解決異分母分數的加法問題
董毓琳/臺北市國語實驗國民小學教師
分數看似單純,但是涉及的觀念十分複雜:除了定義什麼是分數之外,什麼
是分母、什麼是分子?哪一個代表全部量、哪一個代表部份量?怎麼分數還分真
的、假的?等值分數是什麼?為什麼要約分?為什麼要擴分?什麼叫最簡分數?
光是分數本身就一堆計算了,更遑論分數與分數之間還有有加減乘除呢!再加上
題目的敘述裡,分數到底是「連續量」還是「離散量」的概念影響了學生對題目
的了解(老師不見學生圖解分數,絕大部分都在切 PIZZA,其實在指定型態的命
題,連老師都極有可能出錯題目)
,這些因素同時出現在分數的運算中,以至於
學生出現有關分數的迷思概念十分多樣,簡直就是到了遇見「分數」就不會有「分
數」的程度!
本單元目標是了解擴分與約分的意義、算法、應用;認識通分並能比較分數
大小;進行異分母分數加減,
「最簡分數」在此暫時不提。
設計理念
在異分母分數的加減運算中,學生經常會出現直接分母加分母、分子加分子
的作法。本單元教案是由「
2
1 +
3
1
」的算式引入「小紅豆的生日快到了,媽媽買
了兩包一樣的麵粉,想要製作蛋糕及披薩來幫小紅豆慶祝。媽媽先用一包麵粉做
了 2 個披薩,再用另一包麵粉做了 3 個蛋糕。請問製作一個披薩和一個蛋糕,需
要多少包麵粉?」的情境,先導引學生畫出
2
1
與
3
1
的等比例線段圖,確實了解
2
1
與
3
1
的意義,接著讓學生在線段圖上觀察出
2
1
與
3
1
單位數的不同,進而找出二者
相同的單位數,引出「通分」的說法、意義與算法,最後導引學生歸納出異分母
分數加法運算的算則。
在導引學生察覺何謂「通分」的過程,讓學生發現以下事實是極為重要的事:
1.發現線段圖上單位數是不同的;2.以最小公倍數算出共同單位數的方法;3.「通
分」過程在運算異分母分數加法的必要;4.算則的歸納與鞏固。觀察在教學時學
生以上這四項重點充分討論的過程後,是否能釐清「直接分母加分母、分子加分
子」的迷思。
從提問中讓學生釐清題意
在解決異分母分數的加法問題設計時,運用一些小巧思,讓主探究問題中,
未出現任何的分數表示方式來呈現題意,因此學生必須從問題中清楚了解問題的
核心,教師在探究教學中引入階段的關鍵性問話就格外重要。先請學生說出「一
包麵粉做 2 個披薩」及「一包麵粉做 3 個蛋糕」的意義。學生可以從題目的意思
去了解:一包麵粉可以製作 2 個披薩的情況下,那麼如果製作 1 個披薩只需要用
到半包的麵粉,而這半包麵粉如果用分數來表示,就是
2
1 包麵粉。再反問學生:
「製作 1 個披薩需要多少包麵粉?」學生很快就能連接並回答:「製作 1 個披薩
需要
2
1 包麵粉。」利用相同的邏輯推論,學生也可以很快得知:「製作 1 個蛋糕
需要
3
1 包麵粉。」從循序漸進的提問,讓學生釐清題意後,確認學生清楚明白利
用分數的加法來解決問題。
當然在產出「製作 1 個披薩需要多少包麵粉?」答案的過程,有部分學生會
有製作 1 個披薩需要用到半包的麵粉,那這半包麵粉就是 0.5 包麵粉。學生會運
用舊經驗來幫助學習,因此出現分數或是小數來表示半包麵粉的概念,此時教師
不必急著要求學生一定要使用分數來表示,先肯定學生的想法,再進入下一個步
驟,解決「製作 1 個蛋糕需要多少包麵粉?」時,學生就會發現「一包麵粉做 3
個蛋糕」
,如果只做 1 個蛋糕,需要把麵粉分成 3 份,而製作 1 個蛋糕需用 3 份
麵粉中的其中 1 份麵粉,因此學生會得到「製作 1 個蛋糕需要
3
1
包麵粉」的結
論,在這裡學生無法將
3
1
包麵粉用小數表示,自然的學生就會選擇用分數來解決,
而不是用小數來處理。
以多元思考代替公式化計算
在表示「製作 1 個披薩需要多少包麵粉?」及「製作 1 個蛋糕需要多少包
麵粉?」的思考中,不限制學生的想法,不否定學生的答案,讓學生以更多元
的方式呈現「製作 1 個披薩需要
2
1
包麵粉,製作 1 個蛋糕需要
3
1
包麵粉。」利
用小組討論的方式,學生交流彼此的想法,聆聽別人不同角度切入的思考,激
發學生有更多層次的解題方式。
如何促進學生找到
3
1
2
1 的求解方式,在學生討論的過程中,產生不同的圖
解方式,如:圓餅圖、數線、線段、方塊圖等,甚至利用摺紙,來呈現
3
1
2
1 包
麵粉。當學生畫出
2
1
包麵粉及
3
1
包麵粉後,要如何進行相加的過程,學生發現
分母不同的分數無法直接進行相加,要將
2
1 和
3
1 加起來,必須要經過處理。有
些學生會快速連結之前學過的分數加法,如果是同樣分母的分數,就可以直接
相加進行運算,因此他們經由討論決定將
2
1 和
3
1 換成相同的分母,這樣的過程
需要找到分母 2 和 3 共同的倍數,也就是公倍數,學生決定分母用 6 來進行通
分,而得到
6
5
6
2
6
3
3
1
2
1
的結論。
經由學生主動探索的過程中,歸納與發現異分母分數加法的規則,與以往
教師直接告知學生異分母分數加法的算則,讓學生反覆計算、背誦公式、機械
化處理應用問題,更能引起學生的學習興趣。
學生表現
老師在引導學生進行討論前,先讓學生思考如何表示
2
1 包麵粉及
3
1 包麵粉,
學生直覺反應都會利用圖示來說明。但是在進行
3
1
2
1 的思考中,學生會發現無
法從圖示中去解釋或是找到異分母分數相加的原則,因此放棄使用圖示說明。
教師在學生討論時,進行課堂觀察,不難發現部分學生利用摺紙的概念來呈
現
2
1
包麵粉及
3
1
包麵粉,將摺出來的
2
1
包麵粉及
3
1
包麵粉剪下來拼貼後,學生能
從拼貼出的答案中,觀察出拼貼結果比原先的一包麵粉來得少,因而發現
3
1
2
1
的答案比 1 來的小,但是要再做進一步的推演時,卻不知道如何找出規則。
當然,有少部分的學生在思考時產生了迷思概念,他們簡單認為
3
1
2
1 的運
算只需要將分母的 2 和 3 相加,分子的 1 和 1 相加,獲得
5
2
的答案,卻忽略的
單位量的不同,需要做進一步處理的迷思概念。
進行
3
1
2
1 如何運算的討論時,學生能運用以學過舊經驗「同分母分數進行
加法運算時,只需要將兩個同分母的分子相加,所得到的分數,分母與原先的
分母相同」的概念,在圖示
2
1
包麵粉及
3
1
包麵粉就進行處理,把
2
1
包麵粉增加
輔助線,產生
6
3
包麵粉;而把
3
1
包麵粉增加輔助線,產生
6
2
包麵粉。再將兩者
合併,就能產生
6
5 包麵粉。學生很快就能歸納出:在進行
3
1
2
1 的運算時,要先
將不同分母的分數進行通分,讓分母變成相同的分數後,才能夠進行加法運
算。而這個
6
3 包麵粉及
6
2 包麵粉的分母 6,是找到原先分母 2 和 3 的公倍數,
來進行通分處理。
學生的各種想法及概念,在進行共同探索及討論時,都可以從不同層面的
切入點去交流與溝通。當學生小組內達成共識,即使是思考較慢的學生,也能
從討論中獲得不同的想法,促進自己概念的建立。再經由全班分享,讓學生各
組發表自己想法,自行去澄清各種迷思概念,進而找到解決問題的最佳方式,
使學生自己引導出異分母分數加法的通則與概念,讓「學」更有趣。
教學省思
回想起以往的教學經驗,總是按照課本流程一步一步進行教學,教師宣告
如何計算異分母分數加法的規則後,再讓學生練習課本上所提供的例題。學生
在課堂中,很難自行產生概念,習慣靠著老師所提供的公式與想法,帶入各種
例題中去計算求解。長期下來,學生處在被動學習、公式化求解與反覆練習的
情況,變成不動腦的學習。這樣所產生的知識,可能回家疏於練習就會產生記
憶上的斷層,甚至容易遺忘。將探究教學的方式帶入數學的課堂中,跳脫原先
課本制式的引導與公式化的計算方式,讓學生主動思考,經由小組及班級討
論,交流想法後,由學生自己引導出解決異分母分數加法的概念,並且澄清迷
思的錯誤想法,更能讓學生將課堂上所學得的知識,內化成自己的智慧。
在觀察學生思考的過程中,部分學生在表現出
3
1
的圖示或摺紙時遇到了困
難,造成學生的困擾,耽誤了思考的時間。在這個部分,下次在設計題目的數
字時,可以多加留意,甚至可以加入教師引導的部份,解決學生這部分的困
擾,而不影響學生想法的產出。
學生透過小組討論,互相交流想法後,找到解決問題的方法,可以在台上
分享,甚至解決其他人所提出的疑問。除此之外,可以從學生的身上看到許多
不同的解題方式,以多元的答案呈現異分母分數的加法。由學生自行引導出算
則的概念,懂得概念的學生不只要會,還要會陳述,甚至用自己的想法說服別
人。當然,聆聽別人的想法,促進自己的想法產生,這也是很重要的原則之
ㄧ。教師從原先的知識傳遞者退為從旁協助者,讓學生成為課堂的主人,也讓
學生覺得學習數學是一件有趣的事情。
探究教學簡案設計
教學年級 五年級
教材來源 康軒版第九冊
單元名稱 異分母分數的加減
教學節次 第 3 節(共 6 節)
教學設計
董毓琳、任繼孔、陳蕙
蓉、陳欣儀
指導教授 鍾靜 教授
探究主題 能解決異分母分數的加法問題
主探究問題
小紅豆的生日快到了,媽媽買了兩包一樣的麵粉,想要製作
蛋糕及披薩來幫小紅豆慶祝。媽媽先用一包麵粉做了 2 個披薩,
再用另一包麵粉做了 3 個蛋糕。請問製作一個披薩和一個蛋糕,
需要多少包麵粉?
教學內容
階段
教學流程
關鍵性問話
引入階段
( 提 出 問 題
情境,引發
學 生 探 究
動機,確認
任務)
1. 引導學生理解問題:讀完題目後,
請學生提出疑問。
2. 確認學生理解題目。
(1) 確認學生理解「一包麵粉做
了 2 個披薩」
、
「一包麵粉做
了 3 個蛋糕」的意思。
(2) 確認學生理解製作 1 個披薩
需要
2
1 包麵粉,製作 1 個蛋
糕需要
3
1 包麵粉。
3. 學生能確定探究的問題是製作一
個披薩和一個蛋糕所需麵粉為
2
1
+
3
1 包。
1-1 小朋友,請閱讀黑板上
所揭示的問題,讀完
後,對題目裡面的敘
述,有任何的問題都可
以提出來。你有什麼問
題要提出來嗎?
2-1 請問「一包麵粉做了 2
個披薩」及「一包麵粉
做了 3 個蛋糕」的意思
是什麼?
2-2 製作 1 個披薩需要多
少包麵粉?製作 1 個
蛋 糕 需 要 多 少 包 麵
粉?
3-1 要 探 究 的 問 題 是 什
麼?
探索階段
( 提 問 或 提
示,來引導
學生探索
問題)
1. 教師引導學生,利用圖示、數線或
文字說明來表示
2
1 包麵粉、
3
1 包
麵粉。
2. 教師提示學生把想法記錄下來。
3. 引導學生去探索:異分母分數該
如何相加。
1-1 你們是怎樣表示
2
1 包
麵粉、
3
1 包麵粉呢?
2-1 想想看,
2
1 包麵粉和
3
1
包麵粉的分母不一
樣,要怎麼相加呢?
3-1 請你和小組的組員說
明你是怎麼將
2
1 、
3
1
相加的?為什麼呢?
分享討論
階段
( 學 生 分 享
和說明探索
的結果)
1. 鼓勵學生與同學分享解題方法。
2. 促使學生與同學溝通解題的方
法。
學生可能做法:
(1)
2
1 +
3
1
=
5
2
(2)
2
1 +
3
1
=
6
3 +
6
2 =
6
5
(3)圖示法
3. 促使學生聆聽分享後提出問題與
不同觀點。
1-1 說說看你們是怎麼想
的?
2-1 請你們說說看,
2
1 、
3
1
的分母不一樣,你們
是怎樣相加才能知道
總共是多少呢?
3-1 你 們 同 意 他 的 做 法
嗎?
3-2 其他同學有沒有疑問
要提出的?
3-3 有沒有誰還有不同的
想法呢?請你分享你
的做法。
結論階段
( 指 導 學 生
總 結 學 到
什麼概念、
方法及關鍵
的想法)
1. 鼓勵學生總結探究的核心任務的
結果。
(1) 異分母分數相加,要先將分
母化成同分母,才可以相加。
(2) 要將異分母分數化成同分母
時,要找出它們的公倍數。
2. 老師補充探究的核心任務的結
果。
1-1 從剛剛的討論和分享
中,你發現了什麼?
請你說說看。
1-2 當兩個分數的分母不
相 同 時 , 要 怎 麼 相
加?
1-3 要怎麼將不同的分母,
化成相同的分母呢?
(1) 異分母分數加法中的分母不
同,所代表的單位量也有所
不同。
(2) 將異分母分數中的分母換成
相同分母,才能做加法運算。
(3) 在進行異分母分數通分時,
我們會選擇兩分數分母的公
倍數來進行通分。
(4) 兩分數分母公倍數的選擇,
最快當然是兩分母相乘,但
是有時考量分母數字太大,
而找最小的公倍數來進行通
分。