胡剑
[摘 要] 苏教版小学数学教材中适当地编排了一些“思考题”,这些思考题作为课程资源,为教师发展学生的智能和培养学生的学习兴趣, 提供了很好的、可利用的材料。随着素质教育的不断深入,培养学生会思考、会学习,这些思考题起到了一定的作用。文章立足于教材中的三道思考题,寻求有效的教学策略,让思考题“亲民”,让大多数学生跳一跳能摘到“果子”。
[关键词] 覆盖面;一般到特殊;解题策略;摘果子
苏教版教材的练习设计有一个特点,会时不时给学生“加料”,在单元末尾来一道“菜”,用方框框起来,并标有底色。学生习惯上叫这些 “方框题”为“附加题”或者“思考题”,遇到这种题目,聪明孩子摩拳擦掌跃跃欲试,一般的孩子则畏首畏尾无从落笔。2011版《小学数学新课程标准》明确要求,“人人能获得良好的数学教育,不同的人在数学上得到不同的发展 [1]”,“人人”是就覆盖面而言,良好的数学教育是应该面向全体学生的,同时也要承认学生存在差异,“不同的人”有不同的发展目标。教材提供的思考题,既要让全体学生得到发展,又要帮助学生建立自己的数学现实和数学学习的直觉,学会运用数学的思维方式进行思考。
在苏教版数学四下教材里,一共安排了三道思考题,第三单元“三位数乘两位数”安排了一题,第六单元“运算律”安排了两题,这三道题都是放在该单元的最后一页。这册教材安排的这3题,我们需要教会学生些什么呢?
一、寻求解决问题的方法——从一般到特殊
【例1】 苏教版小学数学教材四下37页:
这道题的出现,使得难度一下子拔高了许多,学生的错误率一直居高不下。教师使出浑身解数,各种奇招,希望能把准确率提高上去。题目中4、3、2、1、0五个数字中含有0,有一定的特殊性,“遇到特殊问题,想想它的一般情形是什么;掌握了一个解个别问题的方法,想想它能不能用来解别的更一般的问题:这就是学数学时应当常常注意运用的一种思考方法 [2]”,我们就从一般情况入手,先去掉特殊数字“0”,按下列情形逐步进行探究:
情形一:把4、3、2、1放入□□×□□乘积最大是多少,最小是多少?
两个数的首位应该分别先放4和3,变成了4□×3□,接下来两个数的第二位分别放2和1,只有两种情况:42×31和41×32,筆算可以很容易算出,42×31=1302,41×32=1312,2放在3的后面乘积更大。还可以从算理上得到验证:4□×3□,不管后面怎么放,两个数的首位都是四十几乘三十几得1200多一些,可以不去考虑。如果较大数2放在首位大数4的后面,那么2×3□得60多一些,而如果放在首位小数3后面,则是2×4□得80多,很明显,较大数2放在首位较小数3后面,即41×32积会大。同理求最小,先取最小的两个数1和2作为两个数的首位,再取3和4,要使得积小,3放大数2后面,4放小数1后面,得14×23=322是最小。
情形二:把5、4、3、2、1放入□□□×□□乘积最大是多少?最小是多少?
先取5和4作两个数的首位,再取3和2,3应该放在小数4后面,2放在大数5的后面,得到52×43是最大的,1放大数52就是1×43=43,放小数43这边就是1×52=52,显然结论和前面一样,应该放在小数这边积会更大些,即52×431=22412最大。积要最小,最后一个5放大数23后面,14×235=3290是最小的。
归纳总结:要想得到积最大,先选择最大的两个数字确定首位,再选次大的,大的跟在小的后面,小的跟在大的后面;要想得到积最小,先选择最小的两个数字确定首位,再选次小的,大的跟在大的后面,小的跟在小的后面。我们可以再试一些,比如1、2、4、7、9;或者4、6、7、8、9来验证思路的准确性。为了便于记忆,编口诀“积最大,大跟小,小跟大;积最小,大跟大,小跟小”。
情形三:处理有0的特殊情况。回到教材上“思维题”,对于4、3、2、1、0,积最大没有影响,可以照搬口诀完成前4个数字,得到41×32最大,最后一位0可以放在任意数的末尾,410×32或41×320。积最小,由于0不能作首位,先确定最小的两位1和2作为两个数的首位,接下来是0和3,“小跟小”,0在1的后面,3在2的后面,最后一位是4,4没有跟谁比,看作“大”的数, “大跟大”,更在23的后面。
积最大:41×320=13120;
积最小:10×234=2340。
再来看看解决这个问题的另外一种方法——“un笔顺法”。
仍然从一般情况来思考,先考虑没有0的情况。
求最大:把a、b、c、d、e五个数字从大到小排列,分别摆在字母“u”的五个位置(如图2),这五个位置的摆位是以书写字母“u”的笔顺来定位的,乘积最大是:ad×bce。如果是数字1、2、3、4、5,用这个方法得到乘积最大的算式是:52×431=22412。
求最小:把a、b、c、d、e五个数字从小到大排列,分别摆在字母“n”的五个位置(如图3),这五个位置的摆位是以书写字母“n”的笔顺来定位的,乘积最小是:ac×bde。如果是数字1、2、3、4、5,用这个方法得到乘积最小的算式是:13×245=3185。
再考虑有0的情况:当这个五个数字中有一个是0时,求积最大没有问题,本身0就是5个数字中最小的,按43210顺序排,0排在最后,可以用“u”来做,很容易得到积最大的算式是41×320=13120;但求积最小时,按01234顺序排,0不能排在首位,这里“0”的位置被安排在固定位置“C”位,剩下的4个数字从小到大排列在a、b、d、e的位置,得到积最小的算式10×234=2340。
这两种方法,有两个共同的特点,一是都从一般到特殊来研究,得出一般性的结论再来考虑特殊情况下需要打什么“补丁”,最后又回到一般情况来解决问题,“由一般到特殊的学习路径,且突出一般方法内涵本质的理解,更有利于帮助学生形成策略性知识,发展解决问题的策略水平 [3]”;二是都有一个既定的“程式”需要学生来记忆,后者需要记住图——“un笔顺法”,前者需要记住一句话——“口诀”,学好数学,“记功”功不可没,各种运算律、各种公式等等,是必须要记住的。但前者应该更值得提倡,即使忘记了“口诀”,也可以从算理上重新求得,并且可以扩展到三位数乘三位数,三位数乘四位数,四位数乘四位数……,都是适用的,这符合“新课标”对第二学段倡导的“发展合情推理能力,能进行有条理的思考”的目标要求。
二、寻求练习的层次性——从最基础出发
【例2】 苏教版小学数学四下教材67页:
在第六单元“运算律”的最后,安排了这样两道简算题,无形中把乘法分配律的运用提高了许多。这个单元有三个运算律,乘法分配律是重点,也是一个难点,学生需要会运用乘法分配律来进行简算,教材给出的配套巩固练习,都是基于乘法分配律的“模型”来设计的,(a+b)×c=a×c+b×c这个“模型”是学生必须要掌握的,这是利用运算律解决其他较难题目的基本保证,“学生学习能力不同,导致对知识的理解、应用能力也有所不同,所以,课堂练习的设计要有层次、有变化、有发展,适合班级每个学生的要求 [4]”,从而整体提高每个学生的学习能力。
第一层次练习,基本题,保证全体学生“吃得饱”:
68×35+68×65;36×42+42×64;75×25+25×25。
这类习题要求人人都掌握,直接套用乘法分配律“模型”,找到相对应的a、b、c位置进行解答。68×35+68×65=68×(35+65);36×42+42×64=42×(36+64);75×25+25×25=25×(75+25)。
第二层次練习,变形题,绝大多数学生“吃得好”:
45×99+45;45×101;63×99。
这类习题需要对题目进行简单的“加工”,制造出乘法分配律的“模型”,变成第一层次类型的题。45×99+45=45×99+45×1;45×101=45×(100+1);63×99=63×(100-1)。
第三层次练习,较难题,学有余力的学生“够得着”:
75×280+750×72;66×27+33×46。
这类习题需要借助“积不变的规律”对原题进行变换,改造出乘法分配律的“模型”:75×280+750×72,把75扩大10倍,280缩小10倍得到算式750×28+750×72;66×27+33×46,把66缩小2倍,27扩大2倍得到算式33×54+33×46。课本中的例2属于这一类,360是36的10倍,999是111的9倍,相信大家会做了。
第四层次练习,竞赛题,少数学生可以顶顶脚跟去“摸一摸”:
280×234+1110×576+6540×28。
这类习题是多种知识的相互渗透,要从表面上杂乱无章的数来构造出乘法分配律的模型。很显然,因数28和280是一个突破口,先把280×234+6540×28改造成28×2340+6540×28,得到28×(2340+6540)=28×8880,这题就变成28×8880+1110×576,发现8880是1110的8倍,利用“积不变的规律”再构造成28×8880+8880×72,再次变成了基本题。
上面四个层次的练习,不管是哪一层次,最后都要回到本源上来,这个本源就是教学大纲要求的“基础知识”和“基本技能”,乘法分配律在初中阶段是一个寻求公因数的过程,同时也是一个合并同类项的过程,在小学阶段,是建立乘法分配律模型(a+b)×c=a×c+b×c的过程,是寻找或构造相同数“c”的过程,遵循认知规律,在思考的过程中,要引导学生用一双“慧眼”去捕捉算式中各个因数的内在联系,做出适当变换,转化成基本题。
三、寻求解题的高效性——从“整体”来思考
【例3】 苏教版小学数学四下教材71页:
这是一道行程问题里的“相遇问题”。行程问题的一个最基本数量关系是:速度×时间=路程,扩展到相遇问题,这个关系式变为“速度和×相遇时间=相遇路程”。已知条件中“速度和”可以求到,相遇时间也有,现在“合”在一起来整体思考,(65+70)×5=675米,求得的是什么呢?当然是相遇路程,这个相遇路程是桥长吗?这个时候就要分开来考虑了。可以配合线段图来分析(如图6):
图中可以看出,从出发到第二次相遇,小华走了一个桥长多一些,小明也走了一个全程多一些,各自的多一些,合起来也是一个桥长,两个人一共走了3个桥长。通过前面的“先整体来思考,再分开来思考”,发现“速度和×相遇时间”原来就是3个全程,问题得到解决:(65+70)×5÷3=225米。
我们可以继续深究:如果两个人经过5分钟是第三次相遇,结果又是怎么样呢?先整体思考,“速度和×时间”先求得两人行的总路程,这个思路是没错的,需要思考的是一共行了几个全程(桥长),分开来分析各自行的过程,不难发现小华行了2个全程多一点,小明也行了2个全程多一点,一共行了5个全程。(65+70)×5÷5=135米。第四次相遇呢?第五次相遇呢?都可以按照这个方法来解决问题。
可以把下面一题引导学生来“跳一跳”,看看能不能“摸得着”:
植树节到来,甲、乙、丙三个小队去植树,都领了同样多的树苗。这批树苗甲队植完需要10小时,乙队植完要12小时,丙队植完要15小时。同时开工的时候丙小队的树苗给另外班级了,丙队决定帮甲、乙两队一起完成,丙队开始帮甲队一起,中途又转向帮乙队,最后这两批树苗同时植完。问丙小队帮了甲小队几小时?
先“合”,整体来思考,把甲乙两队的工作总量都看作单位“1”,总工作量就是“2”了,由于这些树苗是三个小队共同完成的,同时开始,同时结束。先不考虑中间状态,根据“工作总量÷工作效率=工作时间”可以求出这些树苗一共需要几小时植完。
列式:2÷++=8(小时)。
再“分”,思考丙先帮甲几小时。这道题就变成:甲、丙共同植一批树苗,如果甲队单独植需要10小时,丙队单独植需要15小时。丙队因为要去帮乙队而离开了,结果8小时植完了这批树苗,问丙做了几小时后离开。甲8小时一直在做,做了×8,剩下的是丙帮甲做的,帮了几小时?
列式:1-×8÷=3(小时)。
先合再分,圆满地解决了这个问题。这里的“整体思维”起着至关重要的作用。解决问题本无定法,追求高效是解决数学问题的王道。
现今,对学生掌握数学知识的评价一般是7∶2∶1来分配的,基础知识(基本题)占70%,是教材例题的复制,这是立身之本,学生必须要掌握;20%是基础知识的延伸(中档题),大部分学生能够得分;而最后一成是比较难的,属于教材里的“思考题”行列,学生“差异化”的表现就集中在这里。我们教师所做的,就是要把这些思考题变得“亲民”些,让大多数学生能体验到成功的喜悦。于是,从前面分析整册教材安排的三道“思考题”之后,有了以下三点思考:
思考一:“跳一跳”怎么跳。抓基础是王道。我们一直鼓励学生要有“探险”的精神,遇到难题要勇敢地去尝试,但如果根基不牢,注定会碰得头破血流。在例1中对求最大乘积与最小乘积中,表面上是只要去记住“口诀”,实际上“口诀”的背后是三位数乘两位数的算理作支撑;例2中首先要对乘法分配律的“模型”熟悉,左边到右边、右边到左边的灵活切换,还有“数的分与合”“积不变的规律”应用其中;例3中“速度、路程、時间”到“速度和、相遇路程、相遇时间”的数量关系转变等。
思考二:“摘果子”怎么摘。“果子”很甜,摘之有“道”,怎么样能采摘到,就要看你能否找到有效的解题策略。例1中两种方法都很好,你是记“口诀”还是记“字母”,选择适合自己的;例2中乘法分配律你能到达哪一层次,没关系,一步一步来,从最基础的开始,总会找到突破口,公式(a+b)×c=a×c+b×c的那个“c”位一定在某个地方等你;例3中学会“整体”看世界,忽视繁杂的中间环节,前面豁然开朗。
思考三:“助攻”怎么助。练习设计很重要。可以设计多解题,来训练学生思维的变通性;可以设计多变题(或多问题),训练学生思维的多向性;可以设计开放式习题,训练学生思维的广阔性;可以设计层次性练习,训练学生思维的有序性。当然,我们教师在“教学思考题时要引导学生通过比较、思考、讨论等方式,努力寻找解决问题的突破口和解题思路,使大多数学生都能体会到解决问题的乐趣,从而促进学生主动学习与发展 [5]”。
参考文献:
[1] 中华人民共和国教育部. 义务教育数学课程标准[M]. 北京:北京师范大学出版社,2012.
[2] 张景中. 数学家的眼光(典藏版)[M]. 北京:中国少年儿童出版社,2011.
[3] 费岭峰. 重设学路,突出数学学习的挑战性——小学数学由“一般”到“特殊”学习路径设计的实践与思考[J]. 小学教学研究,2018(2).
[4] 黄娇艳. 指向核心素养的小学数学概念教学[J]. 教学与管理,2019(3).
[5] 叶文生. 小学数学思考题有效教学的实践探索[J]. 小学教学参考,2006(z5).