深入探究算理,把握运算本质
——“简单的小数加、减法”教学设计与说明
【教学内容】
苏教版《义务教育教科书·数学》三年级下册第92-93页例4、“想想做做”。
【学情分析】
学生在二年级下学期学习了《两、三位数的加法和减法》,掌握了整数加减法的算理及算法;在三年级上学期学习了《简单的分数加、减法》,会计算简单的同分母分数加减法。本节课的学习是建立在以上教学的基础上进行的。同时,学生在本单元前面的学习中初步理解了小数的含义,并认识了一位小数。学生具有较强的知识经验及生活经验,对简单的小数加、减法的学习具有一定的正迁移作用。从数的运算本质讲,整数的加减法、分数的加减法、小数的加减法计算具有一致性:即相同计数单位的累加或递减。掌握好简单的小数加、减法不仅是对数的认识的拓展,也是对学生运算能力的发展,为学生后续的学习打好基础。
【教材解析】
小数的加减法是数的运算在数域上的一次重要拓展,它与整数相比,在意义、书写形式、计数单位、计算法则等方面具有相同的地方。教材设计的教学线索是先着力引导学生探索并掌握加法的笔算方法,再启发学生把加法的笔算方法向减法迁移。
例题充分利用了小数与学生日常生活紧密联系的情境,让学生在简单的购物情境提出相应的数学问题,引导学生根据题意列出算式并加以解决。首先教学小数加法的笔算,引导学生根据小数的含义,把0.5元和0.7元分别看作5角和7角,算出结果是1元2角。而1元2角也就是1.2元,由此可知0.5加0.7的和是1.2。由整数的运算迁移到小数的运算,为接下来的独立抽象出小数的运算提供支撑。在学生初步理解小数加法的笔算方法后,继续教学小数的减法笔算。从小数加法类推至小数减法,学生再次经历理解算理、内化方法的过程,丰富和加深对相关计算原理和方法的认识。紧接着,教学继续利用情境中的信息,让学生自主提出问题,尝试用一位小数加、减的计算解决问题。在此基础上,引导学生观察、比较一位小数加、减法的计算过程,总结一位小数加、减法计算的方法。
“想想做做”一共安排了6道题,帮助学生掌握小数加、减法的计算。通过竖式计算,帮助学生进一步掌握算法,特别是进位和退位的处理方法,形成必要的技能。在此基础上,让学生应用一位小数加、减法解决一些简单的实际问题,帮助学生进一步体会小数加、减法的应用价值,锻炼学生解决问题的能力。
【设计思路】
《义务教育数学课程标准(2022年版)》指出,运算能力主要是指根据法则和运算律进行正确运算的能力。数的运算重点在于理解算理、掌握算法,数与运算之间有密切的关联。经历算理和算法的探索过程,感悟数的运算及运算之间的关系,体会数的运算本质上的一致性,形成运算能力。本节课以整数的加减法为“生长点”,采用情景化教学,在多元表征中沟通小数加、减法和整数加、减法之间的联系,构建简单的小数加、减法的计算模型,明确算理,掌握算法。
1.巧用整数计算,激活原有经验。整数加、减法的计算是学生原有的经验,是本课内容的“生长点”。立足“生长点”,借助两道整数的加、减法竖式计算,引导学生总结计算方法:相同数位对齐,从低位算起,加法满十向前一位进一,减法不够减向前一位退一当十。唤起学生的知识经验,为接下来的小数加、减法的计算埋下伏笔。
2.巧用自主探究,感知小数算理。小数加、减法的计算方法和整数加、减法是一致的,只不过数的范围扩大了,因此可以放手让学生自己去尝试探索,获取知识。教学中设计了两次探究活动,一是小数的加法计算。学生通过画一画、写一写、算一算,表示出自己的计算方法,让思维可视化。在图与算式的对比中,帮助学生理解简单小数加、减法的算理。二是小数的减法计算。借助小数加法计算的学习经验,在小组交流中明确小数减法计算的算理,沟通小数加、减法之间的联系。两次活动有联系、有发展,皆在活动中帮助学生化解难点,理解算理,掌握算法。
3.巧用对比策略,感受内在联系。俄国著名教育家乌申斯基说过:比较是一切理解和思维的基础,比较是一种思维过程,也是一种教学策略,通过比较能够辨识知识间的联系,认清知识的“本质”,促进学生深刻感知数学知识的本源,帮助理解、内化知识。教学中,进行了三次对比。一是对比加法计算的不同算法,寻找共同点,感知相同的计数单位才能相加减。同时,在对比中优化算法。二是对比小数加法与减法的笔算过程,理解“小数点对齐”就是“相同数位对齐”这一本质。三是对比小数加、减法与整数加、减法,沟通知识间的联系,促进知识的迁移,明确算理的一致性。
4.巧用生活情境,解决实际问题。数的运算的学习,是为了解决实际问题。有关数的运算的教学,都是通过解决生活情境中的问题,明确算理、掌握算法,之后再用所学计算方法回到解决实际问题中去,小数加、减法的学习也是如此。教学中安排了两道解决问题的练习,经历了前面的教学活动,学生有了一定的解题经验。在后面的练习中,运用变式,提出更具思考性的问题,引导学生的思维走向深处,为以后解决稍复杂的实际问题做好铺垫。
【教学目标】
1.让学生经历从生活情境中分析问题、提出简单的小数加、减法问题,并结合已有经验,在解决问题的过程中理解小数加、减法的意义,掌握小数加、减法的计算方法。
2.通过直观操作、迁移等方式理解简单的小数加、减法的算理,探究简单的小数加、减法的计算方法,能正确运用简单的小数加、减法解决一些实际问题。
3.在解决生活实际问题的过程中,获得简单的小数加、减法运算的成功体验,感受数学与生活的密切联系,发展学生的运算能力。
【教学重难点】
重点:理解和掌握简单的小数加、减法的计算方法。
难点:即理解简单的小数加、减法的算理。
【资源与工具】
多媒体课件、作业纸。
【教学设计】
一、复习回顾,唤醒旧知
竖式计算:64+8 32-18
提问:列竖式时要注意什么?
预设1:数位要对齐,从个位算起。
预设2:加法中,哪一位上的数相加满十,要向前一位进“1”;减法中,哪一位上的数不够减,要从前一位退“1”。
引导:为什么要数位对齐?
明确:相同的计数单位对齐。
【设计意图】回顾整数加、减法的竖式计算方法,找准教学的切入点,为本节课建立新旧知识的迁移做好铺垫。
二、创设情境,自主探究
1.情境导入,提出问题。
课件出示:
提问:从图中你获得了哪些数学信息?你能提出一个用加法或减法解决的一步计算的数学问题吗?
预设:买1个馒头和1杯豆浆一共要多少元?
买1碗馄饨和1杯豆浆一共要多少元?
1碗面条比1碗馄饨贵多少元?
1杯豆浆比1碗面条便宜多少元?
……
【设计意图】《义务教育数学课程标准(2022年版)》指出,要让学生尝试从日常生活中发现和提出数学问题。巧用情境图贯穿本节课的学习,创设购物情境,激发学生的学习兴趣。给予学生一定的思考空间,自主获取数学信息,鼓励学生根据图中的条件提出问题,培养学生提出问题的意识和能力。同时,自然引出本节课的教学内容——简单的小数加、减法。利用数学在生活中的运用,让学生感受学习小数加、减法的必要性,激发学生探究学习的欲望。
2.自主探究,理解小数加法的算理和算法。
问题一:买1个馒头和1杯豆浆一共要多少元?
提问:怎样列式?和我们曾经学过的加法计算有什么不同?你会算吗?
活动一:尝试列式计算,可以画一画、写一写、算一算,表示出你的计算方法。同桌交流,说说你的思考过程。
学生动手尝试,教师巡视指导。
集体交流:说一说你的计算方法。
预设一:○○○○○ ○○○○○○○
12角
引导:从图上你能读出0.5元和0.7元吗?相加得到的12角就是几元?整数部分和小数部分分别是怎么得到的?
总结:根据小数的意义,把0.5元和0.7元分别转化为5角和7角,把小数转化为整数进行计算,得到12角。再根据小数的意义把12角转化为小数1.2元。
预设二:0.5元=5角,0.7元=7角,5角+7角=12角,12角=1元2角,1元2角=1.2元。
引导:看懂他的意思了吗?和刚才的方法比一比,有什么发现?
明确:其实这和第一种方法是一样的,画图或是文字表达的都是把小数加法转化为整数加法来计算。
预设三:
0.5 0.7 1.2
引导:这位同学也用了画图的方法,你能把图与算式对应起来吗?
追问:0.5表示几个0.1?0.7呢?合起来就是几个0.1?
明确:5个0.1+7个0.1=12个0.1,就是1.2。
预设四: 0 . 5
+ 0 . 7
1 . 2
引导:列竖式时该怎样对齐?为什么?
明确: 元 角
0 . 5 5角
+ 0 . 7 + 7角
1 . 2 12角
追问:小数加法的笔算先算什么?再算什么?
总结:列竖式计算小数加法时,也要把相同的数位对齐,从低位开始算起,哪一位上满十,就要向前一位进一。
讨论:这几种方法,哪种算起来最方便?
【设计意图】曹培英教授指出:算法是运算操作的程序化,是逻辑思维的规范化。掌握算法是理解记忆的需要,也是灵活运用的需要。但仅仅掌握算法对于培养学生的运算能力来说是远远不够的。学生只有在感悟算理之后,才能逐渐领悟算法的实质,才能将新学的运算转化为已学的运算。因此,在教学中,我们要追求算理和算法的有效融合。借助学生已有的整数加、减法的计算经验,带着在具体的情境中对小数的理解,给予学生自主探索的时间与空间,鼓励学生多元表征0.5+0.7,让不同层次的学生得到不同的发展。巧用数形结合,在元和角中感受相同的单位相加,在图形中感受整体与整体相加、部分与部分相加。图与算式相结合,帮助学生理解小数部分满十要向整数部分的个位进一,从而掌握小数加法的算理。从带单位的竖式模型过渡到小数加法的竖式模型,把学生的认识从现实情境转向数学的本质。学生从本质上理解了小数加、减法和整数加、减法的算理是一样的,都是数位对齐、从低位算起,只是数域的扩大而已。
3.迁移类推,探究小数减法的算理和算法。
问题二:1碗面条比1碗馄饨贵多少元?
提问:怎样列式?你会用竖式计算吗?
活动二:想一想,尝试列竖式计算;说一说,先算什么,再算什么。同桌讨论竖式计算的过程和方法,需要注意什么。
预设: 3 . 4
— 2 . 8
0 . 6
明确:计算小数减法和小数加法一样,把相同的数位对齐,从低位开始算起,哪位不够减就前一位退一当十。
追问:买1碗馄饨和1杯豆浆一共要多少元?1杯豆浆比1碗面条便宜多少元?……这些问题你都可以解决了吗?任意选择一个问题,列式解答,并和同桌交流,说一说计算过程。
【设计意图】学生有了小数加法计算的基础,引导学生根据小数的加法计算经验,放手让学生类推出小数减法的计算方法。理解了加法,减法的难点在于退位减的理解。学生通过自主探究学习交流,在相互补充中说清相同数位对齐、从低位算起以及退位的来龙去脉,难点也就迎刃而解了。同时,完善学生的认知结构,整合小数加、减法计算方法的一致性。
4.对比分析,构建小数加减法的算法。
引导:小数加、减法的计算与整数加、减法的计算相同吗?
明确:列竖式时都要把数位对齐,也就是把相同的计数单位对齐,从低位开始计算。
追问:在小数加、减法的竖式计算中,相同的数位对齐,其实就是?
总结:在小数加、减法的竖式计算中,相同的数位对齐,就是小数点对齐。
【设计意图】引导学生对比分析整数和小数加、减法的计算方法,找到不同运算间的内在联系,突出小数和整数的加、减法都是相同的计数单位相加、相减,帮助学生巩固小数加、减法的算理,理解“小数点对齐就是相同的数位对齐”这一本质,体会到小数点对齐的必要性,培养学生的概括能力。
三、巩固应用,深化算法
1.基础练习。
(1)出示“想想做做”1。
要求:独立完成。
提问:说说你的计算过程。
追问:小数加、减法和整数加、减法相比,有什么相同和不同的地方?
总结:都是相同数位对齐,从低位算起。小数加、减法计算需要添上小数点,整数部分如果为0,要把0写上去。
(2)出示“想想做做”2。
要求:独立完成。
提问:说说你的计算过程。
追问:哪几道计算值得提醒大家注意?为什么?
强调:注意进位与退位。
2.综合运用。
(1)出示“想想做做”3。
引导:你打算用什么方法来解决?
要求:独立列式计算。
反馈纠错,指明错因。
(2)出示“想想做做”4。
引导:水的深度实际上就是?竹竿的长度、露出水面的长度和水深之间有什么关系?你能画图来表示吗?
明确:竹竿插入水中部分的长度就是水深,用竹竿的全长减去露出水面的长度就是水深。
学生解答后,集体交流,反馈纠错。
3.拓展提升。
改编“想想做做”5,出示主题图。
提问:从题中你知道哪些数学信息?你能提出用加法计算的问题吗?
预设:1支钢笔和1支圆珠笔一共多少元?
1本练习本和1支圆珠笔一共多少元?
……
追问:你能提出用减法计算的问题吗?
预设:1支钢笔比1支圆珠笔贵多少元?
1本练习本比1支圆珠笔便宜多少元?
……
挑选其中两个问题(一道加法和一道减法)进行解答,反馈纠错。
改编:买1本练习本和1支钢笔,带10元,够吗?
提问:你打算怎么做?
独立完成,说说你的思考过程。
拓展:还有一种练习本,每本0.2元,买1本练习本和1支笔,哪种买法最便宜?需要多少元?
提问:你打算挑哪种练习本和笔?为什么?
要求:列式计算,独立完成。
追问:结果是?你有什么想说的?3.0元其实就是几元?
小结:在小数的计算中,如果得数的小数部分末尾是0,可以省去不写,直接表示为一个整数。
【设计意图】新课标指出,在第二学段的学习中,学生要了解日常生活中与数学相关的信息,愿意参与数学学习活动,体验解决问题的成就,体会数学的作用。新课标还指出,要优化习题设计,注重发展素养。习题的设计要关注数学的本质,关注通性通法。设计丰富多样的习题,满足巩固、复习、应用、拓展的学习需要,满足不同学生的学习需要。通过不同层次的练习,不仅巩固了小数加、减法计算的方法,而且发展了学生解决问题的能力。练习巩固环节主要包含三个层次的活动。第一层次,基础练习。利用给出的竖式进行计算,给出的算式都不需要进位或退位,帮助学生进一步体会相同数位对齐、从低位算起的计算原理,巩固计算方法。再给出一组题,四道加法式题中有三道需要进位,四道减法式题中有三道需要退位,通过列竖式计算帮助学生进一步掌握方法,特别是进位和退位的处理方法,形成必要的技能。第二层次,综合运用。让学生运用一位小数加、减法解决一些简单的实际问题,帮助学生进一步体会小数加、减法的应用价值,提高解决实际问题的能力。第三层次,拓展提升。改编教材中的习题,放手让学生根据条件提出问题,培养学生提出问题的能力。在此基础上,提出“够不够”的问题,进一步提高学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。最后提出“哪种买法最便宜”,学生在对比中筛选出组合的方法,并在计算中遇到新的问题——小数部分为0。由于学生尚未学习小数的基本性质,这里不要求学生完全掌握可以省去小数部分末尾的0的道理,只让学生初步感知这样的小数可以看作一个整数。这样的题组设计,难度呈梯度上升,学生的思维也呈递进状态。
四、回顾算理,总结算法
提问:通过本节课的学习,你有哪些收获?
预设:
小数的加、减法计算和整数的加、减法计算一样,列竖式时要数位对齐,从低位算起。
小数的加、减法计算要添上小数点,整数部分如果是0,要把0写上去。
小数的加、减法计算得数的小数部分末尾是0,0可以省去不写,直接表示为一个整数。
……
延伸:关于小数的计算,你还想知道什么?
预设:小数的乘、除法如何计算?
两位小数的加、减法如何计算?
……
【设计意图】通过算法的回顾和整理,引导学生在交流中自主总结小数加、减法的计算方法,为学生进一步形成相应的计算技能提供帮助。同时,再次明确小数加、减法要让小数点对齐,引导学生从相同数位上的数对齐的角度沟通一位小数加、减法与整数加、减法的联系,为理解小数与整数加、减法计算方法的一致性积累经验。同时,通过让学生谈感受与收获,总结拓展升华,激发学生进一步学习数学的兴趣。
【作业设计】
1.基础练习。(选自《补充习题》第73页第4题)
小亮7~10岁的体重情况记录如下:
年龄/岁 7 8 9 10
体重/千克 22.7 24.6 27.5 29.8
(1)小亮从7岁到10岁,体重增加了多少千克?
(2)几岁时体重比前一年增加得最多?是多少千克?
2.拓展提升。
“我是家庭小主人”:记录家里一周的日常各项支出,计算出合计数,做家庭小主人。
(1)请用上面的统计表记录一周日常各项支出。
(2)根据这一周的支出情况,你能估算一个月的总支出吗?一年呢?
(3)关于家庭支出情况,你有什么话想对爸爸妈妈说?
【设计意图】2021年7月,中共中央办公厅、国务院办公厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担和校外培训负担的意见》,全面推进“双减”工作。作业作为课程与教学活动的重要组成部分,作业设计要依托教材习题设计不同梯度的作业任务,通过高质量的作业设计,促进学生高阶思维的发展。本节课的作业设计共分为两个部分。一是基础练习,巩固本节课的核心知识。第1题第一问,引导学生根据表中信息找到对应的“量”,解决问题;第二问,引导学生理解“体重比前一年增加得最多”的含义,通过列式计算再进行比较,解决问题。二是拓展提升,提高学生的综合运用能力。学生通过完成家庭收支表,记录家庭一周的收支情况,并利用小数加、减法的知识,算出每天的结余,以及收入、支出的合计。在实践活动中,学生综合运用数学知识和方法,探索解决现实问题。