位值:同一個 3 不一樣大
為什麼 3 寫在不同位置代表不同的量?
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給家長的話
這一篇寫給你。你不需要自己很會數學:先讀「大人先懂」,再挑一個親子活動帶孩子做。你負責安排和提問,不需要講解;孩子負責動手、說出想法。陪孩子的時候,請避免說「我數學不好」,這句話容易讓孩子也開始怕數學。第一次使用,請先看「親子共學怎麼用」。
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情境開場
孩子在客廳開了一間小商店,用紙條幫玩具標價錢。你說:「這台小汽車賣三十五元。」他想了一下,認真寫下 305。你問他為什麼,他說:「三十就是 30,五就是 5,所以是 30 和 5。」他沒有亂寫,他是照著聽到的,一段一段寫下來。
過幾天,你拿出兩張數字卡,一張 13、一張 31,問他哪一張比較大。他看了看說:「一樣大,都是 1 和 3。」在他眼裡,卡片上的 3 就是 3,放在左邊或右邊都一樣。
孩子明明會從 1 數到 50,也認得每一個數字,卻在這裡卡住。卡住的地方是同一件事,也就是這個單元的核心問題:為什麼 3 寫在不同位置代表不同的量?
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開始前
這個單元的先修是湊十,再往前是數數。開始之前,先觀察孩子能不能做到下面幾件事:
- 能用「數一個、移一個」的方法,數對 30 個左右的小物,數完直接說出一共有幾個。
- 看到 7 個東西,能說出「再 3 個就湊成 10」;看到兩排各 5 個,不必數就知道是 10。
- 能從 1 念到 50,念到 29 能接著說 30,念到 39 能接著說 40。
三件都做得到,就可以開始。如果孩子數到 20 以上常常數亂,先只做「綁一捆」,而且只抓 11 到 20 根,一次只綁一捆,等數熟了再加多。
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大人先懂
在湊十單元,孩子學到 10 是一個特別好用的數:看出幾和幾湊成 10,就能很快知道一共有多少。位值把「湊滿 10」再往前推一步:湊滿 10 根,就用橡皮筋綁起來,變成 1 捆。10 個一,綁成 1 個十。這就是湊十和位值之間的銜接點。
先用手邊的東西體會一次。抓一把吸管放在桌上,不要一根一根數到底,而是每數到 10 根就綁一捆。綁完以後桌上有 2 捆,旁邊還剩 3 根綁不起來。不用從頭再數,你已經知道一共是 23 根:2 捆是 20 根,再加 3 根。數得越多,綁捆的好處越明顯。散開的 23 根很容易數亂,綁成 2 捆 3 根,一眼就看得出來,也很容易檢查:拆開一捆數一數,是不是 10 根。
把 2 捆 3 根寫成數字,就是 23。寫的時候,捆數寫在左邊,根數寫在右邊。右邊這一位叫個位(ones place),寫的是幾個一;左邊這一位叫十位(tens place),寫的是幾個十。所以 23 的 2 不是 2 根,而是 2 捆;3 才是 3 根。十位的 1 是一捆,個位的 1 是一根。這種「數字代表多少,要看它寫在哪一位」的記數方法,叫做位值(place value)。
現在回到情境開場的 13 和 31。13 是 1 捆 3 根,31 是 3 捆 1 根。同樣是一個 1 和一個 3,31 的 3 是 3 捆,也就是 30 根;13 的 3 只是 3 根。
同樣的規則可以一直往左用。10 根綁成 1 捆,10 捆再綁成 1 大捆,這一大捆是 100 根,寫在十位左邊的那一位,叫百位(hundreds place)。每往左一位,一個單位就變成原來的 10 倍。也因為湊滿 10 就要綁起來、往左移一位,每一位上最多只會有 9 個,所以只要 0 到 9 這十個數字,就能寫出任何正整數。
這也說明了 0 為什麼不能省。30 根吸管是 3 捆,沒有單根。寫成 30 時,個位的 0 告訴你「這裡一根都沒有」,同時把 3 撐在十位上。拿掉 0,只剩一個 3,3 就退回個位,變成 3 根。103 也一樣:1 大捆、0 捆、3 根。十位的 0 不能省,省掉就成了 13。0 在這裡的工作是佔住一個位置。
再看情境開場的 305。中文念數時,會把單位念出來:「三十五」是三個十、五個一,「一百零三」是一個百、沒有十、三個一。寫的時候卻不寫單位,單位全靠位置表示。孩子把「三十」寫成 30、再把「五」接在後面,是把念出來的每一段都寫成一個數。其實「五」要寫進 30 的個位,取代那個 0。中文的念法已經算很規則:Miura 等人在 1988 年與 1993 年的跨國比較發現,同年級的孩子用積木表示兩位數時,說中文、日文、韓文的孩子比說英文的孩子更常用「幾捆幾根」的方式表示,研究者認為原因之一是中文、日文、韓文的數詞直接念出十和一的結構,例如「十一」「二十一」。所以念法其實是幫手,只要讓孩子看見「三十五」的「十」就是一捆。
同一件事也可以放到數線上看。如果孩子已經學過數線,23 就是從 0 出發,先走 2 個 10 步,再走 3 步。
最後走到符號。把 2 捆 3 根拆成「捆的部分」和「根的部分」,可以寫成
讀作「23 等於 20 加 3」,意思是 2 捆是 20 根,再加上 3 根。這種把每一位拆開寫的方法叫做展開記法(expanded notation),例如 ,。展開記法是給大人看清結構用的,帶孩子時說「幾捆幾根」就夠了。
自學者延伸:位值並不是理所當然的發明。羅馬數字把 23 寫成 XXIII,X 不論放在哪裡都是 10,符號自己帶著大小,所以不需要 0,可是做加減就很麻煩。從印度經阿拉伯世界傳到歐洲的位值記數,靠的正是 0 這個佔位的符號。用次方寫,, 讀作「乘」,其中 讀作「10 的 2 次方」,就是 ;每往左一位,就多乘一次 10。把「湊滿 10 就綁」換成「湊滿 2 就綁」,就得到電腦使用的二進位(binary):二進位的 1011 是 1 個 8、0 個 4、1 個 2、1 個 1,合起來是 11。規則完全一樣,只是每一捆的大小不同。
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常見迷思
下面三則迷思,都會在親子活動中直接出現。認得出來,就知道該用哪一句引導語。
迷思一:照著念的寫。這是情境開場的 305。孩子把念出來的每一段各寫成一個數,再接在一起。數越大越明顯,「一百零三」可能寫成 1003,甚至 10003。
家長說「三十五」,孩子先寫 30,再在後面寫 5,變成 305。
孩子先想「三十五是 3 捆 5 根」,在十位放 3、個位放 5,寫成 35。
診斷題:不給任何提示,念「四十七」,請孩子寫下來;接著念「一百零六」,再請他寫。
看解析
寫成 47 和 106 的孩子,已經知道單位要靠位置表示。寫成 407 或 1006 的孩子,是把每一段念法各寫成一個數。不必說他錯,請他在位值板上用吸管擺出「四十七」,再把數字卡放到下面的小框裡,問:「十那一欄有幾捆?個那一欄有幾根?那要寫幾個數字?」
迷思二:每個數字只代表它自己。孩子會寫 16,也會數 16 根,可是不知道 16 的 1 指的是 10 根。Kamii(1986 年前後)用 16 個小物做過這個檢查:請孩子數好 16 個,寫下 16,再指著 16 的 1 問「這個 1 是哪些?」很多會寫兩位數的孩子只拿出 1 個。本單元的活動改用吸管做同樣的檢查。
孩子數好 16 根吸管,寫下 16。家長指著 1 問:「這個 1 是哪些吸管?」孩子拿起 1 根。再指著 6 問,孩子拿起 6 根,剩下 9 根他說「不知道」。
孩子先綁好 1 捆,旁邊 6 根。家長指著 1 問,孩子拿起那一捆說:「這個 1 是這 10 根。」
診斷題:數好 25 根吸管,先不要綁,指著寫下的 25 的 2 問:「這個 2 是哪些吸管?請你拿給我。」
看解析
拿出 20 根,或先綁成 2 捆再拿出來的孩子,已經知道十位的 2 是 2 個十。只拿出 2 根的孩子,還把每個數字當成它自己。這時問:「你拿了 2 根,5 根是另一個數字。那剩下的這 18 根,是哪個數字的?」讓他發現說不通,再請他每 10 根綁一捆重新看一次。
迷思三:0 什麼都沒有,所以可以不寫。孩子知道 0 是「沒有」,就覺得它不重要,把 30 寫成 3,把 103 寫成 13。
位值板上有 1 大捆、沒有捆、3 根。孩子在「百」放 1、在「個」放 3,中間的框空著,念成「十三」。
孩子在中間的框放一張 0,說:「十這一欄一捆都沒有,所以放 0,這樣 1 才會留在百那一欄。」念成「一百零三」。
診斷題:在位值板上擺 4 捆、沒有單根,請孩子用數字卡擺出這是多少;再擺 1 大捆、沒有捆、4 根,請他再擺一次。
看解析
擺出 40 和 104 的孩子,知道 0 要佔住空的那一欄。擺成 4 和 14 的孩子,把 0 當成可以省的東西。請他把自己擺的 4 念出來,問:「4 是 4 根,可是板子上有 4 捆,是一樣的嗎?」再問:「那要怎麼讓 4 留在十那一欄?」
6 / 9和孩子一起
親子活動
三個活動都用吸管或冰棒棍和一把橡皮筋:前兩個活動約 100 根,「搶先綁到 50」兩人一起玩要約 200 根。另外印好位值板與數字卡。從這個單元開始,小物盒補到約 50 個,或另備一把吸管;沒有吸管時,可以把小物每 10 個裝進一個小杯子,一杯就是一捆。活動開頭也可以先用前面幾個單元的數字卡 0–20。
綁一捆
約 10–15 分鐘- 目的
湊滿 10 根就綁成一捆,用「幾捆幾根」說出一共有幾根,並寫成兩位數。
- 材料
- 時間
- 10–15 分鐘
- 步驟
- 第一輪抓 11 到 20 根放在桌上,請孩子先猜大約有幾根。
- 請孩子一根一根數,數到 10 就停下來,用橡皮筋綁成一捆。
- 綁不起來的單根放在捆的右邊,問:「有幾捆?幾根?所以一共有幾根?」
- 請孩子從數字卡 0–20 找出這個數,放在旁邊。
- 第二輪起抓 20 到 50 根,同樣數到 10 就綁。綁完後改用 0–9 數字卡,捆數的卡放左邊,根數的卡放右邊。
- 最後請孩子拆開其中一捆,數一數是不是 10 根,再綁回去。
- 家長引導語
你綁了幾捆?旁邊還剩幾根?那這張卡上的 3 是說捆,還是說根?如果再多 7 根,可以再綁一捆嗎?
- 卡關時
孩子數到 10 忘了停,一路數下去:在第 10 根放下去時,家長拍一下手提醒「滿 10 了」。孩子說得出「2 捆 3 根」,卻說不出一共幾根:請他一捆一捆數,「10、20」,再接著一根一根數,「21、22、23」。
- 回饋語範例
你每數到 10 就綁起來,所以最後不用從頭再數一次,看捆數和根數就知道了。
位值板擺擺看
約 10 分鐘- 目的
發現數字放在哪一欄,就代表幾個什麼;認識 0 要佔住空的那一欄,以及 10 捆可以綁成 1 個百。
- 材料
位值板與數字卡,上一個活動綁好的吸管捆和單根,一包約 100 根的吸管。
- 時間
- 10 分鐘
- 步驟
- 家長念一個數,例如「二十四」,孩子在位值板的「十」擺 2 捆、「個」擺 4 根,再在下方的小框放數字卡 2 和 4。
- 換成 42,問:「和剛才一樣是 2 和 4,吸管一樣多嗎?」請孩子擺出來比。
- 念「三十」,請孩子擺出來,再問:「個那一欄要放什麼卡?」接著念「三」,比較兩次的板子。
- 請孩子把 10 捆綁成一大捆,放進「百」那一欄,問:「這一大捆是幾根?」
- 擺 1 大捆、0 捆、3 根,請孩子放數字卡並念出來;再擺 1 捆 3 根,比較 103 和 13。
- 家長引導語
這張 4 放在哪一欄?那它是 4 根還是 4 捆?十那一欄空空的,要放什麼卡,才看得出這一欄沒有?
- 卡關時
孩子把卡片照念的順序排成一長串,例如「三十」放了 3 和 0 以後,「五」又放在旁邊:請他看板子,問「個那一欄已經有卡了嗎?五根要放哪一欄?」孩子不想綁 10 捆:家長幫忙綁,請孩子數捆數。
- 回饋語範例
你先看吸管放在哪一欄,再決定放哪張卡,所以 42 和 24 一下就分出來了。
搶先綁到 50
約 10–15 分鐘- 目的
一邊加吸管一邊湊十、綁捆,體會「滿 10 就往左移一欄」,並隨時說出自己有多少。
- 材料
位值板與數字卡印兩份,一人一份;吸管約 200 根,橡皮筋 22 條,兩顆骰子(基本玩法只用一顆)。
- 時間
- 10–15 分鐘
- 步驟
- 兩人的位值板都是空的,輪流擲骰。
- 擲到幾,就從吸管堆拿幾根,放進自己的「個」那一欄。
- 「個」那一欄滿 10 根,就綁成一捆,移到「十」那一欄。
- 每一輪結束,各自說出:「我有幾捆幾根,一共是多少。」孩子同時用數字卡擺出來。
- 先到 5 捆的人這一盤結束,也就是 50。玩熟以後改用兩顆骰子,比誰先綁出一大捆,也就是 100。
- 家長引導語
你現在有 8 根,擲到 4,夠不夠再綁一捆?綁完還剩幾根?我是 3 捆 6 根,你是 2 捆 9 根,誰比較多?
- 卡關時
孩子「個」那一欄超過 10 根還不綁:請他數一數「個」那一欄,問「滿 10 了嗎?」孩子不知道擲到 4 加上 8 根會怎樣:請他先拿 2 根湊成 10、綁一捆,再看手上還剩幾根,這就是湊十的做法。
- 回饋語範例
你先拿 2 根把 8 湊成 10,再把剩下的放旁邊,這個方法讓你很快就知道自己有多少。
7 / 9和孩子一起
練習與解析
- 給孩子 4 捆 7 根吸管,問一共有幾根,再請他寫下來。
看解析
47 根。孩子能說出 47 卻寫成 407,回到迷思一,請他把卡片放進位值板的小框。孩子從 1 一根一根數起,表示還不太相信一捆就是 10 根,可以請他拆開一捆數一數,再問:「另外三捆要不要也拆?」
- 請孩子看下面這張圖,說出一共有幾根,並寫下來。
看解析
40 根,寫成 40。寫成 4 的孩子把 0 當成可以省的東西,請他在位值板上擺 4 捆,問:「個那一欄有幾根?要放什麼卡?」答「4 根」的孩子還把每一捆當成 1 根,請他拆開一捆數一數。
- 問孩子:「52 和 25,哪一個多?各是幾捆幾根?」
看解析
52 比較多,52 是 5 捆 2 根,25 是 2 捆 5 根。說「一樣多,都有 2 和 5」的孩子,是迷思二。不要直接說答案,請他用吸管擺出兩個數,問:「哪一邊的捆比較多?」
- 念「六十八」,請孩子寫下來;再念「一百零六」,請他寫下來。
看解析
68 和 106。寫成 608 或 1006 的孩子是照著念的寫;把一百零六寫成 16 的孩子,是把 0 省掉了。兩種都請他到位值板上擺一次,數字卡放好再念一次,問:「念出來的和板子上的一樣嗎?」
- 「你有 3 捆 8 根,我再給你 2 根,現在是幾捆幾根?一共是多少?」
看解析
4 捆 0 根,一共 40。8 根加 2 根剛好湊成 10,就能再綁一捆。答「3 捆 10 根」的孩子算得沒錯,只是還沒想到滿 10 要綁起來,可以問:「10 根可以做什麼?」答 310 的孩子把 10 根直接寫在個位後面,請他擺到位值板上,看「個」那一欄是不是放得下兩張卡。
- 「12 捆又 4 根,一共是多少?」
看解析
124。12 捆裡面有 10 捆可以綁成一大捆,所以是 1 個百、2 個十、4 個一。這題比活動難一些。答 1204 的孩子把 12 和 4 接在一起寫,請他在位值板上試著把 12 捆放進「十」那一欄,問:「這一欄的小框放得下 12 嗎?要怎麼辦?」
- 拿出數字卡 3、0、5,請孩子排出最大的數,再排出最小的三位數。
看解析
最大是 530,最小的三位數是 305。孩子排出 053 當成最小,可以問:「百那一欄是 0 捆,那這個數有幾個百?它還算三位數嗎?」能說出「5 要放在最左邊,因為那一欄最大」,就是把位置和大小連起來了。也可以順便問:「305 念作什麼?」它念作「三百零五」,不是「三十五」。
8 / 9和孩子一起
隔天再問
隔天找一個空檔,不給提示地問下面三題,答錯也不必當場糾正,記下來,下次活動多練那一部分。
- 「23 的 2,是 2 根還是 2 捆?那是幾根?」
看提示
2 捆,也就是 20 根。孩子說「2 根」,下次做「綁一捆」時,綁完後指著數字卡問同樣的問題。
- 「三十要怎麼寫?後面那個 0 可以不寫嗎?」
看提示
寫成 30,0 不能省,省掉就變成 3。孩子說可以不寫,下次在位值板上擺一次 30 和 3,比較兩邊的吸管。
- 「10 捆綁在一起,是多少根?」
看提示
100 根。孩子答不出來,下次玩「搶先綁到 50」時改用兩顆骰子,讓他自己綁出那一大捆。
9 / 9
下一步
滿 10 就往左移一位的規則不會停在百位,十個百是一千,十個千是一萬,下一個單元「大數」就用同一條規則,一路往左讀到萬和億。