[摘 要] “归一问题”一直是小学数学教学重点和难点,小学生对一些无现实模型支撑的“归一问题”感到困惑和难以理解。教师可以基于“平均分”思想引导学生分析思考,帮助学生直观理解和解决此类问题,使学生在学习过程中理解解决问题背后的数学原理,提高学生的数学学习效果和兴趣。
[关键词] “平均分”思想;“归一问题”;等分除法;包含除法
数学中的“归一问题”是小学数学教学中的重要内容,也是小学生数学学习的难点。“归一问题”要求将一个整体按照一定的比例或关系分成若干份,探索每份的数量或比例。学习这类问题,学生不仅能够培养比例思维和分数运算能力,还能够提高解决实际问题的能力,发展数学综合素养。这类问题还涉及不同单位和数量的转换及比较,且相关比例内容的学习在小学知识结构上相对滞后。学生虽然学习了比,但是不会通过比例关系解决问题,导致解决问题的效果不佳。因此,如何让学生有效地学习“归一问题”,是数学教学中亟待解决的问题。
在实际教学中,学生相对容易理解和掌握具有现实意义并有实际模型的“归一问题”,比如根据“路程=速度×时间”求“速度”,根据“总价=单价×数量”求“单价”。对于一些无现实模型支撑的“归一问题”(如“菜籽榨油”问题),学生感觉比较抽象,无法分析和解决问题。下面,笔者以“菜籽榨油”问题为例,探讨利用“平均分”思想来解决这类问题,帮助学生更直观地理解和解决此类“归一问题”,并在教学过程中引导学生理解问题背后的数学原理,提高学生的数学学习效果和兴趣。
一、教学引入
1. 问题呈现
如果10千克菜籽可以榨4千克油,求1千克菜籽可以榨油多少千克?榨取1千克油需要菜籽多少千克?
2. 问题分析
学生初看这个问题会有点懵,心中充满疑惑:题目中的菜籽和油都是以“千克”作为数量单位,它们能不能相除?如果可以相除,那么如何解释其实际意义?用谁除以谁呢?因此,如何帮学生消除疑惑,理解题意,师生共同分析解决问题是教学的关键。
3. 问题解决
人们在分物的时候常常要求做到“公平”,在“分”的时候每个人要“分”得同样多,也就是每份分得同样多,这种分法叫平均分。“平均分”是分物时所用的一种思想方法。从学生视角看,“平均分”是有形的,对正处于直观形象思维阶段的小学生来说,理解“平均分”的难度不大。
首先,教师可以引导学生思考问题的实际意义,即将一定数量(千克数)的菜籽按照一定对应关系榨出相应数量(千克数)的油;然后,通过“平均分”思想的引导,将总量分成若干等份,每份量的大小即为所求。教师可以和学生共同进行这样的分析:如图1所示,在“1千克菜籽可以榨油多少千克”问题中,“1千克菜籽”占“10千克菜籽”的,就是把“10千克菜籽”平均分成10份,每份量为1千克菜籽。那么“1千克菜籽”可以榨油多少千克呢?那是把“4千克油”也平均分成10份,每份油为4÷10=0.4,所以1千克菜籽可以榨油0.4千克。其中的“4”代表“油的总量4千克”,“10”代表“油的份数10”。(4÷10并不是两个相同单位的量相除)因此,结果单位和被除数单位一致。
以此类推,如图2所示,在“榨取1千克油需要菜籽多少千克”问题中,“1千克油”占“4千克油”的,也就是要把“4千克油”平均分成4份,这样每份量为1千克油。那么榨取“1千克油”需要多少千克菜籽呢?那肯定是把“10千克菜籽”也平均分成4份,每份菜籽量为10÷4=2.5,所以榨取1千克油需要菜籽2.5千克。其中的“10”代表“菜籽总量10千克”,“4”代表“菜籽份数4”。这种分析解决问题的方法是基于“平均分”思想(等分除法),紧扣“单一量”,将“归一”法很清晰地展现出来,学生容易理解其中的道理,能够更深层次地体会到前后知识之间的联系,即知其然,又知其所以然。
4. 原理分析
“平均分”思想的原理是将一个整体按照一定的份数进行等分,然后求出每一份的大小,或者已知平均分的每一份的大小求份数。这种方法的优势是简单和直观,不需要进行复杂的换算和运算,只需要采用简单的除法,根据等分除法或包含除法就可以得到答案。这种方法的局限是需要保证总量、份数和每份量都是整数,否则会涉及小数的除法,会增加难度和误差。为了说明“平均分”思想的原理,教师可以引导学生用“平均分”模型的数学表达式来辅助说明:“平均分”模型的数学表达式为“每份量=总量÷份数”或“份数=总量÷每份量”。教师引导学生将此模型与“路程=速度×时间”模型、“总价=单价×数量”模型(如图3)进行对比,“平均分”模型实质是这两种实际模型的一般化形态,由此让学生更好地理解“平均分”模型的意义。
二、教学拓展
在解决问题的过程中,教师可以引导学生对问题进行拓展与深化:如果10千克菜籽可以榨4千克油,照这样计算,3千克菜籽可以榨油多少千克?榨取5千克油需要菜籽多少千克?
先分析第一个问题:要求3千克菜籽可以榨油多少千克,可以根据“平均分”模型求出1千克菜籽榨油=4÷10,那么3千克菜籽榨油=4÷10×3=1.2(千克);还可以根据“平均分”模型求出榨取“1千克油”需要菜籽=10÷4,那么3千克菜籽榨油=3÷(10÷4)=1.2(千克),这里要用到“包含除法”。
再分析第二个问题:要求榨取5千克油需要菜籽多少千克,可以根据“平均分”模型求出1千克菜籽榨油=4÷10,那么榨取5千克油需要菜籽=5÷(4÷10)=12.5(千克),这里要用到“包含除法”;还可以先根据“平均分”模型求出榨取“1千克油”需要菜籽=10÷4,那么榨取5千克油需要菜籽=10÷4×5=12.5(千克)。
在以上问题中,菜籽和油的数量都是整数,如果数量是小数如何用“平均分”模型来理解呢?比如,如果5.2千克菜籽可以榨2.08千克油,求1千克菜籽可以榨油多少千克?按照上述的理解,将“2.08千克油”平均分成5.2份,所以1千克菜籽榨油=2.08÷5.2=0.4(千克)。这时,学生有点懵了:平均分成5.2份?这个怎么理解啊?此时,教师可以引导学生把“菜籽量”和“油量”都扩大100倍来进行考虑,将原题变成“如果520千克菜籽可以榨208千克油,求1千克菜籽可以榨油多少千克”,这样根据“平均分”模型得出1千克菜籽榨油=(2.08×100)÷(5.2×100)=0.4(千克)。教师引导学生将这个解答方法与解答“2.08÷5.2”相对照,让学生理解被除数和除数同时扩大100倍后,根据商不变的规律,结果保持不变。
三、教学反思
“平均分”思想方法和除法的两种含义(等分除法和包含除法)紧密联系,学生对“平均分”思想方法理解并不困难。因此,教师引导学生用“平均分”思想来认识“单一量”的本质,用“平均分”模型来解决“归一问题”,可以让学生回到问题的原点,从本原性上思考这类问题。
在教学中,教师可以通过实例演练来巩固学生的理解,可以设计一些类似的问题让学生独立思考,让学生根据不同的情况选择合适的方法来解决。教师还可以引导学生进行反思,思考解决问题的方法是否通用,是否存在更简便的解决方法。比如,教师可以让学生思考“平均分”模型与“路程=速度×时间”模型、“总价=单价×数量”模型的异同及联系;可以让学生探讨一下“菜籽榨油”过程中各数据之间究竟存在怎样的数量关系,为什么会有这样的关系;还可以引导学生理解“教学拓展”中“照这样计算”的含义。这样可以激发学生的思维和创造力,让他们能够在不同的情境下灵活运用数学工具去探究数学的奥秘。通过这样的实践与反思,学生可以不断提高解决问题的能力,并且加深对数学原理的理解。
综上所述,基于“平均分”思想解决“归一问题”具有很好的效果,它能够帮助学生更直观地理解并解决问题,提高学生的数学理解能力和应用能力,为学生后续学习比例内容作铺垫;同时激发学生的学习兴趣,培养学生的思维能力和探究习惯。在小学数学教学中,教师要重视基于“平均分”思想的教学方法帮助学生更好地理解和应用数学知识,通过不断地引导学生思考和实践,让学生不仅能掌握解决问题的方法,还能深入理解方法背后的原理。