数学

1/2个苹果与1/3个西瓜哪个大?

时间:2016-11-02  来源:网络整理  作者:佚名
    在近期发表的一些涉及分数意义和分数大小比较的文章中,论及到对两个大小不等的宴物或图形所表示的分数比大小的问题,笔者在小学教师的课堂设计与教学中也时有所闻。如:“这个苹果的1/2与那个西瓜的1/3比较,到底是1/3大还是1/3大?”估计教师这样设计的意图,既是为了体现在具体直观的情境中理解分数及分数大小的意义,也是为了体现学习的探索性,而人为地设置一些学习障碍,以培养学生的探索能力。然而,实际教学效果往往适得其反。因为这不仅影响了学生对分数意义和分数大小比较的理解,更严重影响了学生形成正确的数量意识。 
    产生这种不正确的教学现象的首要原因,是教师自身也缺乏相关的数量意识。下面,本文对此作粗浅的剖析。 
    众所周知,数量意识的形成过程离不开大小的比较。而数学中所研究的“数量”包含“数”与“量”两方面,“比较大小”也分成数的大小比较和量的大小比较。为了理解分数大小比较的特点,应先分析自然数的大小比较,以便于类比。 
     
    一、自然数的大小 
     
    1 自然数具有两种存在方式:基数与序数。基数,表示集合中元素的个数(体现多少);序数,表示某个元素在集合中的位置(体现顺序)。 
    (1)作为基数的自然数可以比较大小(在小学数学教学中,即使是抽象地比较两个自然数的大小,也是默认为这两个数分别表示物体的多少)。此时,每个数是在相同自然数单位“1”的前提下,表现为“1”的个数的多少。比较大小的实质是比较单位个数的多少。 
    (2)在序数意义下,自然数无大小可言,即使在某种特定的约定下的比较,如第1名冠军比第2名亚军好、围棋9段比8段级别更高等,但这里的比较已经脱离了自然数本身的大小意义。 
    2 当自然数用来表示量的量数时,比较两个量的大小就有两种情况: 
    (1)两个量是非同类最时不能比较大小。如2米与3千克,4平方厘米与3张纸等等。除非从这些名数中抽取量数(撇开物体背景),去比较与量已经无关的数的大小,但此时的比较就成了上述所说过的类型。 
    (2)当两个量是同类量时,可以比较量的大小,但在大小关系中,计量单位远比量数起着更重要的作用。比如800毫米=80厘米=8分米、8分米>80毫米等,量数无法直接反映量的大小。只有当两个量的计量单位相同时,量数的大小才反映了量的大小。 
     
    二、分数的大小 
     
    分数既可以撇开具体事物,抽象地表示为“分率”——单位“1”的几分之儿,又可以表示一个具体量的量数,如1/4kg中的1/4。 
    1 作为“数”的分数。 
    要比较两个分数的大小,实质是在相同分数单位条件下比较分数单位的个数。如:因为3个1/4比2个1/4大,所以3/4>2/4。 
    在实际教学中,通常用实物、图形等直观辅助手段帮助学生理解。如将长方形四等分,表示2份和3份的数(或每一份表示为一个分数单位,接着再数出这样的2份与3份)用分数2/4和3/4来表示。此时,只需要考虑份数的多少,而不必考虑整个长方形和每一份面积的大小。图形仅仅作为得出分数的直观背景,而不应该强化其面积大小作为数大小比较的直观依据,否则就成为文中下述量的比较。因此,即使3/4是从线段(长度)等分得到,而2/4是从长方形(面积)等分获得,都不影响对这两个数进行大小的比较。由此联想到,一些教师在教学中常常把分数说成“把一个饼平均分成2份,取其中的1份,是1/2”,这显然是错误的。因为取出来的是饼,不是数。正确的说法应该是:把一个饼平均分成2份,表示这样1份的数是1/2。 
    2 作为“量数”的分数。 
    与自然数类似,两个量数是分数的量不一定可以比较大小。当两个量是非同类量时,就不能比大小,如1/4m与3/4kg。 
    当两个同类量相比较,虽然可以比较大小,但起关键作用的仍是计量单位。如1/4cm与36/4cm,只比量数就没有意义。只有在统一计量单位的前提下。量数的大小才反映量的大小。 
    例如,两个大小不同的长方形分别四等分,从图形直观相比较,其实是对分别表示两个1/4的这部分图的面积的量的比较。这不是由两个量的量数的大小所能反映的,因为两个量的“计量单位”不同。如两个长方形面积分别是4cm2和8cm2,因而两个量数1/4对应的量的计量单位“1”就不同,分别是1个4cm2与1个8cm2。只有先统一计量单位(如统一成以8cm2为1个计量单位),则第一个表示面积大小的量数相当于新单位的1/8而第二个量数仍为1/4。此时,量数间的大小关系就直接反映两个量的大小关系。 
    再回到本文开始提出的问题:“这个苹果的1/2与那个西瓜的1/3比较,到底是1/2大还是1/3大?”这对小学生而言似乎在比较两个分数的大小,而其实质是存比较它们的体积(或质量),即两个量。在比较过程中,1/2与1/3这两个分数已不是主要因素。但正是由于貌似分数比较实是量的比较,不仅干扰了学生的数量意识,也让教师的教学思路进入歧途。1/2>1/3是根据分数的意义确定的,即由单位“1”平均分成2份和3份,分别表示这样1份的数。这里的单位“1”是自然数的单位,即逐次添“1”形成自然数列(除0外),然后逐次等分形成分数的单位,它与任何实物、图形无关。在这样的规定下,1/2与1/3当然有确定的大小关系。但当分数和图形或实物相联系,就已经赋予了量的含义。小学数学教学中常常商观地利用图形、实物比较分数的大小,是由小学生直观形象思维为主而不得已为之。这本似婴儿使用“学步车”,其目的是尽快弃车让他自己走,而人为增加在“学步车”上的花样动作,无助于学步。同样,分数教学中比较的是分数的大小,而不是量的大小,所提供的直观材料应尽可能简洁,因为使用这些材料的目的是尽快不需要这些材料。否则,数的比较与量的比较相混淆,对知识的理解慢是事小,数量意识不清是大事。