“运算定律总复习”中的化解疑问教学

2021-09-30 09:52吴培钢顾佳旭
教学月刊(小学版) 2021年26期
关键词:结合律交换律定律

□吴培钢 顾佳旭

运算定律是小学计算教学中的一个重要内容,是简便计算的依据。“运算定律总复习”时要对小学阶段学过的运算定律进行系统的回顾与整理,同时就一些典型的简便计算进行复习。各版本教材在编排“运算定律总复习”这一内容时,都是只复习加法和乘法中五条运算定律的名称和字母公式,不涉及减法和除法,而在编排“简便计算总复习”时,却涵盖了加、减、乘、除四种运算。面对这样的运算定律总复习,学生会有什么疑问?带着这样的思考,课题组开展了实践研究。

一、问卷设计与意图解读

本次研究问卷设计如下。

1.下面这张表格是用来复习小学阶段学过的运算定律的。请你把表格填完整。

名称加法交换律加法结合律乘法交换律乘法结合律乘法分配律举例15+28=28+15用字母表示a+b=b+a

2.请仔细观察上表,认真地想一想,你有没有什么疑问?如果有,请大胆地写下来!

题1将人教版教材中关于运算定律总复习的表格直接呈现给学生,并明确提示这是用来复习小学阶段学过的运算定律的。本题的测试目的是唤起学生对于运算定律的已有认识,同时用题目告诉学生小学阶段学过的运算定律都在表格中了。题2进一步引导学生观察、思考表格中的运算定律,检测学生是否对运算定律中没有出现减法和除法存在疑问。

二、测试分析与疑问确定

(一)测试分析

测试在2所城镇小学和2所农村小学开展,每所学校各选择1个班,共计155人。通过对学生写下的疑问进行分类归并发现,学生对上述这样的运算定律总复习有10多种不同的疑问,如“运算定律一共有多少种”“运算定律有什么共同点”等等。并确实发现,学生对于运算定律中没有减法和除法存在疑问,且是所有疑问中最突出的,相关测试数据如表1、表2所示。

表1 疑问指向除法的统计表

表2 疑问指向减法的统计表

续表

(二)疑问确定

结合前测数据与现场对部分学生的访谈可知,学生对于运算定律中没有出现减法和除法的疑问,是基于自己所学与现在的复习进行对比之后产生的,是深刻思考的结果。故可将此确定为学生的疑问。

三、疑问分析与“化疑”实施

(一)疑问分析

1.教学价值分析

小学阶段一共教学了加法交换律、加法结合律、乘法交换律、乘法结合律和乘法分配律五条运算定律,这五条运算定律被誉为“数学大厦的基石”。除此之外,在小学的简便计算过程中,还经常用到诸如a-b-c=a-(b+c)和a÷b÷c=a÷(b×c)这样的运算规律。教学中为了方便理解,很多教师给出减法性质和除法性质的名称。不过,也有教师对此有意见,因为教材上是没有这样的名称的,不知道这样可不可以。

为了弄清楚这个问题,课题组查阅了《数学辞海》,发现这样的名称是可以的。如《数学辞海》中有一个词条是“除法的性质”,其中的第一种便是“一个数除以两个数的积,等于这个数依次除以积的两个数”,这不就是a÷b÷c=a÷(b×c)的逆运用吗?即a÷(b×c)=a÷b÷c。另外,人教版《教师教学用书》四年级下册在“运算定律”单元的解读中也有这样的表述,“研究数的运算,在给出运算的定义之后,最主要的基础工作就是研究该运算的性质”(P44),“‘做一做’第1题是对‘连续减去两个数,可以减去这两个数的和’的性质的形式认知”(P51)。

确认了“减法性质”和“除法性质”这样的名称是可以的,是不是就能解决学生的疑问呢?还不行,因为这又会引出一个新的问题:为什么加法和乘法中的叫“运算定律”,而减法和除法中的却叫“运算性质”?只有解决了这个问题,才能深度解决学生的疑问。那么,这到底是为什么呢?

以除法为例,首先,它的性质表现为多种形式,除了a÷(b×c)=a÷b÷c,还有a÷(b÷c)=a÷b×c、a÷b÷c=a÷c÷b等。因此,所谓的除法性质,实则为除法运算中一些恒等变形现象的总称,不像加法和乘法的运算定律那么唯一(在运算的各种性质中,最基本的几条性质,通常称为“运算定律”——人教版《教师教学用书》P44);其次,仔细观察这些除法性质不难发现,其中涉及的运算都不是纯粹的除法,还有乘法,不像加法和乘法中的运算定律那样单一、清晰(乘法分配律完整的讲法是乘法对加法的分配律);最后,除法性质中的一些规律,在小学的实际教学中常常会有一些贴切的“土名称”,如a×b÷c=a÷c×b被称为“带符号搬家”,这个名称与“交换律”有点雷同。仔细分析就会发现,这确实可理解为是同一种情况,因为除法可以转化成乘法,如a×b÷c=a÷c×b,如果用乘法表示即可见“带符号搬家”的本质就是“交换律”的运用。这就是说,除法中的性质可以用乘法的运算定律来解释,甚至可以理解为乘法运算定律的另一种表现形式而已(初中起,小学阶段的除法式子都可以转化成分数形式)。既然这样,就不需要再对除法中的某一个运算规律独立命名了,这也体现了数学追求的简洁性。除法如此,减法亦如此(初中起学习正负数运算之后,减法都可以转换成加法)。

因此,教材不给出“减法性质”和“除法性质”这样的名称,“运算定律总复习”时只聚焦加法和乘法,背后是有其数学道理的。

由此可见,如果引导学生理解了上述道理,就可以加深他们对运算定律的认识。这一点,在学生之前的学习中是不涉及的,在学生后续的学习中也很难再被提及。因此在六年级“运算定律总复习”时化解“为什么运算定律中没有减法和除法”这个疑问具有重要的教学价值。

2.可行性分析

“为什么运算定律中没有减法和除法”这个疑问能否在六年级的课堂上化解呢?实践发现,这有一定的难度,但总体是可行的。

有一定的难度,主要是因为小学生没有学习过负数的运算,除法中的一些性质用乘法运算定律来解释也有一定的麻烦,这给化解疑问带来了困难。总体是可行的,主要是指学生已经具备了将除法转化成乘法的能力,因此对于像“带符号搬家”等相对简单的除法性质,学生可以凭借自己的能力用乘法运算定律来解释。

由此形成了化解这一疑问的设想:先暴露学生的疑问,然后聚焦“运算定律”和“运算性质”这两个名称,以简单的除法性质为例,引导学生自己用乘法运算定律进行解释,逐渐拓展到比较复杂的除法性质,进而联想到减法也是这样的道理,从而化解疑问。

(二)“化疑”实施

考虑到很多教师在教学中给出了减法性质和除法性质这样的名称,因此化解疑问过程中将此作为一种常态现象来看待,即在引导学生提出“为什么运算定律没有减法和除法”之后,跟进呈现减法性质和除法性质,之后聚焦“运算定律”和“运算性质”,展开“为什么名称不一样”的讨论。

师:今天我们一起来进行运算定律的总复习。回忆一下,我们学过哪些运算定律?

学生回答加法和乘法中的五条运算定律,教师依次板书,得出字母表达式。

师:这就是我们学过的五条运算定律。来,仔细看一下黑板,想一想,你心里有没有什么疑问?

生:为什么没有减法和除法?

师:真的,好奇怪!运算定律中竟然没有减法和除法,你们心里有这样的疑问吗?

生(齐):有!

师:这是什么原因呢?

生:因为减法中的叫减法性质,除法中的叫除法性质。

师:有减法性质和除法性质吗?

学生回答有的,于是教师板书这两个名称,并得出a-b-c=a-(b+c)和a÷b÷c=a÷(b×c)这两条性质,进一步引导得出a-b-c=a-c-b和a÷b÷c=a÷c÷b这两条性质。

师:现在请大家再来仔细观察黑板,想一想,此时你的心里有没有新的疑问产生呢?

生:为什么加法和乘法是“律”,而减法和除法是“性质”?

师:他的疑问你们听懂了没有?

学生纷纷表示听懂了。教师在“律”和“性质”下面画线,并用红色粉笔在旁边写了一个大大的“?”,以此引导所有学生直观看到这个疑问,之后用掌声表扬提出这个疑问的学生。

师:有谁知道为什么这些名称会不一样?

面对这个疑问,学生自然无人知晓。

师:老师告诉大家,你们的这个疑问可有意义了。因为在这个疑问里面,藏着运算定律和运算性质的重要联系。接下来我们就一起来研究一下。我们来看a÷b÷c=a÷c÷b,这条除法性质和前面的某条运算定律有着密切的联系,你们能不能看出来?

这个提醒一下子让很多学生举手了。

生:我觉得和乘法交换律有联系,因为除法可以转换成乘法。

师:是吗?我们试试看。

师:你们发现了什么?

生(齐):就是乘法交换律。

师:真的就是乘法交换律(在两个式子中间写上“=”号)。将除法转化成乘法,这条除法性质可以用乘法交换律来解释(在黑板上用箭头示意)。那么,除法的这条性质a÷b÷c=a÷(b×c),会不会也和前面的某条运算定律有联系呢?

学生议论纷纷。教师组织学生先独立思考,再同桌交流,并提议可以把自己的想法像黑板上这样写一写。待学生讨论得差不多了,组织反馈。

师:老师帮你写下来。你觉得和哪条运算定律有联系?

生:和乘法结合律有联系。

师:这也就是说,你们现在发现,这条除法性质是可以用乘法结合律来解释的,是吗?老师现在有个问题,前面这样转换我看得懂,但后面a÷(b×c)转换成我有点看不懂了。

教师话音刚落,一些学生马上举手了。

生:把(b×c)看成一个整体,那么a÷(b×c)=a×

教师结合学生的说法,在黑板上跟进板书,和全班学生一起再次理解。

师:如此看来,这条除法性质,确实可以用乘法结合律来解释(在黑板上用箭头示意)。

师:除法性质我们用乘法的运算定律解释了,那么减法性质怎么解释呢?

学生说可以用加法的运算定律来解释。

师:你们的猜想完全正确。等大家到了初中,学习了正数和负数的运算之后就会发现,减法性质就可以用加法的运算定律来解释。既然这样,这些运算性质就不用再单独给运算定律的名称了,而是统称为减法性质和除法性质。

……

至此,本课化解疑问的教学完成。后续,可让学生根据所学,列举出一些不同的减法性质和除法性质的题目,进一步感受运算性质的多样性和运算定律的唯一性、基础性。

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