借助多元表征,融通算法一致性——以“除数是整数的小数除法(一)”为例
摘要
关键词
运算一致性;计数单位;小数除法
正文
《义务教育数学课程标准(2022年版)》明确提出:“通过整数、小数、分数的运算,进一步感悟计数单位在运算中的作用,感悟运算的一致性。”除法在四则运算中最难,其算理和算法与加减乘不同,师生均难掌握。教师需借助多元表征,如语言、动作、符号、图形等,帮助学生理解算理,沟通整数、分数、小数运算关联,体会运算本质。
小数除以整数,其计算方法与整数除法相同,是整数除法的延伸。同时它又是“除数是小数的除法”的开端,在整个知识体系中起着承上启下的作用。本节课在竖式除法教学中的重点是理解计数单位继续细分的过程。
下面以人教版教材五年级上册“除数是整数的小数除法(一)”为例进行设计与说明。
一、情境激发,让学习真实可见
(一)复习引入,回顾算法
【片段1】
师:学校要举办运动会,五年级的224个同学平均分成4个方阵。平均每个方阵有多少人?
生:224÷4=56(人)
师:你是怎样计算的?
【说明】学生已在三年级学习“除数是一位数的除法”,课前复习整数除法,设计列式224÷4以明确算理。小数除法起始课“除数是整数的小数除法”,但在人教版的学习材料中未呈现整数除法竖式,为勾连两者,创设运动会方阵情境复习,唤起学生记忆,为理解小数除法22.4÷4作准备。
(二)自主探究,解决问题
【片段2】
师:黄平、李明、林俐、张文4位同学一起团购了运动会彩球,共花了22.4元,他们每人平均要给多少钱?
1.根据数量关系列出除法算式。
生:22.4÷4。
2.估一估结果是多少,为什么这样估?
生:大于5小于6,因为四五二十,四六二十四,20<22.4<24,所以22.4÷4的结果大于5小于6。
【说明】《数学课程标准2022年版》第二学段指出:“借助学生的生活经验,引导学生认识小数单位,进一步感悟十进制计数法。在这样的过程中,发展学生数感。”对三版教材横向对比,发现情境创设贴近学生生活。学生通过情境理解小数除法在生活中的应用,减少陌生感。实例帮助计算转化,连接新旧知识,提供问题解决借鉴。北师大版和苏教版用“元、角、分”揭示小数除以整数,人教版用“米、千米”。相邻单位进率非10,学生难理解。选“元、角、分”情境,以进率10单位换算助理解计算过程。此举助沟通小数与整数除法联系,纳入认知系统。再设运动会购买彩球情境,让学生列式估算,培养数感。
二、多元表征,让思维真正发生
对同一个事物采用的不同的表征形式就是多元表征。在数学学习中,除了有内隐的心理层面的知识建构与整合,还有外显的能够呈现认知过程和认知结果的多样化的数学表达,这就是数学多元表征。
(一)旧知迁移,探究算理
【片段3】
在估算的基础上,请用自己喜欢的方式,试着算出这个算式的准确结果。
师:你能算出这个算式准确的结果吗?请同学们用喜欢的方法试着写一写、算一算。
学生出现了以下这5种情况:
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图1
生1:我是把22.4元转化成224角,224角除以4等于56角,再把56角转化成5.6元,所以22.4÷4=5.6元。
师:这位同学真棒!利用转化的数学思想解决问题,他是直接将22.4元转化成224角,那样小数除法就转化成旧知整数除法,很会转化和迁移。
生2:我是把22.4先乘10等于224,224÷4=56,56÷10=5.6,所以22.4÷4=5.6元。
师:这位同学是利用商的变化规律来解题的,那新知识也转化成旧知识来解决了。
生3:我是先把22元平均分给4个人,每个人分得5元,还剩2元。再把2元转化为20角,20角和4角合起来就是24角,24角平均分给4个人,每个人分得6角,所以每个人分得5.6元。
师:你说得很清楚,掌声鼓励。
生4:我是按照整数除法的方法来计算的。
生5:我也是按照整数除法的方法来计算的。
师:这两位同学都是按照整数除法的方法来计算的,但是写法不一样,他们写得对吗?
生6:通过刚刚前三位同学的分析,我们可以知道,第4个竖式是错的。
师:那怎么办呢?
生6:只要在5和6之间点上小数点就可以了。
师:所以22.4÷4=5.6(元),同学们真会思考啊!我们结合课件演示一起回顾刚刚同学们讲的过程。
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图2
【说明】借助单位换算,把小数除法转化为整数除法。利用商的变化规律算出答案。沟通第三种和第五种计算方法的内在联系,借助“元、角、分”理解竖式中每一步的含义。
(二)数形结合,感悟算理
【片段4】
师:如果没有了元角分,怎么解释22.4÷4这个竖式呢?你能结合着用分图形的方法说一说吗?
生:每个小方块是1,22个小方块看成22个1,把22个1平均分成4份,每份5个1,5写在个位上。22个1分了20个1剩下2个1。2个1是20个0.1,20个0.1和4个0.1,合起来就是24个0.1。24个0.1平均分成四份,一份是6个0.1,就是0.6,所以22.4÷4=5.6。
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图3
【说明】巩子坤、史宁中、张丹在数的概念与运算一致性框架中提出:小数除法运算可以概括为“披着小数外衣的整数除法运算”,除法运算的一致性体现为:计数单位与计数单位相除,计数单位上的数字与计数单位上的数字相除。
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图4数的概念与运算的一致性框架
因细分计数单位难,本环节数形结合感悟算理。学生见小方块为1,22块视22个1,均分4份得5个1。余2个1转20个0.1,加4个0.1为24个0.1,再均分4份得6个0.1即0.6,故22.4÷4=5.6。图形平分助学生脱离元角分情境,探索感悟小数除法本质。
三、方法迁移,让算法结构一致
(一)深化应用,巩固提升
1.基础练习。
9.6÷4 34.5÷15
请计算这两道题,并说一说竖式中每一步的意思。
2.深化练习。
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(1)填一填。
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(2)下面各题算得对吗?如果错,请选出错误的原因。
(二)对比观察,发现规律
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【片段5】
1.观察这3个竖式,你发现了除数是整数的小数除法竖式计算有什么特点?
生1:从高位除起。
生2:商的小数点都和被除数的小数点对齐。
生3:商与被除数的相同数位对齐。
2.对比小数除法和整数除法的联系与区别。
【说明】第一次对比:学生发现除法与加减法类似,需对齐数位。整数除法余数可转为小数部分继续除,商扩充至小数部分,小数点对齐。学生透彻理解算法要点。第二次对比:小数与整数除法的异同,强调算理算法本质相同,仅小数点定位不同,实现自主迁移。
(三)方法迁移,拓展延伸
拓展题:《新编童话》一套共4本,总价99.8元。平均每本多少钱?结合情境说一说竖式中每一步的意思。
生:因为要求平均每本多少钱,根据“单价=总价÷数量”,我的算式是99.8÷4。但是在十分位余数为2的时候,我不知道接下来怎么办。
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【说明】本题需添0继续除。学生可能遇十分位余2难题。作为拓展练习,让学生在小组内讨论,可能通过细分计数单位解题,实现计算方法迁移,为学习例2铺垫。
四、总结提升,让知识层次加深
【片段6】
师:这节课你有什么收获?
生1:我学会了利用“元、角、分”理解除法竖式计算的过程。
生2:我学会了把小数除法转化为整数除法。
师:本节课利用旧知识学习新知识,是数学学习中非常好的方法呢。利用转化,我们将整数除法的算法延续到了小数除法中。在今后的学习中,希望同学们也可以利用这样的方法继续学习更多的知识。
生3:其实小数除法和整数除法的计算方法是一样的,只不过小数除法的商要加上小数点而已。
师:你用自己的语言概括得既简洁又到位哦,那为什么商要加上小数点呢?
生4:因为要把整数部分和小数部分分开,不然就看不出每个数字在哪个数位上了。
师:没错,也就是计算了整数部分的商后还要再继续除,其实,这就是计数单位继续细分的过程啊!
【说明】本节课通过多元表征方式,如“元、角、分”模型和“分图形”操作,勾连小数与整数除法,理解小数除法的算理。建立两者内在联系,明确小数除法即计数单位细分过程,帮助学生理解算理、掌握算法,融通算法一致性。
参考文献:
[1] 中华人民共和国教育部制定.义务教育数学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.
[2] 中华人民共和国教育部制定.义务教育数学课程标准(2022年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2022.
[3] 姚建法.数学多元表征研究综述[J].江苏教育研究,2020(13):53-59.
[4] 巩子坤,史宁中,张丹.义务教育数学课程标准修订的新视角:数的概念与运算的一致性[J].课程•教材•教法,2022,42(6):50.
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