Regning med brøker – addition og subtraktion

Ligesom inden for de naturlige tal er det centralt, at eleverne arbejder med afsæt i talforståelse, når de regner. Undervisningen bør derfor tage udgangspunkt i ’grundforståelser’, når eleverne skal regne med brøker – på samme måde som undervisningen i beregninger med naturlige tal bør tage udgangspunkt i talforståelser. Særligt er det grundforståelserne: del-helhed, kvotient og måling, som er i centrum i elevernes arbejde med addition og subtraktion. Da bør eleverne have opbygget en god forståelse af den størrelse brøkerne repræsenterer. Desuden skal eleverne have en forståelse af regnearterne (Kilde 1).

Eleverne skal ikke forceres til for hurtigt at kunne regne med brøker gennem det matematiske symbolsprog, da det kan medføre, at eleverne ikke får opbygget en forståelse af, hvad de regner med og på (Kilde 2). Ellers de risikerer kun at opbygge ren procedure eller instrumentel tilgang til det at regne med brøker. I stedet bør man arbejde grundigt med grundforståelserne, før man begynder at addere og subtrahere brøker. Det vil sige, at eleverne bør have længere tid for at de kan fordybe sig og blive sikre i den nye måde at skrive tal og hvilken størrelse de repræsenterer

Der er tre centrale begreber, man skal være opmærksom på, når eleverne arbejder med addition og subtraktion af brøker. Det er:

  1. Ækvivalente brøker
  2. Det underliggende hele
  3. Omskrivning mellem brøk og heltal

Ækvivalente brøker

Forskning viser, at det er udfordrende for mange elever, at to forskellige brøker kan repræsentere den samme størrelse – altså at $\frac{1}{4}=\frac{2}{8}$. Det vil sige, at ækvivalente brøker kan være en udfordring for mange elever at forstå. Det er vanskeligt at opbygge forståelsen for ækvivalens, da de tidligere, inden for de naturlige tal, netop har erfaret, at hvert tal står for en unik størrelse (Kilde 2). 2 står for netop to borde eller to glas. Talstørrelsen 2 adskiller sig således fra alle andre talstørrelser, man kan skrive med naturlige tal. At $\frac{1}{4}$ har samme størrelse som $\frac{2}{8}$, kan derfor virke forkert, da det jo netop er forskellige tal, som indgår. Se figur 1.

Forståelse af ækvivalens er vigtig, når man arbejder med addition og subtraktion, fordi man ofte skal finde en fællesnævner. For eksempel, når man finder fællesnævneren 12 i beregningen $\frac{1}{4}+\frac{1}{3}=\frac{3}{12}+\frac{4}{12}=\frac{7}{12}$, er det vigtigt, at eleverne har en forståelse af, at $\frac{1}{4}$ er omskrevet til $\frac{3}{12}$, og $\frac{1}{3}$ til $\frac{4}{12}$. Hvis eleverne ikke har udviklet den forståelse, vil de ikke have nogen forståelse af mellemregningen. De skal derfor arbejde med omskrivning af brøker og arbejde med deres størrelser, inden de arbejder med addition og subtraktion. De danske udtryk ”forlænge” og ”forkorte” er desværre ikke med til at støtte forståelsen af, at det er den samme størrelse, som man beskriver gennem forskellige brøker. De to udtryk kan opfattes som om noget bliver længere eller kortere (Kilde 3). Et forslag kan være at bruge ”forenkle” i stedet for forkorte, eller bruge ordet ”omskriv brøken” om begge udtryk. Desværre er der ikke rigtig noget godt alternativ til ”forlæng” på dansk.

Den underliggende hele

Den underliggende hele er en central forståelse at have på plads, når brøker skal subtraheres eller adderes (kilde 4). Det vil sige, at når $\frac{1}{4}+\frac{1}{3}$ skal lægges sammen, så er det den samme størrelse hele, som de er taget af. Det er vigtigt, at eleverne ikke udelukkende opfatter fx $\frac{1}{4}$ som ’1 ud af 4’. Denne forståelse risikerer nemlig at komme i konflikt med den korrekte udregning af fx $\frac{1}{4}+\frac{1}{4}$. Hvis eleverne tænker, at hver af de to brøker i dette regneudtryk repræsenterer ’1 ud af 4’ hele, følger det således, at de tilsammen udgør 2 ud af 8. Den underliggende hele er derfor central, og det er vigtigt at tale om den i undervisningen. Det er vigtigt, at eleverne betragter brøkerne som en del af en underliggende helhed. Et typisk eksempel er en fjerdedel af en pizza plus en fjerdedel.

At omskrive mellem brøk og heltal

Ligesom inden for de naturlige tal, hvor det er vigtigt at kunne veksle mellem for eksempel enere til tiere, så er det vigtigt at opbygge en lignende forståelse af at veksle mellem blandede tal og uægte brøker. Forskning har vist, at elever typisk har svært ved at kunne omskrive mellem netop brøker og blandede tal (Kilde 5).  Det kan hænge sammen med, at eleverne har svært ved at se, hvilken størrelse brøken repræsenterer, for eksempel at $\frac{8}{2}$ også er 4. Men det er centralt, at eleverne er i stand til at omskrive mellem naturlige og forskellige brøker. Da det støtter udviklingen af regnestrategier inden for brøkregning, da de ellers ikke vil kunne handle fleksibelt i opgaver som $2\frac{1}{4}-\frac{1}{2}$, hvor man kan gå til løsningen på flere måder. Enten kan man se på brøkerne først og herefter se på $2-\frac{1}{4}$, eller man kan veksle $2$ om til $1\frac{4}{4}$, og stykket bliver dermed $1\frac{5}{4}-\frac{1}{2}$.

Elevaktivitet

Aktiviteterne tager afsæt i forskningsopsamlingens anbefalinger (kilde 6).

Aktivitet 1

Læreren viser to glas. $\frac{1}{5}$ af det ene glas er fyldt med saft. $\frac{2}{5}$ af det andet glas er fyldt med saft. Læreren viser de to glas. Læreren starter med en historie om at det er irriterende, at hans nabo eller kone altid blander nyt saft i glas, som han/hun sætter i køleskabet, og så bliver køleskabet fyldt op. Han vil nu hælde saften sammen, så den er i ét glas. Herefter indledes en samtale om, hvor meget saft der er i hvert glas, og hvor meget det vil fylde, hvis vi hælder dem sammen.

Eleverne får udleveret to stykker papir, som skal repræsentere tværsnittet af de to glas (se figur 3). Eleverne arbejder parvis med at løse opgaven gennem tegning og foldning af de to glas på papiret. 

Eleverne arbejder med opgaverne:

  • Hvor meget saft er der i hvert glas?
  • Hvor meget saft er der tilsammen i de to glas?

Det centrale er, at eleverne folder papiret for at finde en løsning.

  1. Hvor stor en brøkdel er fyldt af kande A?
  2. Hvor stor en brøkdel er fyldt af kande B?
  3. Hvor meget saft vil der være i en kande, hvis vi hælder saften sammen?
  4. Skriv et regneudtryk op: ___$+$___$=$___
  5. Forklar, om kanden bliver mere eller mindre end halvt fyldt, når vi hælder saften sammen.

Læreren samler løsningerne op på tavlen ved at tage afsæt i forskellige elevers arbejde.

Der samles op på aktiviteten ved, at læreren hælder saften sammen i ét glas, og der tales om:

  • Hvordan finder vi størrelsen af den samlede mængde saft?
  • Er det mere eller mindre end et halvt glas? Hvordan kan vi se det?
  • Hvor meget mangler vi for, at vi har et helt glas saft?
  • Hvad er det, vi lægger sammen?

(Hvis der er elever, som skal udfordres mere, kan læreren udvide opgaven. Læreren udvider fortællingen: ”Jeg vil gerne have glasset fyldt helt op med saft, så jeg må blande det manglende $\frac{2}{5}$ af et glas.) 

Aktivitet 2

Her arbejdes med nødvendigheden af at finde en fællesnævner – begge brøker skal omskrives. Det kan være en idé at indlede med at addere to brøker, som kun kræver omskrivning af den ene, for eksempel $\frac{1}{2}+\frac{1}{8}=\frac{4}{8}+\frac{1}{8}=\frac{5}{8}$. Her er det kun nødvendigt at omskrive $\frac{1}{2}$.

Læreren introducerer aktiviteten. Nu er der igen 2 glas saft i køleskabet, som han vil hælde sammen for at spare på pladsen. Alle elever får de to tværsnit som vist i figur 3. De skal være på hver sin papirstrimmel.

  1. Hvor stor en brøkdel er fyldt af kande A?
  2. Hvor stor en brøkdel er fyldt af kande B?
  3. Hvor meget saft vil der være i en kande, hvis vi hælder saften sammen?
  4. Skriv et regneudtryk op: ___$+$___$=$___
  5. Forklar, om kanden bliver mere eller mindre end halvt fyldt, når vi hælder saften sammen.

Eleverne arbejder igen sammen to og to med at komme med løsninger til, hvor meget saftevand, der er i én kande, når saften hældes sammen. Det er vigtigt, at det på papiret med kanderne er tegnet nøjagtige brøker ind, og at disse er anførte. Det centrale er, at eleverne kan folde og inddele papiret – og lave overslag på, hvad den samlede mængde udgør.

Læreren samler løsninger op ved at sætte forskellige elevarbejder op på tavlen, og indleder en samtale med at stille spørgsmål som: Hvordan kan vi finde ud af, hvor meget saft, der er i hver kande, inden vi hælder dem sammen?  Hvor meget saft er der cirka? Hvordan finder vi ud af, hvor meget vi har, når vi hælder kanderne sammen? Hvad kan vi gøre? Kan vi lave en regel? (Hvis eleverne har svært ved dette - kan det være en idé med en ny aktivitet, hvor det er $\frac{1}{3}$ og $\frac{1}{4}$, som skal lægges sammen).

Et eksempel på en formuleret regel kan være: ”Vi kan altid gange den ene nævner i det antal dele, den anden nævner viser – altså det er fællesnævnerne, og så omskriver jeg brøken, så det passer. Vi finder den fællesnævner, de kan være enige om. Altså $\frac{1}{3}$ deler jeg med 2, fordi den anden nævner er 2. Så bliver $\frac{1}{3}$ altså til $\frac{2}{6}$. Så laver jeg også $\frac{1}{2}$ om til sjettedele, og så har jeg $\frac{3}{6}$, og så kan jeg lægge det sammen.” Eleverne kan med fordel arbejde videre med andre opgaver, der minder om denne.

TIL OVERVEJELSE I FAGTEAMET

  • Når I ser på de undervisningsmaterialer, I anvender på skolen, hvordan er progressionen så tilrettelagt inden for addition med brøker? Hvordan inddrages forskellige repræsentationer?
til: GRUNDSKOLE
emne: BRØKER

UDGIVET: 2025


Forfatter



Udgiver

Temaer på matematikdidaktik.dk udvikles i tæt samarbejde mellem forskere og praktikere og udgives af NCUM.
Se redaktionen og vores redaktionelle retningslinjer

Kilder

  1. Braithwaite, D. W., Tian, J., & Siegler, R. S. (2017). Do children understand fraction addition? Developmental Science, 21(4).
  2. Bentley, B., & Bossé, M. J. (2018). College students’ understanding of fraction operations. International Electronic Journal of Mathematics Education, 13(3).
  3. Pedersen, P.L., Bjerre, M. (2021) Two conceptions of fraction equivalence. Educ Stud Math 107, 135–157.
  4.  Lamon, S. J. (2012). Teaching fractions and ratios for understanding: Essential Content Knowledge and Instructional Strategies for Teachers. Routledge.
  5. Yoshida, H., & Sawano, K. (2002). Overcoming cognitive obstacles in learning fractions: Equal-partitioning and equal-whole. Japanese Psychological Research, 44(4), 183–195.
  6. Siegler, R.; Carpenter, T., Fennell, F., Geary, D., Lewis, J., Okamoto , Y., Thompson, L. Wray, J. (2010). Developing Effective Fractions Instruction for Kindergarten Through 8th Grade. National Center for Education Evaluation and Regional Assistance, Institute of Education Sciences under Contract ED-07-CO-0062 by the What Works Clearinghous. 
Del tema Print