Understanding Fractions
Stage: 1 and 2
Article by Jennie Pennant and Liz Woodham
Published November 2013.
Introduction
At NRICH, our aim is to offer rich tasks which develop deep understanding of mathematical concepts rather than contexts which promote shallow engagement with the underlying mathematics. Of course, by their very nature, rich tasks will also provide opportunities for children to work like a mathematician and so help them develop their problem-solving skills alongside this conceptual understanding. Such tasks also provide valuable opportunities for you to assess where children have got to in their thinking and so support the next steps on their learning journey.
The new National Curriculum in England becomes statutory in September 2014 and in terms of fractions, it is more demanding compared with the current curriculum. To support children in meeting these higher demands for fractions it is important to make sure they have lots of practical and varied experience using objects, shapes and quantities, have experience of rich tasks that stimulate and challenge their thinking and are given models and images rather than 'tricks' to support their growing understanding of fractions.
In this article, we offer links to rich tasks (found in our Fractions feature) which will help develop the underlying concepts associated with fractions and some suggestions for models and images that help support ideas around fractions.
Why do children find fractions difficult?
Difficulties with fractions often stem from the fact that they are different from natural numbers in that they are relative rather than a fixed amount - the same fraction might refer to different quantities and different fractions may be equivalent (Nunes, 2006). Would you rather have one quarter of £20 or half of £5? The fact that a half is the bigger fraction does not necessarily mean that the amount you end up with will be bigger. The question should always be, 'fraction of what?'; 'what is the whole?'. Fractions can refer to objects, quantities or shapes, thus extending their complexity.
In order to be able to develop their understanding and then generalise about fractions, children need to explore many representations and uses over a significant period of time. In the Early Years, learners will have learnt to generalise the concept of three by having lots of experience of the three-ness of three, yet with fractions we may find in school that their experience is limited to pizzas, sticky paper and chocolate! Do the children have experience of objects, shapes and amounts in equal measure and do they have experience of the whole being something other than 'one'?
What might a fraction be?
1. Part of a shape or shapes
The activity Halving is a good place to start exploring the relationship between the part and the whole. Children are invited to halve paper squares of a particular size in different ways. Each time, they are encouraged to explain how they know it is a half. This can lead into a discussion about the link with area - half of the square is not a particular shape but an amount of space. In his article Early Fraction Development, Bernard describes how he explored the general idea of half a rectangle with some children. Using different sized pieces of paper leads learners to conclude that the same fraction (one half in this case) can refer to different amounts of paper.
Fractional Triangles also encourages children to explore the part-whole relationship but goes beyond halves to include finding quarters, thirds, sixths and ninths. Bryony's Triangle is a wonderful example of a rich task that brings together development of the part-whole concept and reasoning. (Incidentally, it is worth using thin card for this activity.)
Although all these tasks use paper as the medium, of course it is important that children have experience of a range of resources. How would they halve a lump of playdough? How would they halve a weight?
And how often do we vary the 'whole'? Is it always 'one'? What about sharing two pizzas between three? In the NRICH task Chocolate, the 'whole' is one, two or three bars of chocolate. Learners have to make a decision about the best table to stand at if the chocolate on it is shared between everyone at that table. Encouraging children to record their ideas themselves helps us 'see' their thinking and assess what they are doing.
2. Part of a set of discrete objects
Making Longer, Making Shorter builds on part-whole understanding but this time in the context of discrete objects - cubes. You can encourage further exploration of this idea by giving children a handful of items such as counters, beads or acorns and asking them to show you half in as many different ways as they can.
3. Position on a number line: a number in its own right
Here the 'whole' is one unit on the number line. Children need to understand that even though one half may look like a fixed amount it is still in fact one half of a 'whole': in this case the 'whole' is one unit.
Getting started
Fractions as a form of division
In her research, Nunes (2006) suggests that sharing situations can be used as a starting point for children's understanding of fractions since she found that primary school children have some insights into fractions when solving division problems:
They understand the relative nature of fractions: if one child gets half of a big cake and the other gets half of a small one, they do not receive the same amount. They also realise, for example, that you can share something by cutting it in different ways: this makes it ‘different fractions but not different amounts’. Finally, they understand the inverse relation between the denominator and the quantity: the more people there are sharing something, the less each one will get.
The activity Fair Feast offers the context of sharing a picnic and could form the basis of an initial exploratory task.
Talking about fractions: using the language
It is important that children build up a vocabulary with which to talk about fractions. Of course this is a gradual process, but greatly helped by you modeling appropriate language wherever possible and drawing attention to good use of specific vocabulary by children themselves. You could encourage children to write a class definition for your 'working wall' and see if this can be improved on over the time spent on fractions. The articleDeveloping a Classroom Culture That Supports A Problem-solving Approach to Mathematics offers several practical ideas to help your classroom become a classroom that is based on talk.
Digging deeper
Equivalence
The idea of equivalence is a key one to introduce as children's understanding of fractions develops. When tackling equivalence, it is important to give children the opportunity to record in their own way which helps you to see their thinking. (See our Recording Mathematics featurefor further information about recording generally.) Fractional Wall offers a visual stimulus to help learners grapple with equivalence. The higher-level challenge Fractions Jigsaw offers an opportunity to find equivalent fractions and carry out some simple additions and subtractions of fractions in a context that may challenge and motivate learns.
Multiplying fractions using the array
When it comes to calculation of fractions, the danger is that we introduce rules to be memorised and suddenly the conceptual development appears no longer to be valued. However, in the article Models in Mind, Mike Askew demonstrates that the array is a powerful tool for thinking about multiplication of fractions, giving children a visual image to draw on, rather than relying on 'tricks'.
Summary
The concept of fractions is a complex one and it takes time, combined with a rich range of experiences and appropriate mathematical models, for children to develop a deep and rigorous understanding. You may like to try out some of the resources we have recommended in this article to see how they can support the development of children's understanding of fractions. You may also want to look to see what the children's 'fraction diet' is like across the whole school and how it could be usefully strengthened to maximise the opportunities children have to develop a meaningful and thorough understanding of fractions.
Further reading
History of Fractions
Manipulatives in the Primary Classroom
References
Nunes (2006) Fractions: Difficult but crucial in mathematics
learning
ส่วนความเข้าใจขั้นตอน: 1 และ 2บทความ โดย Jennie วอลดอร์ฟอพาร์ทและ Woodham ลิซประกาศเดือน 2013 พฤศจิกายนแนะนำที่ NRICH เป้าหมายของเราคือการ นำเสนองานรวยซึ่งพัฒนาความเข้าใจลึกของแนวคิดทางคณิตศาสตร์แทนที่เป็นบริบทที่หมั้นตื้นกับคณิตศาสตร์ต้นแบบส่งเสริม แน่นอน โดยธรรมชาติของพวกเขามาก รวยงานจะให้โอกาสเด็กในการทำงานเช่นเป็นนักคณิตศาสตร์ และเพื่อ ช่วยให้พวกเขาพัฒนาทักษะการแก้ปัญหาควบคู่ไปกับการทำความเข้าใจแนวคิดนี้ งานดังกล่าวยังให้โอกาสอันมีค่าการประเมินที่ได้มีเด็กในความคิดของพวกเขาและเพื่อสนับสนุนขั้นตอนถัดไปในการเดินทางของพวกเขาเรียนรู้หลักสูตรแห่งชาติใหม่ในอังกฤษจะตามกฎหมายในปี 2014 เดือนกันยายน และในเศษส่วน มันจะกำเริบมากขึ้นเมื่อเทียบกับหลักสูตรปัจจุบัน เพื่อสนับสนุนเด็กในการประชุมเหล่านี้ความต้องการสูงสำหรับเศษส่วน จึงควรให้แน่ใจว่า พวกเขามีประสบการณ์จริง และแตกต่างกันที่ใช้วัตถุ รูปร่าง และปริมาณมากมาย มีประสบการณ์งานรวยที่กระตุ้น และท้าทายความคิดของพวกเขา และได้รุ่น และรูปภาพ มากกว่า 'เทคนิค' เพื่อสนับสนุนการเจริญเติบโตความเข้าใจของเศษส่วนในบทความนี้ เรามีการเชื่อมโยงไปยังงานรวย (พบในคุณลักษณะของเศษ) ซึ่งจะช่วยพัฒนาแนวคิดพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับเศษส่วนและคำแนะนำสำหรับรูปแบบและภาพที่ช่วยสนับสนุนความคิดรอบเศษ ทำไมเด็กหาเศษยากปัญหา ด้วยการแยกส่วนมักจะเกิดจากความจริงที่ว่าพวกเขาจะแตกต่างจากตัวเลขธรรมชาติที่เป็นญาตินอกจากยอดเงินคงที่-เศษเดียวกันอาจหมายถึงปริมาณที่แตกต่างกัน และส่วนที่แตกต่างกันอาจจะเทียบเท่า (Nunes, 2006) จะค่อนข้างมีเสี้ยว £ 20 หรือครึ่ง 5 ปอนด์ ไหม ความจริงที่ว่าครึ่งเศษส่วนใหญ่ไม่จำเป็นต้องหมายความ ว่า ยอดคุณจบลงด้วยจะใหญ่ คำถามควรจะเสมอ 'เศษอะไร ' 'สิ่งนั้นทั้งหมดหรือไม่' เศษส่วนสามารถอ้างอิงถึงวัตถุ ปริมาณ หรือรูป ร่าง การขยายดังนั้น ความซับซ้อนของพวกเขา เพื่อให้สามารถพัฒนาความเข้าใจแล้ว generalise เกี่ยวกับเศษส่วน เด็กต้องสำรวจนำเสนอมาก และใช้ระยะเวลาเป็นสำคัญ ในช่วงปีแรก ๆ ผู้เรียนจะได้เรียนรู้กับแนวคิดของมีจำนวนมากประสบการณ์ของ ness สามสามสาม generalise ยัง มีเศษ เราอาจพบในโรงเรียนว่าประสบการณ์จำกัดพิซซ่า กระดาษเหนียว และช็อคโกแลต เด็กมีประสบการณ์ของวัตถุ รูปร่าง และจำนวนเงินในวัดเท่า และพวกเขามีประสบการณ์ทั้งการเป็น 'ที่หนึ่ง' ว่าเศษส่วนอาจ1. ส่วนของรูปร่างหรือรูปทรงกิจกรรม Halving เป็นดีเริ่มศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างส่วนทั้งหมด เด็กจะได้รับเชิญเพื่อองค์การกระดาษสี่เหลี่ยมขนาดเฉพาะวิธี กัน จะให้อธิบายก็รู้เป็นครึ่ง นี้สามารถนำไปสู่การสนทนาเกี่ยวกับการเชื่อมโยงพื้นที่ - ครึ่งหนึ่งของสี่เหลี่ยมไม่ใช่รูปร่างเฉพาะแต่จำนวนพื้นที่ ในบทของเขาเจริญเศษ Bernard อธิบายว่า เขาสำรวจความคิดทั่วไปของสี่เหลี่ยมครึ่งกับเด็กบาง ใช้ชิ้นส่วนขนาดต่าง ๆ ของกระดาษนำเรียนสรุปที่เศษส่วนเดียว (ครึ่งหนึ่งในกรณีนี้) สามารถหมายถึงจำนวนต่าง ๆ ของกระดาษ สามเหลี่ยมเศษส่วนยังชวนเพื่อสำรวจความสัมพันธ์ของส่วนรวม แต่ไปเกินครึ่งรวมหาไตรมาส สาม sixths และ ninths สามเหลี่ยมของ bryony เป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของงานหลากหลายที่ร่วมกันพัฒนาแนวคิดของส่วนรวมและการใช้เหตุผล (บังเอิญ มันเป็นมูลค่าการใช้บัตรบางสำหรับกิจกรรมนี้)ถึงแม้ว่างานเหล่านี้ใช้กระดาษเป็นสื่อ ของหลักสูตรเป็นสิ่งสำคัญที่เด็กมีประสบการณ์ในช่วงของทรัพยากร พวกเขาจะแบ่งครั้งก้อนของ playdough อย่างไร พวกเขาจะแบ่งครั้งน้ำหนักอย่างไรและบ่อยเราแตก 'ทั้งหมด' เป็น 'ที่หนึ่ง' ร่วมกับพิซซ่า 2 ระหว่างสาม ในงาน NRICH ช็อคโกแลต 'ทั้งหมด' เป็นหนึ่ง สอง หรือสามแท่งช็อคโกแลต ผู้เรียนต้องทำการตัดสินใจเกี่ยวกับตารางดีที่สุดให้ยืนถ้าช็อกโกแลตบนใช้ร่วมกันระหว่างคนในตารางที่ ส่งเสริมเด็กบันทึกความคิดตัวเองช่วยให้เราสามารถ 'เห็น' ความคิด และประเมินสิ่งที่พวกเขาทำ2. ส่วนหนึ่งของชุดของวัตถุที่แยกกัน ทำ Longer สร้างทำสั้นในความเข้าใจส่วนรวมแต่ขณะนี้ในบริบทของวัตถุเดี่ยว ๆ - ลูกบาศก์ คุณสามารถส่งเสริมให้สำรวจเพิ่มเติมของความคิดนี้ โดยให้เด็กหยิบของสินค้าเช่นเคาน์เตอร์ ลูกปัด หรือ acorns และขอให้คุณแสดงครึ่งหนึ่งในหลายวิธีที่แตกต่างกันเป็นอย่าง 3. ตำแหน่งบรรทัดหมายเลข: หมายเลขตนเองที่นี่ 'ทั้งหมด' เป็นหนึ่งหน่วยในบรรทัดเลข เด็กต้องทำความเข้าใจแม้ว่าครึ่งหนึ่งอาจดูเหมือนเป็นรายมัน ยังเป็นความจริงหนึ่งครึ่ง 'ทั้งหมด': ในกรณีนี้ 'ทั้งหมด' เป็นหนึ่งหน่วย การเริ่มต้นเศษส่วนเป็นตัวหารงานวิจัยของเธอ Nunes (2006) แนะนำว่า ร่วมสถานการณ์สามารถใช้เป็นจุดเริ่มต้นเพื่อความเข้าใจเด็กของเศษส่วนเนื่องจากเธอพบว่า เด็กประถมมีเศษบางลึกเมื่อแก้ปัญหาส่วน:เข้าใจถึงลักษณะสัมพันธ์ของเศษส่วน: ถ้าเด็กได้รับครึ่งหนึ่งของเค้กขนาดใหญ่ และอื่น ๆ ได้รับครึ่งหนึ่งขนาดเล็ก พวกเขาได้รับยอดเงินเท่ากันไม่ พวกเขายังตระหนักถึง เช่น ที่คุณสามารถใช้ร่วมกันบางอย่าง โดยตัดในลักษณะต่าง ๆ: ทำ 'ส่วนที่แตกต่างกันแต่ยอดเงินไม่แตกต่างกัน' ในที่สุด พวกเขาเข้าใจความสัมพันธ์ผกผันระหว่างปริมาณและตัวหาร: เพิ่มเติมคนกำลังร่วมกันสิ่ง น้อยแต่ละคนจะได้รับการกิจกรรมฉลองแฟร์มีบริบทปิกนิกที่ใช้ร่วมกัน และสามารถแบบฟอร์มข้อมูลพื้นฐานของงานเชิงบุกเบิกเริ่มต้นพูดคุยเกี่ยวกับเศษส่วน: การใช้ภาษา เป็นสิ่งสำคัญที่เด็กสร้างคำศัพท์ที่จะพูดคุยเกี่ยวกับเศษส่วน แน่นอนนี้คือสมดุลกระบวนการ แต่อาการก็โอมากคุณสร้างโมเดลภาษาที่เหมาะสมเป็นไปและดึงดูดความสนใจการใช้คำศัพท์เฉพาะ โดยเด็กตัวเอง คุณสามารถส่งเสริมให้เด็กเขียนคำจำกัดความคลาในวอลล์ของคุณ' ทำงาน' และดูถ้านี้สามารถปรับปรุงได้ในช่วงเวลาที่ใช้ในส่วน ArticleDeveloping วิธีที่ห้องเรียนวัฒนธรรมที่สนับสนุน A ปัญหาการคณิตศาสตร์มีหลายความคิดปฏิบัติเพื่อช่วยให้ชั้นเรียนเป็น ห้องเรียนที่ใช้พูดคุยขุดลึกเทียบเท่าThe idea of equivalence is a key one to introduce as children's understanding of fractions develops. When tackling equivalence, it is important to give children the opportunity to record in their own way which helps you to see their thinking. (See our Recording Mathematics featurefor further information about recording generally.) Fractional Wall offers a visual stimulus to help learners grapple with equivalence. The higher-level challenge Fractions Jigsaw offers an opportunity to find equivalent fractions and carry out some simple additions and subtractions of fractions in a context that may challenge and motivate learns. Multiplying fractions using the arrayWhen it comes to calculation of fractions, the danger is that we introduce rules to be memorised and suddenly the conceptual development appears no longer to be valued. However, in the article Models in Mind, Mike Askew demonstrates that the array is a powerful tool for thinking about multiplication of fractions, giving children a visual image to draw on, rather than relying on 'tricks'.Summary The concept of fractions is a complex one and it takes time, combined with a rich range of experiences and appropriate mathematical models, for children to develop a deep and rigorous understanding. You may like to try out some of the resources we have recommended in this article to see how they can support the development of children's understanding of fractions. You may also want to look to see what the children's 'fraction diet' is like across the whole school and how it could be usefully strengthened to maximise the opportunities children have to develop a meaningful and thorough understanding of fractions. Further reading History of FractionsManipulatives in the Primary ClassroomReferencesNunes (2006) Fractions: Difficult but crucial in mathematics learning
การแปล กรุณารอสักครู่..
