【摘要】“去括號”是整式加減運算的基礎,但從實際的教學效果來看,學生掌握的情況并不樂觀.通過對“去括號”教學的目標定位,設計合適的教學方案,讓學生充分經(jīng)歷“去括號”知識的形成過程,并剖析“去括號”知識“去”的實質(zhì)與關鍵屬性,力圖完善教學環(huán)節(jié),優(yōu)化教學方法,促進學生對“去括號”的理解與運用.
【關鍵詞】去括號;教學情境;形成過程;思考
1問題提出
兩道易錯題:(1)-(a-b)=-a-b,(2)-(a-b+c)=-a-b+c.以上算式學生在學習過程中,經(jīng)常容易出現(xiàn)錯誤,問題的關鍵是對“去括號”的理解與應用.仔細分析出現(xiàn)問題的原因,是教師強調(diào)的不夠、還是知識過于復雜,導致學生學生掌握的不好?實際上,學生在學習中所出現(xiàn)的問題,往往與教師的教學行為相關,因為學生知識的獲得渠道主要來自于課堂.在教學過程中,教師若沒有讓學生充分經(jīng)歷知識的形成過程、理解“去括號”的實質(zhì)及抓住“去括號”的關鍵屬性,必然會導致學生問題的發(fā)生.
2基本認識
2.1確立目標
《義務教育數(shù)學課程標準》[1](2011年版)(以下簡稱《課標》(2011年版))指出:“理解整式的概念,掌握合并同類項和去括號的法則,能進行簡單的整式加法和減法運算.”由此可見,《課標》(2011年版)對“去括號”有較明晰的要求.在教材體系中,“去括號”為滬科版《數(shù)學》(七年級上冊)第2章“整式加減”的教學內(nèi)容.本章是學生在學習了有理數(shù)后,體會數(shù)的范圍由非負有理數(shù)擴充到有理數(shù)的必要性,進而給出有理數(shù)的概念,并經(jīng)歷有理數(shù)的運算過程,初步體驗學習有理數(shù)是社會生產(chǎn)、生活的需要.在“整式加減”這一章中,學生感悟“用字母表示數(shù)”、“列代數(shù)式”及“整式加減”的問題背景,經(jīng)歷從具體的數(shù)字抽象到一般的字母,即從特殊到一般的數(shù)學思想方法,在認知上是一個較大的跨越.在之前的學習中,運算基本都是圍繞著具體的數(shù)而展開的;在本章中,需要學生初步認識字母也可以參與運算,而“去括號”是解決“整式加減”問題的重要工具.如計算:(2xy+x2-y2)-(x2-y2-3xy),解題的核心是對“去括號”的認識與理解.
2.2去括號的情境引入
教學情境是指在課堂教學中,根據(jù)教學的內(nèi)容,為落實教學目標所設定的,適合學習主體并作用于學習主體,產(chǎn)生一定情感反應,能夠使其主動積極建構性學習的具有學習背景、景象和學習活動條件的學習環(huán)境.知識是人類從實踐活動中得來的,是對實際事物及其運動和變化發(fā)展規(guī)律的反映.對于學生來說,“去括號”知識是抽象和陌生的,而知識本身是具有豐富生動的實際內(nèi)容.這就要求學生不論學習什么知識,都要透過語言文字、符號圖表把它們所代表的實際事物想清楚,以至想“活”起來,從而真正把兩者統(tǒng)一起來.從教育心理學角度講,這樣的學習就是有意義的學習.通過創(chuàng)設適宜的情境,為學生的學習設置認知的??奎c,經(jīng)歷知識的形成與發(fā)展,有利于激發(fā)學生的學習興趣,有利于學生主動學習,有利于提高課堂的教學效果.
情境:(1)小偉有a元零花錢,爺爺又給了他(b+c)元;小明有a元零花錢,上午爸爸給了他b元,下午媽媽又給了他c元,則小偉和小明的零花錢一樣多嗎?由此你可以得到一個什么樣的等式?
(2)小偉有a元零花錢,買本子和筆共花去(b+c)元;小明有a元零花錢,買書花去b元,又買了一瓶水花去c元,此時小偉和小明的剩下的錢一樣多嗎?由此你可以得到一個什么樣的等式?
預設:(1)a+(b+c)=a+b+c;(2)a-(b+c)=a-b-c.
在這一熟悉的情境下,學生很容易得出確定的答案并寫出兩個等式;而在問題的驅(qū)動下,學生渴望知道等式從左到右變形的依據(jù)與本質(zhì).在教師的主導下,與學生一起經(jīng)歷知識的形成與發(fā)展,“去括號”概念的呈現(xiàn),水到渠成.
2.3去括號的法則與本質(zhì)
《荀子·王制》:“本正教,正法則.”法則,指法度、規(guī)范、方法、辦法.去括號的法則是:(1)如果括號前面是“+”號,去括號時括號內(nèi)的各項都不改變符號.(2)如果括號前面是“-”號,去括號時括號內(nèi)的各項都改變符號.如+(a-b+c)=a-b+c,-(a-b+c)=-a+b-c.原式+(a-b+c),括號前是正號,括號內(nèi)有三項,去括號連同括號前的符號,根據(jù)法則括號內(nèi)每一項的符號都不改變;原式-(a-b+c),括號前是負號,括號內(nèi)有三項,去括號連同前面的符號,根據(jù)法則要改變括號內(nèi)每一項的符號,把a改為-a、-b改為+b、+c改為-c.法則的依據(jù),可利用學生在小學里學習的乘法分配律進行解釋,理由如下:+(a-b+c)=+1·a+(+1)·(-b)+(+1)·c=a-b+c;-(a-b+c)=-1·a+(-1)·(-b)+(-1)·c=-a+b-c.
2.4去括號的再認識
建構主義認為:數(shù)學學習是學生在已有數(shù)學認知結(jié)構基礎上的建構活動,教學時要著重分析學生已經(jīng)知道了什么,并以此展開教學.回顧學生的學習歷程,在初中階段學生在學習“去括號”時,雖已經(jīng)學習了“有理數(shù)”,但接觸初中數(shù)學尚處于起步階段,積累的數(shù)學知識也很有限,而仔細梳理教學內(nèi)容與環(huán)節(jié),其實我們可以找到“去括號”的“存在感”.
有理數(shù)的加法法則表述為:(1)同號兩數(shù)相加,取與加數(shù)相同的符號,并把絕對值相加.(2)異號兩數(shù)相加,絕對值相等時和為0;絕對值不相等時,取絕對值較大的加數(shù)的符號,并用較大的絕對值減去較小的絕對值.(3)一個數(shù)與0相加,仍得這個數(shù).這一法則“指導”著有理數(shù)的運算,如(+4)+(+5)=+(4+5)=+9,(-4)+(-5)=-(4+5)=-9,(+5)+(-4)=+(5-4)=+1,(-5)+(+4)=-(5-4)=-1;把以上四個算式稍作變形,可得:+(4+5)=+4+5,-(4+5)=-4-5,+(5-4)=+5-4,-(5-4)=-5+4.換個角度看,所得的四個式子,其實表達的含義不就是“去括號”嗎?正是“山重水復疑無路,柳暗花明又一村.”由此出發(fā),教師稍作引申、拓展、拔高、提煉,“去括號”知識自然生成.
弄清“去括號”知識的來龍去脈,有助于真正理解法則,并能認同其合理性,但是對于-(a-b)=-a-b,初學者在學習時會經(jīng)常犯這樣的錯誤.教師為了糾正學生的錯誤也是反復講、反復練,但學生暴露的問題和顯現(xiàn)的錯誤并沒有明顯改變.為什么教師花較長的時間去強調(diào)法則,但是學生還是經(jīng)常出錯呢?剖析原因可能有很多,如學生進入初中學習時間較短,在漫長的小學學習里,數(shù)是沒有符號的(非負有理數(shù)).而到了初中,數(shù)由絕對值和符號兩部分組成,學生對“符號”認識自然不深,“符號感”感悟也不強.而筆者以為除此以外還有一個重要的原因,學生對“去括號”的理解出現(xiàn)偏失.因為“去括號”的目標指向的是“去掉括號”,學生片面理解為把括號去了就完成了變形,忽視了括號前面的符號也要去掉.所以-(a-b)=-a-b的錯因并不是學生在去括號時忘記將-b改變符號,而是學生只將括號去掉了.雖a改變?yōu)?a是正確的,但這并不是學生變化操作的,a前的“-”號其實是去掉了括號后遺留下的括號外的符號.因此在教學“去括號”時,要著重向?qū)W生講清“去括號不僅是去括號”,還應將括號前的符號去掉,并分清是“+”號還是“-”號,教師可呈現(xiàn)如右操作圖示,幫助學生直觀理解“去括號”法則.
去括號時應將括號前的符號連同括號一起去掉.要注意括號前面是“-”號時,去掉括號后,括號內(nèi)的各項均要改變符號,不能只改變括號內(nèi)第一項或前幾項的符號,而不改變其余的符號.若括號前是數(shù)字因數(shù)時,可利用乘法分配律先將數(shù)與括號內(nèi)的各項分別相乘再去括號,以免發(fā)生錯誤.如-2(a-b)=-(2a-2b)=-2a+2b;若出現(xiàn)若干個相同的去括號形式運算,可利用整體思想方法,將括號內(nèi)的整式看作是一個整體先進行合并同類項,再進行去括號,可降低運算繁度.如-2(a+b)-3(a+b)+4(a+b)=(-2-3+4)(a+b)=-(a+b)=-a-b;遇到多層括號一般由里到外,逐層去括號;也可由外到里,數(shù)“-”號的個數(shù).如-{-[-(a-b)}=-(a-b)=-a+b.而對于有些運算,雖然從形式上看,是將括號去了,但并不屬于“去括號”.如對于(a+b)2的運算,利用冪的意義(a+b)2可以理解為(a+b)(a+b),然后將a+b看作一個整體,利用乘法分配律可得(a+b)a+(a+b)b,再利用乘法分配律得,a·a+ab+ab+b·b,最后綜合利用冪的意義和乘法分配律得a2+2ab+b2.
3幾點思考
3.1創(chuàng)設情境,經(jīng)歷知識形成過程
數(shù)學教育家弗賴登塔爾認為:“數(shù)學來源于現(xiàn)實,存在于現(xiàn)實,并且應用于現(xiàn)實,數(shù)學過程應該是幫助學生把現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題的過程.”數(shù)學與實際生活緊密相連,體現(xiàn)數(shù)學知識的廣泛應用性.但是鑒于七年級學生的社會生活經(jīng)驗和經(jīng)歷還比較匱乏,難以將課本中的知識與社會生活要求聯(lián)系起來,這就需要教師能根據(jù)學生的學情,努力創(chuàng)設符合學生認知水平的學習情境,促進他們積極主動的學習數(shù)學知識.基于這種理念,在教學中,需要在教師的主導下,努力創(chuàng)設情境,避免單一的開門見山,直截了當進行課題引入.創(chuàng)設情境的學習方式基于學生的“數(shù)學現(xiàn)實”,發(fā)展學生的“數(shù)學現(xiàn)實”,符合學生“從直觀到嚴謹、從具體到抽象、從特殊到一般”等的認知規(guī)律,既便于建立新舊知識之間非人為的實質(zhì)性的聯(lián)系,又利于感受數(shù)學知識的形成過程、感受數(shù)學發(fā)現(xiàn)的擬真過程,經(jīng)歷“數(shù)學化”,學會“數(shù)學地思維”[2].因而教師在教學中也基本能形成共識,通過創(chuàng)設情境,讓學生經(jīng)歷知識的形成過程.但情境要真實,符合學生的現(xiàn)階段生活狀況.如“去括號”教學中,學生零花錢的支配使用問題,學生感覺比較熟悉,能盡快在課堂教學的起始階段,抓住學生的眼球,引起學生的注意力,促進學生積極主動地投入到知識的學習過程中,也必然能促進教學效果的提升.
3.2剖析本質(zhì),理解知識數(shù)學特征
數(shù)學本質(zhì)是一個認識論問題,它涉及到了經(jīng)驗知識與理論知識的關系.數(shù)學家懷特海在《數(shù)學與善》中說:“數(shù)學的本質(zhì)特征就是:在從模式化的個體作抽象的過程中對模式進行研究.”數(shù)學具有確定性,即數(shù)學知識有它確定性的特征.在數(shù)學的學習過程中,在宏觀認識上,學生要具有“追根究底”的意識.“問渠哪得清如許,為有源頭活水來.”學生意識的培養(yǎng)需要一個過程,需要教師能在教學活動的組織和開展過程中,不斷滲透、不斷引導.“去括號”法則,在課本中僅是兩行黑體字,教師要對這一法則的理論來源進行探究,避免生硬,強迫學生記住結(jié)論.分析學生的已有知識儲備,學生在小學里已學習了乘法分配律,到了初中后數(shù)系擴充到了有理數(shù),在有理數(shù)范圍內(nèi),運算律仍然可用.“去括號”的數(shù)學實質(zhì),其實就是利用乘法分配律進行的有理數(shù)(整式)運算.經(jīng)歷了這樣一種過程,“去括號”的神秘感降低,學生的畏難情緒被弱化,對知識有了初步的認同感,為進一步對知識進行應用作了鋪墊.
3.3抓住屬性,提升知識應用能力
學以致用,學習數(shù)學的落腳點是對所學知識能開展應用.在微觀上,學生需要掌握如何“去括號”.從字面來看,“去括號”是一種動賓結(jié)構,操作指向“去”,目標指向“括號”,但是學生如果只認識這樣一種表象,而忽視“去括號”的屬性,必然會出錯.對“去括號”的操作要分三步走:一是要識別括號前是正號還是負號;二是將括號連同前面的符號去掉;三是考慮括號內(nèi)的每一項符號是否改變.在整個操作過程中,“去括號”的關鍵屬性是注意括號前的符號,不僅將括號去掉,更要將括號前的符號也去掉.在教學過程中,要強化這種操作要求,否則問題就會接踵而來.抓住屬性,必然會提高解題的正確性,提升知識的應用能力.
參考文獻
[1]義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)[S].北京:北京師范大學出版社,2011.
[2]羅增儒.數(shù)學概念的教學(續(xù))[J].中學數(shù)學教學參考,2016(4).
作者簡介陳炎(1983—),男,安徽六安人,中學高級教師,主要從事初中數(shù)學教學、教法與解題策略研究工作,在《中學數(shù)學雜志》等期刊上發(fā)表文章數(shù)篇.
中學數(shù)學雜志(初中版)2017年3期