以這道題完整的也是3步。
(2)把橫式的過程用豎式記錄
師:小朋友會把剛才討論的三個步驟用豎式記錄下來嗎?寫在學(xué)習(xí)單對應(yīng)的方框內(nèi)。
生:安靜完成作業(yè)單。
師:展示學(xué)生作業(yè)單,說說每一層對應(yīng)的是橫式的哪一步。
師:請學(xué)生在豎式上標(biāo)出橫式分的步驟。(圖9)
圖9? 豎式作業(yè)單
這節(jié)課的重點就是突破商的某一位不夠分時,就商“0”并把余下的數(shù)轉(zhuǎn)化成小一級的計數(shù)單位。在探究新課時,選擇從商的中間有0開始,更能讓學(xué)生理解“十位不夠分的時候,必須把十位的計數(shù)單位轉(zhuǎn)化成更小的計數(shù)單位,即“1(十)÷2=0(十)……10(一),10(一)+2(一)=12(一)”不夠分的十位就寫“0”的道理。在理解橫式的基礎(chǔ)上,用豎式來表達(dá)算理,能在豎式中找到橫式的3步。
2. 路徑效果檢驗
(1)甲、乙實驗班即時教學(xué)效果檢驗
在路徑A1和路徑A2實施后,依次對甲、乙班學(xué)生進(jìn)行后測,統(tǒng)計學(xué)生班級平均分,其中乙班學(xué)生的班級平均分(6.87分)明顯高于甲班(4.80分)。通過獨立樣本t檢驗,結(jié)果顯示,甲、乙班的得分(t=2.285,p<0.05)存在顯著性差異。由此可見,路徑A2的效果優(yōu)于A1。
(2)實驗班、對照班即時后測分析
對“實驗班”“對照班”學(xué)生即時后測進(jìn)行獨立樣本t檢驗,結(jié)果顯示,(t=2.846,P<0.05)存在顯著差異。由此可見,實驗班學(xué)習(xí)路徑與對照班學(xué)習(xí)路徑相比,實驗班的學(xué)習(xí)路徑更加有利于學(xué)生理解算理,使得橫式和豎式能夠很好地融合在一起。用橫式疏通算理,用豎式把算理和算法融會貫通。
(3)甲、乙試驗班延遲后測分析
授課結(jié)束3周后,對兩個實驗班進(jìn)行延遲后測。結(jié)果顯示,甲班得分率降低了12.82%,乙班降低了5.35%,這說明乙班學(xué)生對商中有0這一課,算理掌握更加到位,教學(xué)效果持久性更強(qiáng)。
3. 存在不足及建議
雖然優(yōu)化后的A2的學(xué)習(xí)路徑相比A1已經(jīng)有了很大的改進(jìn),但在教學(xué)中,仍然發(fā)現(xiàn)了諸多問題。如部分學(xué)生在轉(zhuǎn)化成下一級單位時,會跳級。即:百位余下的數(shù)會轉(zhuǎn)化成幾個一,使得繼續(xù)分的過程變得非常復(fù)雜。建議在課時劃分時是否可以考慮增加一節(jié)課教學(xué)48÷5用小棒實踐操作,讓學(xué)生經(jīng)歷4(十)÷5不夠分,必須把4捆小棒全拆了和8根小棒合起來,才能分成功的體驗。然后再教學(xué)148÷6,直觀表征和抽象表征結(jié)合。第四課時重點教學(xué)商中間有0和末尾有0的除法只用抽象表征。
進(jìn)一步優(yōu)化后的學(xué)習(xí)路徑A3和路徑A2變化不大,只是完善了例題出示的形式變化,故不再詳述。
三、 研究結(jié)論與啟示
(一)研究結(jié)論
(1)在除數(shù)是一位數(shù)商中有0的除法學(xué)習(xí)路徑中,以單位細(xì)分的通性通法貫穿始終,即“一位位分,一位位商”。在教學(xué)過程中先教學(xué)商中間有0,再末尾有0,最后首位有0,把商中有0的教學(xué)難點也統(tǒng)整到了單位需要轉(zhuǎn)化和單位不需要轉(zhuǎn)化兩類算理當(dāng)中,0只是通性通法下的一個小技巧。從而實現(xiàn)數(shù)與運(yùn)算一致性的核心理念下單元整體教學(xué)的目標(biāo)。
(2)研究數(shù)據(jù)表明,借助該學(xué)習(xí)路徑,本研究中的學(xué)生能夠借助“一位位分,一位位商”理解運(yùn)算的算理,理解商0的意義,獲得較高的計算正確率。與教材中的學(xué)習(xí)路徑相比,本研究設(shè)計的學(xué)習(xí)路徑有利于學(xué)生理解除數(shù)是一位數(shù)除法筆算的算理。
(二)研究啟示
(1)學(xué)生層面:本次學(xué)習(xí)路徑的探究,對標(biāo)《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》理論:核心素養(yǎng)具有整體性、一致性和階段性。要讓學(xué)生體會數(shù)和運(yùn)算本質(zhì)上的一致性,形成運(yùn)算能力和推理意識。在之后的復(fù)習(xí)課中,借助“單位細(xì)分”這個算理模型遷移學(xué)習(xí)三位數(shù)除以兩位數(shù),四位數(shù)除以兩位數(shù),學(xué)生也能融會貫通,正確計算。學(xué)生對整數(shù)除法有了整體的、系統(tǒng)的認(rèn)識,理清了知識的來龍去脈,有助于持久記憶、深度理解和廣泛遷移。正如弗賴登塔爾所說:不要教孤立的片段,應(yīng)該教連貫的材料,因為有聯(lián)系的事物學(xué)得快,記得牢。
(2)教師層面:本次研討之后,我們將在此基礎(chǔ)上繼續(xù)完善和改進(jìn),為下一次實踐探究提供寶貴的數(shù)據(jù)和建議。雖然這個過程艱辛甚至要反復(fù)推倒重來,但對一線教師,無疑是一次對單元進(jìn)行大刀闊斧整合的嘗試,打破單一課時的思維,并且對數(shù)與運(yùn)算一致性的理解有了突破性的認(rèn)識。本次教研方案被評為區(qū)級二等獎,研究成果總結(jié)報告獲一等獎,數(shù)學(xué)教研組被評為區(qū)級優(yōu)秀教研組,二位教師的教學(xué)設(shè)計獲區(qū)一等獎,一位獲二等獎。一位教師在區(qū)級單元整體教研活動中做了關(guān)于單元框架的講座,二位教師在“國培”班中上了展示課。學(xué)校教師在專家團(tuán)隊引領(lǐng)的教研氛圍中,持續(xù)提升教師的教研水平,最終受益于學(xué)生。
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