林巧容
【摘 要】2011年版《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中運用數(shù)學(xué)思維方式進(jìn)行思考,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力,增強應(yīng)用意識,提高實踐能力,發(fā)展創(chuàng)新意識。
【關(guān)鍵詞】一元一次方程 應(yīng)用題 教學(xué)策略
2011年版《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)過程中運用數(shù)學(xué)思維方式進(jìn)行思考,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力,增強應(yīng)用意識,提高實踐能力,發(fā)展創(chuàng)新意識。而列方程解應(yīng)用題是初中代數(shù)學(xué)習(xí)在應(yīng)用上的出發(fā)點,是開發(fā)學(xué)生智力、培養(yǎng)分析問題、解決問題能力的重要環(huán)節(jié),為今后學(xué)習(xí)不等式、方程組、函數(shù)等知識提供思想和方法,也為幾何求值題的解題思路提供模型思想,是初中數(shù)學(xué)的重中之重。
初一學(xué)生的特點是思維活躍、膚淺,思考問題尚欠深刻,綜合性較差。而列方程解應(yīng)用題在“審”“設(shè)”“找”“列”“檢”“答”的環(huán)節(jié)須經(jīng)歷抽象、建模等深刻思考才能順利解題,因此,歷來是教學(xué)的一個難點。新教材為了分散難點已作了充分的準(zhǔn)備。比如,在小學(xué)編進(jìn)了《簡易方程》,讓學(xué)生對列方程解應(yīng)用題在思維和解法上積累經(jīng)驗;在初一第三章學(xué)習(xí)了列代數(shù)式,讓學(xué)生能從探索具體問題中的數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律中,掌握用代數(shù)式進(jìn)行表達(dá)的方法;新教材還在“認(rèn)識一元一次方程”中舉了大量與生活密切相關(guān)的應(yīng)用題,設(shè)出未知數(shù),讓學(xué)生列出方程。這些舉措從心理上有效減輕了學(xué)生學(xué)習(xí)應(yīng)用題的恐懼心理,也從思想方法上積累了大量解題經(jīng)驗。但是,初中應(yīng)用題加大了題目的復(fù)雜程度,學(xué)生在解題上存在如下問題:1.找不出隱含的等量關(guān)系。2.不懂靈活地設(shè)未知數(shù)。3.不懂如何使用等量關(guān)系。因此,列方程解應(yīng)用題依然是教學(xué)的難點。費賴登塔爾德提出了再創(chuàng)造理論:數(shù)學(xué)課堂教學(xué)主要是運用問題的解決來啟迪、培養(yǎng)和優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì),教師的任務(wù)是通過問題的設(shè)計為學(xué)生的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造提供自由廣闊的天地,進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生探索,自行挖掘其中蘊含的值得深思的問題。因此,我的教學(xué)策略是設(shè)計恰當(dāng)?shù)膯栴},在問題的思考和解決中以突破以上三個問題為抓手,立足于學(xué)生思維能力的培訓(xùn),引導(dǎo)學(xué)生思考知識間的內(nèi)在聯(lián)系,注重分析過程的思路開拓與規(guī)律的揭示,從而感悟數(shù)學(xué)思想和方法,培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
一、在問題情境思考中尋找等量關(guān)系的策略
引導(dǎo)學(xué)生思考知識之間的內(nèi)在聯(lián)系:方程是含有未知數(shù)的等式,有等式必須要有等量關(guān)系。因此列方程解應(yīng)用題必須要學(xué)會找等量關(guān)系。如何尋找呢?下面通過例題的示范和回放已學(xué)過的例子來歸納總結(jié)尋找等量關(guān)系的策略。
例題示范(教科書中的例題):某居民樓頂有一個底面直徑和高均為4m的圓柱形儲水箱(如圖1),現(xiàn)對該樓進(jìn)行維修改造,為減少樓頂原有儲水箱的占地面積,需要將它的底面直徑由4m減少為3.2m,那么在容積不變的前提下,水箱的高度由原先的4m變?yōu)槎嗌倜??引?dǎo)學(xué)生思考探索得出:變化前后的不變量就是等量關(guān)系——舊水箱的容積=新水箱的容積。根據(jù)班級學(xué)生的實際情況,對教材進(jìn)行再創(chuàng)造,豐富學(xué)生的數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗,提高思維水平。
鏈接練習(xí):銅仁市對區(qū)主干道進(jìn)行綠化,計劃把某一段公路的一側(cè)全部栽上桂花樹,要求路的兩端各栽一棵,并且每兩棵樹的間隔相等,如果每隔5米栽1棵,則樹苗缺21棵;如果每隔6米栽1棵,則樹苗正好用完,問原有樹苗多少棵?
引導(dǎo)學(xué)生分析思考:兩種假設(shè)中道路的長度總是不變的。因此,可設(shè)原有樹苗x棵,根據(jù)兩種不同栽樹方法的道路長度一樣,列方程5(x+21-1)=6(x-1)。通過例題示范和練習(xí)的鏈接讓學(xué)生明白等量關(guān)系的一種找法:變化前后不變的量就是一個等量關(guān)系。
下面通過課件回放第一節(jié)認(rèn)識“一元一次方程”的五個引例,引導(dǎo)學(xué)生歸納出等量關(guān)系的另外兩種找法。
題目中有明顯的數(shù)量關(guān)系就是等量關(guān)系?;胤诺谌齻€引例:甲、乙兩地相距22km,張叔叔從甲地出發(fā)到乙地,每小時比原計劃多走1km,因此提前12min到達(dá)乙地。張叔叔原計劃每小時走多少千米?引導(dǎo)學(xué)生分析思考:題目中明顯的數(shù)量有“多”“提前”,因此本題等量關(guān)系有兩個:①實際每小時行走的路程=原計劃每小時行走的路程+1km;②實際行走時間=原計劃行走時間-12min。引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注題中“和”“差”“倍”“分”等表示數(shù)量關(guān)系的詞語,如“一共”“多”“少”“快”“慢”“提前”“超過”“剩余”“增產(chǎn)”“降低”“上升”等,指出:數(shù)量關(guān)系的落實在數(shù)學(xué)運算上具有相對性。注意辨析:“幾年后”與“第幾年”,“翻一番”與“翻兩番”, “是幾倍”與“增加幾倍”“增加到幾倍”“增加百分之幾”“增加幾分之幾”,“除”與“除以”等細(xì)節(jié)上的表達(dá),要咬文嚼字,分辨清楚,注意細(xì)節(jié)。
3.挖掘問題中出現(xiàn)的公式,公式本身就隱含著等量關(guān)系?;胤诺谖鍌€引例:某長方形操場的面積是5850m2,長和寬之差為25m,這個操場的長與寬分別是多少米?引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析和思考:題中有一個明顯的數(shù)量關(guān)系“差”,有一個公式“長方形的面積”。因此,本題有兩個等量關(guān)系:①長方形的面積=長×寬;②長方形的長-長方形的寬=25m。通過以往問題的經(jīng)驗歸納和回放引例示范,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同類型的應(yīng)用題中都隱含有不同的公式,如行程問題:路程=速度×?xí)r間;工程問題:工作量=工作效率×工作時間;利潤問題:利潤率=利潤÷進(jìn)價,利潤=售價-進(jìn)價;價錢問題:總價=數(shù)量×單價;等等。
二、在解決問題的過程中引出三種設(shè)未知數(shù)的方法
引導(dǎo)學(xué)生思考知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,方程是含有未知數(shù)的等式,因此列方程解應(yīng)用題必須設(shè)未知數(shù),未知數(shù)怎樣設(shè)呢?有幾種設(shè)法?下面通過例子的講解感悟未知數(shù)的三種設(shè)法。
第一種:直接設(shè)元法。題目求什么,就直接設(shè)什么,然后尋找一個能體現(xiàn)題目主要意思的等量關(guān)系,列一個方程即可。這種方法應(yīng)用最廣,學(xué)生最愛用,也用得最好,這部分不講,讓學(xué)生自主探究,把學(xué)習(xí)的主動權(quán)還給學(xué)生。
第二種:間接設(shè)元法。有的題目用直接設(shè)元法根本無法求出,轉(zhuǎn)而用間接設(shè)元法。
例題示范:在我們的身邊有些股民,在每一次的股票交易中都可能盈利或虧損,某股民將甲、乙兩種股票賣出,甲種股票賣出1500元,盈利20%;乙種股票賣出1600元,但虧損20%,該股民在這次交易中是盈利還是虧損?盈利或虧損多少元?引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生思考:盈利還是虧損都是相對原價而言的,必須知道原來甲、乙兩種股票的進(jìn)價是多少,因此,用間接設(shè)元法,設(shè)甲種股票進(jìn)價為x元,乙種股票進(jìn)價為y元,則根據(jù)利潤公式:利潤率=利潤/進(jìn)價,得到(1500-x)/x=20%,解得x=1250元;(y-1600)/y=20%,解得y=2000。因為1500+1600-(2000+1250)=-150,所以虧損150元。
第三種:設(shè)輔助元。有的題目出現(xiàn)未知量,這個未知量我們不需要知道,但與題意關(guān)系密切,為了順利解出問題,這時設(shè)一個輔助未知數(shù)起橋梁作用。
例題示范:某藥店經(jīng)營的抗病毒藥品,在市場緊缺的情況下提價100%,物價部門查處后,限定其提價的幅度只能是原價的10%,則該藥品現(xiàn)在降價的幅度是多少?引導(dǎo)學(xué)生思考:本題有一個明顯的等量關(guān)系:藥品提價的幅度是原價的10%,可用直接設(shè)元法,設(shè)降價的幅度為x,本題中原價是多少不知道,也不需要知道,但與題目密切相關(guān),為了順利列出方程,設(shè)原價為a元,這個a就是一個輔助未知數(shù),起個橋梁作用,得(1+100%)a(1-x)=(1+10%)·a。因為a≠0,所以兩邊同除以a,得2(1-x)=1.1x,解得x=0.65。
通過以上問題的解決,學(xué)生在積極思考探索中,積累了活動經(jīng)驗,能根據(jù)題目靈活地設(shè)未知數(shù),掌握設(shè)元的技巧,為順利解決問題跨出了重要的一步。
三、通過一題多解或借助表格、線段圖等形象表征法來領(lǐng)會等量關(guān)系的使用情況和注意事項
在北師大2013年6月第二版數(shù)學(xué)教學(xué)用書第225頁有一句話“本課時的情況問題與前面的問題相比,數(shù)量關(guān)系要相對復(fù)雜一些,它包含兩個等量關(guān)系”,這句話不對,在前面例子中只要是求兩個問題,題中一定存在兩個等量關(guān)系,只是列一元一次方程解應(yīng)用題時,另一個等量關(guān)系用于列未知量,一個等量關(guān)系用于列方程。示范例子(教學(xué)用書第217頁例子):用一根長為10m的鐵絲圍成一個長方形,使得該長方形的長比寬多1.4m,此時長方形的長、寬各為多少米?引導(dǎo)學(xué)生思考:本題有兩個等量關(guān)系:①明顯的數(shù)量關(guān)系,即長方形的長比寬多1.4m,所以等量關(guān)系為長方形的長=長方形的寬+1.4m;②題目中隱含著長方形的周長是10m,根據(jù)長方形的周長方式得等量關(guān)系為長方形的周長=2(長方形的長+長方形的寬)。可用直接設(shè)元法,設(shè)長方形的長為x米,解法1:用第①個等量關(guān)系列未知量,長方形的寬等于長方形的長-1.4m,即長方形的寬為(x-1.4)m;用第②個等量關(guān)系列方程,得2[x+(x+1.4)]=10,解得x=3.2,則x-1.4=1.8,得出答案。解法2:用第②個等量關(guān)系列未知量,長方形的寬等于長方形的周長除以2-長方形的長,即(5-x)m;用第①種等量關(guān)系列方程,得x=5-x+1.4,解x=3.2,則5-x=1.8,得出答案。引導(dǎo)學(xué)生明析:方法和過程不一樣,結(jié)果一樣,當(dāng)然這當(dāng)中有個最優(yōu)化方案的解法,因題而異。
另注意:在應(yīng)用題中,使用變化前后不變量作為等量關(guān)系時,完全是具體量或待定要求設(shè)元的量都不作為等量關(guān)系使用。示范例子:已知某鐵路橋長1000米,現(xiàn)有一列火車從橋上通過,測得火車從開始上橋到完全通過橋共用了1min,整列火車都在橋上的時間為40s,求火車的車長是多少米。點撥學(xué)生可以借助線段圖或表格形象表征法來分析思考:①行程問題可以借助線段圖直觀形象地幫助理解題意(如圖2) ;②在已知量和未知量關(guān)系較模糊時可以列表格梳理思路;③引導(dǎo)學(xué)生找等量關(guān)系。本題是行程問題,根據(jù)路程公式本身隱含著一個等量關(guān)系:路程=速度×?xí)r間①。但題目中除了求車長一個問題外,相關(guān)的速度也是未知量,因此,還需一個等量關(guān)系。時間是完全具體量,若車長是待定要求設(shè)元的量(即用直接設(shè)元法),路程又不一樣,那就從速度方面找等量關(guān)系。根據(jù)兩種情況不變的是速度,因此還有一個等量關(guān)系:第一種情況的火車速度=第二種情況的火車的速度②。用直接設(shè)元法,設(shè)火車的車長為x米,根據(jù)等量關(guān)系①列未知量,列表:
路程(米) 速度(米/秒) 時間(秒)
第一種情況 1000+x (100+x)/60 60
第二種情況 1000-x (100-x)/40 40
根據(jù)等量關(guān)系②列方程得(1000+x)/60=(1000-x)/40,解得x=200。
變式:題目已知條件不變,結(jié)果改為求火車的速度。引導(dǎo)學(xué)生通過類比思考分析:題目中除了求火車的速度外,相關(guān)的車長也是未知量,因此除了等量關(guān)系①還需一個等量關(guān)系。時間是完全具體量,若火車的速度是待定要求設(shè)元的量(即用直接設(shè)元法),路程又不一樣,那就從車長方面找等量關(guān)系。根據(jù)兩種情況不變的是火車的車長,因此,另一個等量關(guān)系是:第一種情況火車的車長=第二種情況火車的車長③。用直接設(shè)元法,設(shè)火車的速度為y米/秒,根據(jù)等量關(guān)系①列未知量,列表:
路程(米) 速度(米/秒) 時間(秒)
第一種情況 60y y 60
第二種情況 40y y 40
根據(jù)等量關(guān)系③列方程,得60y-1000=1000-40y,解得y=20。
指出:本題中火車的車長與火車的速度都是不變的,為了讓學(xué)生更好地理解等量關(guān)系的使用情況,可以鼓勵學(xué)生用間接設(shè)元法解變式題,解法就是原題的解法,只不過把求出x=200,代入火車的速度(1000+x)/60中,得(1000+200)/60=20(米/秒)。
在列一元一次方程解應(yīng)用題的一般步驟“審”“設(shè)”“找”“列”“檢”“答”六個環(huán)節(jié)中,不是面面俱到,平均使力,而是提出恰當(dāng)?shù)膯栴},抓住學(xué)生思考問題的“關(guān)鍵點”,數(shù)學(xué)知識之間聯(lián)系的“聯(lián)結(jié)點”,數(shù)學(xué)問題變式的“發(fā)散點”,學(xué)生思維提升的“育點”和學(xué)生思維的“最近發(fā)展區(qū)”作精辟的講解,使學(xué)生從紛繁復(fù)雜的教學(xué)內(nèi)容中理出頭緒,抓住問題的本質(zhì),突破難點。這種“講”與“不講”、“講多”與“講少”、“精講”與“多練”,注重教學(xué)節(jié)奏之美的課堂,節(jié)約了很多時間,一方面可以為學(xué)生的思考提供足夠的空間,另一方面可以把學(xué)習(xí)的主動權(quán)還給學(xué)生,使學(xué)生在主動、積極的情感狀態(tài)下掌握知識和技能,同時也培養(yǎng)了分析問題、解決問題的能力。
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