突破算术定势走进代数思维.doc
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1、突破算术定势,走进代数思维 列简易方程解决问题的教学策略研究杭州市浦沿小学教育集团 吴旭敏 【摘要】在小学阶段引入方程,是儿童认识过程中的一个飞跃和转折点。数的概念进一步扩展,用字母表示更普遍的数量关系,还让未知数参与运算,产生数学方法上的一次突变,为学生代数思想的形成创造条件。然而,审视现状,却基本是“披着方程的外衣,做着算术的实质”。主要问题表现在,教材衔接脱节,学生习惯算术思维,教师教法定势。在简易方程教学中,教师要转变观念,优化教学内容,创新教学思路,以突破算术思维,走向方程思维。具体做法:1.重视基础,循序渐进,走进符号思维;2.教给方法,理清脉络,走进关系思维;3.挖掘教材,分析比
2、较,走进方程思想。事实证明,开放式列方程解决问题的策略,既提升了学的效率,浓郁了对方程的兴趣;又解放了教师教的思路,增强了对教材的驾驭能力。【关键词】 简易方程 符号性思维 关系性思维 方程思维一、 问题:“方程的外衣,算术的本质”“简易方程”是人教版小学数学第九册第四单元的教学内容,是学生用算术思维过渡到代数思维分析数量关系的载体,是学生后续数学学习的基础。本单元的编排特点是以列方程解决实际问题为主线,让学生在解决问题的过程中学习方程。这样的编排重在渗透方程思想,强化方程作为一种有效的解决问题策略的应用。但是在实际教学中,由于算术方法解决问题的长期强化,训练所形成的思维定势使学生在列方程解决
3、问题时遇到了一定的困难。在小学五六年级我们经常能听到学生的这些质疑和抱怨:n个学生说:老师一定要用方程解吗?师:是的;(没办法) m个学生说:这道题太简单了,干嘛要用方程解呢?太麻烦了,简直多此一举。(无奈)A个教师B个学生说:这道题其实并不难,学生(我)怎么没想到用方程去解呢?(一脸的惊愕) (a1)个学生在争议一个好学生解决问题时的列式:x(255)2,有的认为是方程,有的认为不是。根据学生的质疑和抱怨,结合平时学生的学习情况,笔者发现学生主动选择用方程解决问题的不多,并且正确率不高,能用算术解法的一般都不会用方程来解决。只有题目明确要求时才不得不用,在这个过程中所列的方程往往是算术思想转
4、化过来的。“方程的外衣,算术的本质”。为什么会出现这样的结果呢?原因何在?根据现状我们在简易方程教学时应采取怎样的对策呢?二、 析因回到原点的感悟在中小学教育中,代数思维被认为是数学的核心思想。但长期以来,小学数学在思维上更倾向于算术思维,教材中算术思维和方程思维割裂的状况长期存在,这对五上学习简易方程必然会产生强烈的影响,严重干扰学生代数思想的形成和发展。这些现象留给我们所有小学数学教育工作者思考,究其原因有以下几方面:(一)学的困惑:习惯算术思维学生在一至四年级的学习中,曾经不知多少次用算术方法解决问题,这种思路已经成为一种固定的甚至是相当顽固的思维定势,这对学生方程新知的掌握必受影响。1
5、. 思维方式不适应,难接受未知量参与运算算术方法中,已知数和未知数是独立分开的,未知量始终处于一个“目标”,不参与运算。而方程中,学生对字母的含义理解不够,不习惯把未知量与已知量同等看待,不善于由未知量入手将其参与运算,联系其它条件,得出另外数量。 具体表现为用字母表示一个数之后,再运用这个字母表示另外未知数学生感到困难。如:果园里梨树x棵,桃树的棵数是梨树的3倍,两种树一共( )棵。部分学生对于x参与运算不适应,列式、理解(x3x)更是困难很大。2. 方法能力不足,缺寻找等量关系的方法确定问题中的等量关系是列方程的关键。学生分析数量关系时仍习惯把已知数和未知数分开,这是算术方法的特点,但对方
6、程来说恰恰是缺点。列方程解决问题必需对解决的问题有一个整体的关系把握,先在头脑中制订出解题规划找好等量关系。如:一条山路,小张从山下到山顶走50分后离山顶还有400米,从山顶到山下只需走40分就可到达。已知下山时每分走85米,上山时每分走多少米?用方程解决这个问题必须理解整个题目的数量关系,再找出等量关系:上山的路程下山的路程,相对来说比较抽象,挑战性很大。3. 情感上不喜欢,嫌方程解题过程繁琐列方程解决问题在格式上比算术方法麻烦,解题步骤复杂。在解答问题前先要将未知数假设成已知数,在解方程过程中书写繁琐,而算术法用算术来表示思维过程,相对简洁。这样学生认为方法复杂,算术法简单,因而不喜欢方程
7、,排斥方程解决问题。(二)编的缺憾:内容集中梯度大 简易方程人教版安排在五年级上册,在学本单元前学生已有了一定的算术知识(如整数、小数的四则运算及其应用),已初步接触了一点代数的基础。与原教材对比更贴近学生的实际生活,但每课时的学习内容多,内容之间的递增跨度大。1.知识引入集中,字母符号渗透迟 学生在四下的运算定律的学习中,教材第一次渗透字母;五上的学习,学生既要学习用字母表示数、运算定律、计算公式和数量关系,又要了解方程的意义,理解等式的基本性质,用等式的基本性质解方程,还要用方程解决一些问题。相对来说,本单元的学习内容多,难点布列密集。而代数的学习是不能一蹴而就,毕其功于一役的。2.学习时
8、间缩减,每课时任务重新教材提倡“算用结合”,把列方程解决实际问题和探索解方程的方法结合在一起,本单元共安排了15课时的教学内容,总感觉内容多,课时数不够。在学习稍复杂的方程时,教材把解方程和解决实际问题有机整合,由实际问题引入方程,在现实背景下求解方程并检验,这样处理有助于学生理解方程的过程,也有利于培养学生的数学应用意识。但在实际教学中,一节课,既要学生学会找等量关系,又要解方程,学生学得累,教师教得烦,学习效果不尽人意。3.问题思维简单,优越性体现不足如果新知识的学习是由旧知不足以解决新的问题而引入的,则学生的学习动机水平就高,兴趣就会大些。但方程学习中考虑到学生的可接受性,教材编排的问题
9、相对思维简单,学生用算术法能很容易得到答案,则很难体会到方程法解决问题的优越性。(三)教的艰难:教学方法定势1. 教师认识偏差,倾向算术思维自古以来数学这门学科一直被称为“算术”,传统的观念对小学数学教学影响深远。很多的一线数学教师自身非常缺乏“代数的思考”问题的意识,思维方式也倾向于算术思维。在无视关系思维的前提下,算术中潜在的代数特性被只关注算术中的程序思维所遗忘,客观上造成了学生学习方程的潜在困难。2. 教学行为简单,追求眼前效益为了追求学生的正确答案、眼前的平均分,在数学问题解决中,教师热衷逆向思维,即便有更好、更简洁的方程法,教师还是倾向于运用算术方法来解决问题。因此,算术方法解题在
10、学生的思维中根深蒂固。例如:“妈妈比小明大24岁,今年刚好是小明年龄的3倍,小明和妈妈今年分别多少岁?”的教学中,由于过于注重通过“几倍求差”的讨论,学生很难找到等量关系:妈妈的年龄小明的年龄24,导致了方程x243x千呼万唤不出来。三、 践行从渗透走向深刻 从算术法解决问题到方程解决问题是思维上的转折与飞跃。简易方程单元中解决问题这部分内容,就思维方向来说是逆向的,数量关系有些也是复杂而隐蔽的,为了实现从算术思维到方程思想的过渡,一方面要充分利用学生已有的知识,使这些知识为新知的掌握服务;另一方面要摆脱思维定势,使学生建构良好知识结构。(一)重视基础,循序渐进,走进符号思维用字母表示数是代数
11、学习的首要环节,理解用字母表示数的意义是学习代数的关键,也是后续学习的前提。教师在教学中抓住视点,适时渗透,让学生在直观中感受、抽象出用字母表示数,理解代数式,通过精熟操练,择优设元,发展学生的符号感,从而拓展学生的符号思维。1.抓住视点,提早渗透,直观感受符号思维数学课程标准指出在小学的各年级中,在打好算术基础的前提下,逐步渗透代数知识。代数知识的引入,在教学上绝不是一蹴而就,必须与有关知识紧密联系,采取分散难点,逐步渗透的方法,以求在第一学段形成相应的知识构建,使第二学段学习方程不再陌生,以弥补课时的不足。(1)渗透图形、字母表示数从一年级开始,保护好学生“天然”的方程萌芽,通过帮助学生理
12、解图形表示未知数的方法,为学生早期代数思想的渗透提供机会。在一、二年级计算教学中使学生认识( )代表一个数,渗透字母表示数的启蒙。如:一年级“10的加减法中填未知数”,7( )10;二年级利用表内乘法口诀求其中的一个因数, 530;在6( )30,90( )65中,渗透用( )、代表一个数,而且可以表示某个范围内的数。在二、三年级的逆向思维的应用问题中教给学生未知量可用图形、字母代替。如:红花有32朵,比黄花少5朵,黄花有几朵?可引导学生列出等式:黄花数红花数5,教给学生用( )代表未知量列成算式:( )325,再变形列式:325;不仅帮助学生将逆向思维转化为顺向思维,而且强化了方程意识。在四
13、年级的运算定律教学中不仅要求学生把发现的规律用文字叙述,而且能简洁、清楚地表示。加法运算定律教学中教材要求学生可以用图形、字母或其它符号来表示,体会字母的简单明了。如:加法交换律,甲数乙数乙数甲数,abba。乘法运算定律教学中教材不仅要求学生用自己喜欢的符号表示数,abba,而且还要求学生体会a、b表示哪些数,促进学生体会字母表示数能把运算定律简明表示。通过各年级的不断渗透,有利于学生对字母产生亲切感,降低字母的抽象性,为学生接纳方程打下良好的基础。(2)渗透等号表示平衡符号教师在日常的教学中要不断帮助学生理解等号的意义。等号既表示得到的结果,又表示相等关系。算术思维过渡到代数思维标志之一就是
14、把等号理解为表示相等、平衡关系的符号,这需要结合教学内容不断渗透。直观体验平衡表示相等。教学中由于学生对等量抽象的理解有困难,可以充分利用天平、学具、多媒体软件等辅助手段,用直观方式让学生理解等号表示平衡关系。在三年级数学广角教学中,学生通过观察、操作、验证等活动,初步体会等量代换的思想方法,为以后学习代数做好准备。如:,那么,;如果,那么 等。结合运算规律理解等号表示平衡。比如:教师通过493650( );18-920-( );12( )6( )等式子,促进学生超越算术思维,运用关系思维,识别出算式中表示的相等关系。2.情境体验,从“个”到“类”,抽象出字母及代数式用字母表示代数式数看似简单
15、,实则不然。字母表示数的思想,深刻揭示和指明了存在同一类问题中共性和普遍性,是认识和推理提到了一个更高的水平。学生经历从用数字表示数到用字母表示数是一个漫长的过程,需要经历大量的活动,积累丰富的经验 ,亲身经历数学模型的抽象过程,从表示一个数到一类数,从而从现实世界走进数学的符号世界。案例1:用字母表示数课件呈现学生分小组用小棒摆三角形的场景。场景l: 一组学生摆了1个三角形。场景2: 一组学生摆了2个三角形。场景3: 一组学生摆了3个三角形。场景4: 一组学生摆三角形但所摆的三角形的个数从场景中辨识不出来。学生依次回答前三个情境后,呈现场景4,提问: 他们摆了多少个三角形?要用几根小棒?学生
16、做出“摆4个三角形”、 “摆5个三角形” 等各种猜测后。有学生指出:他们可能摆了任意个三角形。师:我赞同你的说法。摆任意个三角形要用多少根小棒?生1:可以用 ?3,用?代表未知的多少个三角形。生2:可以用( )3。根。师:表示什么?呢?学生经历从“具体事物个性化地用符号表示学会数学地表示”这一逐步符号化、形式化的过程,在交流、分享的过程中丰富经验。学生用自己的语言进行描述,并在师生互动过程中运用代数式将这个关系表示出来。3.精熟操练,循序渐进,理解代数式的两重含义培养学生把未知数x和已知数放在同等地位来进行分析,并正确、熟练地列出代数式是列方程的基础。教学中,教师需要有意识地训练学生对数学语言
17、和代数式进行“互译”;日常语言和代数式的“互译”。” (1)数学语言和代数式“互译”。这种“翻译”训练可以为列方程扫除障碍,铺平道路。例如: 用数学语言叙述下列代数式: 4x8 364x 用代数式表示下列数量关系 x与10的和, 3的8倍与y的差 x减3的差与8的积(2)日常语言和为代数式“互译”。把日常语言“翻译”为代数式,是以数学语言为中介实现的。 根据数量间的关系列出代数式,使学生会用代数式正确反映复合数量关系。甲数为a,乙数比甲数的3倍还多8,乙数是()。工厂要生产5000个零件,甲车间每天加工m个,乙车间每天加工n个,两个车间同时工作5天,共生产()个零件,两个车间同时工作2天后,还
18、剩()个零件没有做。西安大雁塔比小雁塔高度的2倍少22米。设小雁塔高x米,则大雁塔高( )米。北京颐和园占地290公顷,其中水面面积大约是陆地面积的3倍。设陆地面积为x公顷,水面面积为( )公顷,水面和陆地面积共( )公顷,陆地面积比水面少( )公顷。沪宁高速公路全长2745千米。一辆轿车和一辆大客车分别从上海和南京同时相对开出,轿车平均每小时行1184千米,大客车平均每小时行110千米。设两车经过x小时在途中相遇,则两车一共行的路程可表示为( )千米。根据代数式说出数量关系或所表示的数量。例如:两个城市之间的公路长256千米,甲乙两辆汽车同时从两城出发,相向而行,4小时后相遇,甲车每小时行3
19、1千米,乙车每小时行x千米。要求学生说出下面代数式的意义:4x (31x) (3144x)(2564x) (2564x) 256(31x)这样的练习旨在让学生学会根据题中的关系句或常见的数量关系,用含有未知数的式子表示另一数量(有的是已知数量)。有利于减缓学习坡度,扫除列方程的障碍。4.例题引导,设优择元,掌握设未知数的技巧设未知数,是列方程解应用题的第一步。简易方程学习是一元一次方程,在一个具体问题里如果含有多个未知数时,到底该选哪个未知数设元,初学者往往难以掌握,教师应利用一些典型例题教会学生设元的方法。设未知数有两种方法:(1) 直接设元法。即题目里问什么,就设什么做未知数。在多数情况下
20、,应用题都可以用直接设元法来解。在用方程解决和倍差倍问题我们是这样解决的。例如:果园里有桃树和梨树共120棵,桃树的棵树是梨树的2倍,两种树各有多少课?用一个未知数表示另一个未知数是有效的办法,也是用方程解这类题的总思想。具体分三步走A.首先从条件中找到两个等量关系。桃树棵树梨树棵树120;桃树的棵树梨树的棵树2;B.选其中一个等量关系用来实现一个未知数表示另外一个未知数。C.用另一个等量关系列方程。列出四个方程A.设梨树为x棵,那么桃树是(120x )棵。120x2xB.设桃树为x棵,那么梨树为(120x)棵x(120x)2C.设梨树为x棵,那么桃树为2x棵x2x120D.设桃树为x棵,那么
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