乘法里的数形结合和它们的妙用 焦点日报
上次写乘法学习,写到学完九九乘法表之后,乘法计算会向更大的数字进阶:两位数乘一位数——两位数乘两位数——多位数乘法;也提到在这个过程里,有两个关键点很重要:一是数形结合,或者说乘法的几何意义会开始非常重要,二是乘法竖式,特别是对乘法竖式每个步骤、每步结果写法的理解。和大家说好的,两个关键点要分别写一写。
这一篇,就先交第一份小作业:乘法里的数形结合。
(资料图)
乘法里的数形结合,就是乘法的数字算式,和表示算式的方格图或圆点图相结合,通过直观的图形和几何呈现,来加深对算式和计算过程的理解。这是学习乘法的过程里,容易被忽视、但又非常精彩的风景。
具体来讲,它可以帮助小朋友更好地理解乘法交换律和结合律、两位数乘两位数的计算过程、部分乘法巧算的原理等,除此之外,数形结合包含的乘法的几何意义,对之后孩子理解面积计算也很有帮助。
1
从学习九九乘法表起
就可以引入方格图或圆点图
我和豆豆正儿八经用到方格图是在让他尝试两位数乘两位数的时候(后文会详细写)。后来我想了一下,觉得方格图或是圆点图其实在学习九九乘法表的时候就可以引入。
这样有两个好处:一是从最简单的情况开始学习乘法方格图的意义,这样到两位数乘法要讨论要用的时候,不会太突兀;另一个是乘法交换律的引导可以一起完成。
从学习九九乘法表的时候引入方格图,比如5×7,这里5对应什么,7对应什么。
很自然地,把5×7和7×5的图形放在一起看,就可以帮助孩子理解为什么5×7等于7×5,也就是乘法交换律。
对了,还有一点也很重要。
就是如果孩子还在幼儿园,还没有系统学习九九乘法表,但想启蒙一下乘法的含义,我觉得用积木或棋子会更好,实物更形象、也更方便操作;如果孩子已经一升二,那么在纸上直接画方格图会更加合适,这个阶段可以引导孩子慢慢离开对实物的依赖。
2
两位数乘一位数:
用数形结合辅助理解算理+乘法分配律学习
学完九九乘法表,接下来是两位数乘一位数的乘法。
学校讲这部分内容的时候,是把两位数乘一位数的乘法拆分成几个几和几个几相加。比如14×6,就是14个6,可以拆分成10个6加4个6,也可以拆分成7个6加7个6。
结合方格图的话就是:
可以看到,拆分成几个几和几个几相加,实际上就是对长方形进行分割,分割后的两个部分可以分别用表内乘法(再加上10的乘法)进行计算,然后把两部分加起来就可以得到两位数乘一位数的计算结果。这里用数形结合的方法,可以很形象地和孩子展示“拆分成几个几和几个几相加”的算理。
不仅如此,小朋友学到这部分的时候,其实还可以完成乘法分配率的学习。
乘法分配率是说,两个数的和与一个数相乘,可以先把它们分别与这个数相乘,然后再相加。用代数式表示就是(a+b)×c=a×c+b×c
本质上和上面“两位数乘一位数,拆分成几个几和几个几相加”的过程是一样的。
都讲到这里了,乘法分配律的逆运用也可以一起引入。
逆运用就是分配律的过程反一反:a×c+b×c=(a+b)×c,也就是提取公因数。和孩子讲的时候,用具体数字会更容易接受一些。
比如3×7+7×7=(3+7)×7
从图形上来看,如果说乘法分配律是对长方形进行分割,那么分配律的逆运用就是对长方形进行拼接。
埋一个伏笔,乘法分配律和它的逆运用在乘法巧算里会有很多应用哦!
3
两位数乘两位数:一个重要的图形
豆豆刚会两位数乘一位数乘法的时候,我有给了他一个小小的挑战,让他试着算一下12×14等于几。
结果我看到,小朋友在草稿纸上是这么写的:
12×14=(10+2)×(10+4)=10×10+2×4=100+8=108
我能明白豆豆的意思。算两位数乘一位数的时候,是把两位数拆分成几个几和几个几相加,这会儿两个因数都是两位数了,小朋友也想着要把这个办法“迁移”过来。可惜完美掉到坑里。
我和豆豆讲,如果只能拆一个因数,再算算看。
豆豆选择拆12,这次他是这么写的:
12×14=(10+2)×14=10×14+2×14=140+28=168
诶?怎么差那么多,两次计算结果不一样啊?
于是,我在纸上画了一个图。12×14就是12个14,也就是一行14个小方块的话,有12行,这里有多少个小正方形,12×14就等于多少。
然后,我按照豆豆第一次的拆分画图。12=10+2,就在行的方向按照10+2画一条横线;14=10+4,就在列的方向按照10+4画一条竖线。这样,一个长方形被划分成了四个部分。
利用这张图,我和豆豆说明了他第一次的计算方法里,实际上只计算了左上角和右下角两个部分,还少算两个长方形。
豆豆看了这张图,也马上知道了问题所在,少算的两个长方形包含的小方格分别是4×10和10×2,加上这两部分的话,第一次的结果就和第二次一样了。
所以,在两位数乘两位数的数形结合图里,上面这个长方形被分割成4个部分的图非常重要。它可以帮助小朋友理解为什么诸如12×14=(10+2)×(10+4)=10×10+2×4这样的计算方法是不对的,以及不对在哪里,进而加深对两位数乘两位数计算的理解。
4
两个两位数乘法的巧算
基于上面这个重要图形,还可以衍生出两个两位数乘法的巧算。
前文有提到,乘法分配律和分配律的逆运算,在数形结合的方格图里,本质就是对长方形的分割和拼接。而这里要写的两个乘法巧算方法,实际上就是对这个本质的应用。
1. 个位数是5的两位数平方的巧算
这个巧算方法一个月前我有专门写过一篇文章。这里再提到它,或许大家就更清楚它在乘法学习里的大致位置啦。
结论是:个位数是5的两位数的平方,计算的时候不需要列竖式,按下面两个步骤,2秒钟可以算出答案:
1. 两个因数个位数字相乘,即5×5=25,写在低位;
2. 十位上的数字×(十位上的数字+1),写在高位。
合起来的三位数/四位数就是相应乘法的答案。
比如35×35,答案就是1225.
具体的原理我就不重复写了哦,请点下面的链接:
为了讲清楚一个两位数乘法巧算的原理,我给豆豆做了一个动画小视频
这其中最关键的一步,就是在上面“一个长方形划分成四个部分”这个重要图形的基础上,做下面的分割+拼接。
因为两个因数的十位数相同,所以按照上面的方法拼接后宽正好一样,可以形成一个新的长方形;又因为两个因数的个位数都是5,5+5=10,正好凑整进位,所以新长方形的长=(十位数字+1)×10
完整的巧算小动画已经发在视频号上。
2. 十位数相同,个位数相加等于10的两位数乘法巧算
上面的这个巧算方法还可以推广到更一般的情形:十位数相同,个位数相加等于10的两位数相乘,也可以用类似的方法快速计算。
结论是:十位数相同,个位数相加等于10的两位数相乘,速算方法:
1. 两个因数个位数字相乘,写在低位(占两个数位);
2. 十位上的数字×(十位上的数字+1),写在高位。
合起来的三位数/四位数就是相应乘法的答案。
比如12×18=216;23×27=621;54×56=3024
这里有一点需要注意,就是两个因数个位数字相乘结果占两个数位,如果不满两个数位要用0补足。比如11×19,个位1×9=9,要写成09,十位1×(1+1)=2,所以结果是209。
原理和上一个巧算一样。因为两个因数的十位数相同,所以分割+拼接后宽正好一样,可以形成一个新的长方形;又因为两个因数的个位数相加等于10,正好凑整进位,所以新长方形的长=(十位数字+1)×10。
写到这里,大家会发现前一个巧算其实是“十位数相同,个位数相加等于10的两位数乘法巧算”的特例。
以下视频来源于豆妈笔记(关键步骤特意演示了2遍哈)
以上这些,差不多就是数形结合在学习乘法计算时候的妙用啦!
最后特别想写的一点是,如果大家用的是小方格图,那么除了乘法计算,它还有一个特别的好处,就是为之后孩子理解面积计算也做了个小小的铺垫。
面积是又一个小朋友将要学习的连续量,和别的连续量一样,度量它需要用到“单位”。通常我们是选择单位小正方形来定义单位面积,就是上面的小方格的样子。
长方形面积等于长×宽,本质是这个长方形的封闭图形里包含了这么多个单位小正方形,正方形、三角形、平行四边形的面积计算其实也一样。
从这个角度来讲,乘法里的数形结合,也是乘法的几何意义,和之后的面积学习会有千丝万缕的关系。
总之,在学习乘法计算的过程里,千万不要错过数形结合这道精彩的风景呀~
关键词: