○ 啟東實驗小學 劉愛東
《義務教育數學課程標準(2022 年版)》強調,推進單元整體教學設計,體現數學知識之間的內在邏輯關系,以及學習內容與核心素養表現的關聯。人教版小學數學五年級上冊《小數乘法》這一單元,在教學中如何落實新課標的要求?筆者認為,教師應從單元整體教學設計出發,合理整合教學內容,引領學生厘清知識脈絡,建立結構化知識體系,以促進對小數乘法的深刻理解,發展核心素養。
小數乘法是“數與代數”領域中“數與運算”的重要內容。縱觀小數四則運算,教材分三個階段進行編排,分別是小數加法和減法、小數乘法和小數除法。小數乘法處在第二階段,是在學生學習了整數乘法的筆算、積的變化規律、小數的意義和性質、小數的加法和減法等基礎上進行教學的。
本單元共安排了5 大板塊、9 個例題。
板 塊小數乘整數小數乘小數例 題例1.結合具體量計算例2.基本算理、算法例3.基本算理、算法例4.積的小數位數不夠例5.小數倍的應用和驗算
例1—例4 教學小數乘法的算理、算法。
例1 結合具體量教學“3.5×3”。借助“元”與“角”之間的十進關系,把小數乘整數轉化為整數乘整數,溝通兩者之間的聯系,為理解小數乘整數的算理提供感性支撐;例2 脫離具體量背景計算“0.72×5”。通過圖示,呈現小數乘整數轉化為整數乘整數的過程,引導學生根據積的變化規律確定小數點的位置,理解小數乘整數的算理、算法;例3 計算“2.4×0.8”。基于例2 的學習經驗,把兩個因數都轉化為整數,再借助積的變化規律理解小數乘小數的算理、算法。在此基礎上,總結小數乘法的一般計算方法;例4 計算“0.56×0.04”。解決積的小數位數不夠的問題,利用小數點移動的變化規律,先在前面用0 補足,再點小數點。
例5—例9 教學小數乘法的應用。
例5 是小數倍的應用和驗算。結合“1.3 倍”的含義,讓學生領悟有時用小數倍表示兩個數量間的關系比較直觀,教材提出驗算要求,但對如何驗算不作統一規定;例6 是求積的近似數。引導學生根據求小數近似數的方法,按“保留一定小數位數”的要求自主去求;例7 將整數乘法運算定律推廣到小數并簡便計算;例8 引導學生根據實際問題和數據,利用估算的策略和方法解決問題;例9 是解決分段計費的實際問題,初步體會函數思想,提升學生解決問題的能力。
教材把小數乘法內容進行了較為細致的切分,試圖通過放慢進度、減緩坡度、扎實推進的方式,促使學生牢固掌握算理、算法。但在實際教學中,會產生下面的問題:
一是內容切分過細淡化了結構的整體性。比如,對于小數乘法算理、算法的教學,不論是小數乘整數(例1、例2),還是小數乘小數(例3、例4),都是利用積的變化規律先轉化成整數乘法進行計算,再根據乘數中的小數位數確定積的小數位數,兩者的計算本質是一致的,計算方法聯系緊密且相似。同樣的,積的近似數 (例6)和估算解決實際問題(例8),也都是用“四舍五入法”保留一定的小數位數。這樣的編排,雖然學生有更多時間熟練計算,卻難免有重復之感,既降低了學生自主探究的興趣,弱化了學習的挑戰性,也不利于學生形成完整的知識結構。
二是例題數據過簡造成認知的以偏概全。教材前4 個例題的算式,轉化成整數乘法后,均為一位數(或多位數)乘一位數,這樣的編排雖然降低了學生初學小數乘法的難度,但也容易造成以偏概全的傾向,不利于知識的整體構建,教學中有必要及時補充兩位數(或多位數)乘兩位數的教學例題。
整數乘法是學生學習小數乘法的基礎。小數和整數都遵循十進制計數法的計數原則,小數乘法的算理、算法,以及豎式形式、乘的順序和積的位數的確定等,都可以由整數乘法進行遷移和類推,兩者在運算上具有一致性。
然而,我們發現,學生的基礎知識還是比較薄弱的。比如,學生對小數意義的理解水平較低,表現在會直觀表征小數的學生占比較低;學生對乘法算理的理解水平也比較低,對于小數乘法算理的直觀表征(比如面積模型),只有不足三成的學生可以表示出來;對于小數乘法算理的形式表征(積的變化規律),也只有不足三成的學生掌握。也就是說,在學習小數乘法前,大部分學生既不會從直觀的角度,也不會從形式的角度,理解小數乘法的算理。
因此,教學中特別要注意兩點,一是注重學生直觀表征能力的培養;二是要鋪墊積的變化規律。積的變化規律落實到小數乘法運算中,就是小數點移動引起小數大小變化的規律。
相較于整數乘法,小數乘法好像只是多了小數點的處理,但理解的難度卻上升了很多。學生感到困惑、易出錯的主要有以下四點:
一是列豎式時數的對齊方式。疑問:為什么列豎式時不是小數點對齊,而是非零數字末位對齊呢?以前學習小數加、減法,列豎式時不是小數點對齊的嗎?
二是轉化后兩位數(或多位數)乘兩位數中間部分的處理。疑問:為什么計算時,中間部分的兩行乘積不用點小數點?
三是積的小數點與因數中小數點的關系。疑問:為什么小數乘整數時,積的小數點和因數中的小數點是對齊的,但小數乘小數時,積的小數點和因數中的小數點卻往往是不對齊的?
四是積的小數點位置的確定。疑問:計算乘積末尾有零的題目(如1.02×1.5)時,確定積的小數位數,到底是先點上小數點,還是先劃去乘積末尾的零?計算需添零補足小數位數的題目(如0.15×0.05)時,怎么做才不會少添零或多添零?
綜合以上情況,我們有必要從單元整體設計的高度,突出以計數單位為基、以直觀表征為媒、以積的變化規律為本,對教學內容進行優化整合,助推算理的逐層厘清,實現算法的順暢遷移。
基于教材解讀和學情分析,在不增加課時量的前提下,對教學內容的優化與整合作如下思考:
一是夯實基礎。引導學生進一步理解、掌握并熟練運用積的變化規律,尤其是小數點移動引起小數大小變化的規律。
二是整合內容。將“小數乘整數”和“小數乘小數”算理、算法重復的內容適當整合;將“求積的近似數”和“估算解決實際問題”適當整合。
三是突破難點。增加“乘數是兩位小數”的例題,設計“小數點位置的確定”與“正確處置積中0的位置”的針對性練習。
四是素養拓展。融入相關數學史、數字謎等內容。
整合后的課時和教學內容安排如下:
第幾課時1 2 3 4 5 6 7 8 9教學內容復習積的變化規律,包括小數點移動引起小數大小變化的規律;例1.結合具體量計算例2.例3.基本算理、算法;乘數是兩位小數的乘法;驗算專項練習:因數末尾有0;因數中間有0;積的末尾有0例4.積的小數位數不夠;積和因數的大小關系例5.小數倍的應用和驗算例7.整數乘法運算定律推廣到小數素養拓展:數學史、數字謎等例6.“四舍五入”法求積的近似數;例8.估算解決實際問題例9.分段計費的實際問題
(1)直觀表征。
雖然小數乘整數的算理可以通過遷移整數乘法的意義來理解,如0.3×2 表示2 個0.3 相加,但是對于小數乘小數,如0.3×0.2,由于乘法意義不再是整數乘法中“幾個幾”了,因此不能直接遷移整數乘法的意義。此時,可以借助單位換算和笛卡爾積模式(即面積模型),將小數乘法轉化為整數乘法,其實質是把計數單位的累加從整數部分過渡到小數部分。
比如,計算整數乘法3×2,可以用“長方形的長是3 分米,寬是2 分米,求面積”來直觀表征;計算小數乘整數0.3×2,可以用“長方形的長是0.3分米,寬是2 分米,求面積” 來直觀表征;計算小數乘法0.3×0.2,可以用“長方形的長是0.3 分米,寬是0.2 分米,求面積” 來直觀表征,計算時,可以進行單位換算,將0.3 分米轉化成3 厘米,將0.2分米轉化成2 厘米,則長方形的面積是3×2=6(平方厘米)。通過面積模型直觀表征后,這些結果學生都看得清清楚楚。上承整數乘法、下啟分數乘法,體現了算理的連續性和一致性。
(2)形式表征。
學習整數乘法時,我們曾經歸納出因數的變化引起積的變化規律,這個規律對于小數乘法同樣適用。由積的變化規律(小數點移動引起小數大小的變化)理解小數乘法的算理,就成為小數乘法的形式表征,并由此表征可提煉總結出小數乘法的計算法則,推動從算法直觀走向算法抽象。
比如,計算3.7×4.6 的教學流程可以這樣安排:基于整數乘法的已有認識,先讓學生試著估計或猜想計算結果,引導他們將小數乘法與整數乘法一一對應,建立聯系;在此基礎上,進一步聯系積的變化規律,引導學生通過說理、推理等方法驗證猜想,進而歸納出積的小數點的處理方法,即“因數中一共有幾位小數,就從積的右邊起數出幾位,點上小數點”。
針對學生學習中出現的困惑及易出錯的地方,教師應給予學生充足的時間去探究,讓他們充分展示思維過程,在互動交流中逐步完善,不僅知其然,更知其所以然。
比如,列豎式時數該怎么對齊?教學中可以這樣處理:
出示學生試做時出現的兩種列豎式的情形。
師:現在出現了兩種不同的列豎式的方法,到底哪一種更合理呢?請同學們各抒己見。
生(方法一):小數加、減法強調小數點對齊,所以這里也要把第二個乘數3 跟第一個乘數個位上的3 對齊。
生(方法二):剛才把3.5 元看作35 角,計算35×3 時就是把3 和5 對齊的。這樣對齊,跟整數乘法一樣,簡單多了。
生:我覺得方法二更好。整數乘法中當因數是整十、整百數時,不也是把不是零的末位數對齊嗎?這樣可以使計算簡便。
師:同學們說得都很好。計算小數乘法時,這兩種列豎式的方法都是可以的,不影響計算的結果。但為了計算簡便,通常都是采用第二種方法。
再如,“轉化后兩位數(或多位數)乘兩位數中間部分的處理”“小數乘小數,積的小數點和因數中的小數點往往不對齊”“積的小數點與因數中小數點的關系”“積的小數點位置的確定”等學生感到困惑、易出錯的地方,教學中也可以通過先展示學生不同想法,再充分交流討論,并在比較中得出結論的方法開展教學,既能再次深度溝通小數乘法算理、算法之間的聯系,又能幫助學生更好地理解算理、掌握算法。
資料存盤
1.《小數乘法》新課標要求。
學段目標要求;能進行小數和分數的四則運算,探索數運算的一致性;形成符號意識、運算能力、推理意識。
內容要求:能進行簡單的小數、分數四則運算和混合運算,感悟運算的一致性,發展運算能力和推理意識。
學業要求:能進行簡單小數、分數的四則運算和混合運算(不超過三步),并說明運算過程。能在較復雜的真實情境中,選擇恰當的運算方法解決問題,形成運算能力和推理意識。
2.小數乘法運算與整數、分數乘法運算的一致性。
基于整數乘法的算理、算法學習小數乘法,教材引入積的變化規律幫助學生理解,體現了“運算的承襲性”。基于分數乘法的算理、算法學習小數乘法,其算理可以化歸為運算律、等式的基本性質和計數單位,算法可以化歸為基于計數單位的運算,即計數單位與計數單位相乘、計數單位上的數字與計數單位上的數字相乘。學生還沒學習分數乘法,故教材不作要求。小數乘法運算與整數、分數乘法運算的一致性,可以借助單位換算和面積模型等方法多元表征、促進理解。