數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),會用數(shù)學(xué)的眼光觀察世界,會用數(shù)學(xué)的思維思考現(xiàn)實世界,會用數(shù)學(xué)的語言表達現(xiàn)實世界。其本質(zhì)在于要求教師做到以生為本,注重培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng),從數(shù)學(xué)的角度思考問題,用數(shù)學(xué)的眼光去看問題,建立數(shù)學(xué)與現(xiàn)實生活的聯(lián)系,做到學(xué)以致用。隨著課改的不斷深入,教材的更新及改進,教材和教學(xué)都更加注重讓知識貼近學(xué)生的生活。本著更好地把握教材,做到科學(xué)、合理地駕馭教材,提高學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),為學(xué)生的未來發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ),本文結(jié)合教學(xué)實際,從小學(xué)階段的“認(rèn)識方程”這一章節(jié)出發(fā),縱觀義務(wù)教育階段的方程與解方程進行探究。
一、結(jié)合新課程標(biāo)準(zhǔn)深刻領(lǐng)會教材的編排及意圖
“認(rèn)識方程”是北師大版小學(xué)數(shù)學(xué)教材第八冊第五單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容,也是義務(wù)教育階段方程知識的起始課。本章單元的學(xué)習(xí)的教材編排了用字母表示數(shù)、等量關(guān)系、方程、解方程(一)、解方程(二)、猜數(shù)字游戲這幾個課時,從小學(xué)生身心發(fā)展出發(fā),教材結(jié)合學(xué)生的實際情況,知識的編排呈現(xiàn)層層遞進。第一課時用字母表示數(shù),意在引出式子,為建立式子和等式的雛形作好鋪墊,等量關(guān)系一課讓學(xué)生學(xué)會建立數(shù)量間的等量關(guān)系并為建立等式奠定基礎(chǔ),同時也初步建立了方程雛形。到了方程時,由于前面幾節(jié)課學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了式子、等量關(guān)系等基礎(chǔ)知識,再來認(rèn)識和建立方程就能較好地理解和掌握。后面的解方程(一)、解方程(二)、猜數(shù)字游戲均采用等式的基本性質(zhì)(等式的兩邊同時加、同時減或同時乘、同時除以相同的數(shù),等式依然相等)進行教學(xué)的。
整個教材的編排環(huán)環(huán)相扣,把抽象的數(shù)學(xué)知識變得淺顯易懂。知識的呈現(xiàn)貼近孩子生活,符合小學(xué)生的認(rèn)知特點,學(xué)習(xí)過程中增強了探索性,幫助學(xué)生理解知識。在解方程課時中,教材用四幅插圖呈現(xiàn)天平游戲,激發(fā)了學(xué)生探究知識的興趣,呈現(xiàn)了探究等式基本性質(zhì)的過程。之所以借助演示天平原理,意在展現(xiàn)解方程的完整思路,因為小學(xué)生具備玩蹺蹺板的生活經(jīng)驗,所以很容易理解和接受這種解方程的方法。北師大版數(shù)學(xué)教材中利用天平原理(等式的基本性質(zhì))解方程,貼近孩子的生活,不僅是增加了趣味性,更是把抽象的數(shù)學(xué)知識變得形象化和具體化,從而降低了學(xué)生的理解難度。
初中階段方程與解方程也是利用等式的基本性質(zhì),所以教材的編排就是在有意地引導(dǎo)教師從等式的基本性質(zhì)入手,讓學(xué)生學(xué)會解簡易方程,從而加強小學(xué)與中學(xué)教學(xué)之間的知識銜接。相比舊教材,解方程的方法更多的是利用數(shù)量之間的等量關(guān)系式進行教學(xué),這需要學(xué)生理解熟記較多的數(shù)量名稱以及靈活運用數(shù)量之間的等量關(guān)系式解方程。
有部分教師仍然覺得用數(shù)量關(guān)系解方程更簡單更方便,部分學(xué)生也覺得利用數(shù)量關(guān)系解方程更好記,主要原因在于教師與學(xué)生習(xí)慣了用算術(shù)思維解決問題,而且在一些常見的練習(xí)中會出現(xiàn)未知數(shù)x為減數(shù)或除數(shù)的情況,等式基本性質(zhì)解方程就顯得明顯更為復(fù)雜。由于小學(xué)階段所學(xué)的知識范圍不便拓展,所以有些教師僅傳授用算術(shù)思維解方程,這樣既簡單又便于記憶。在小學(xué)階段方程的教學(xué)就顯得有點混亂。
這樣的教學(xué)明顯背離了新的課程標(biāo)準(zhǔn)和理念,我們的教學(xué)不是讓學(xué)生生搬硬套和死記硬背,而是讓學(xué)生明白其中的道理,掌握知識的生成過程,這個知識的構(gòu)建是長期的、系統(tǒng)的,是貫穿整個學(xué)習(xí)生涯的。
二、理解等式基本性質(zhì)解方程的原理及妙處
利用等式的基本性質(zhì)解方程既簡便又好理解,因為小學(xué)生具備了玩蹺蹺板的生活經(jīng)驗,再配合天平原理,所以理解等式基本性質(zhì)較為簡單。而四則運算的等量關(guān)系式中,加數(shù)+加數(shù)=和,和-加數(shù)=加數(shù),乘數(shù)×乘數(shù)=積,被除數(shù)÷除數(shù)=商,像這些等量關(guān)系式以及數(shù)量名稱,在新課標(biāo)的理念下被淡化了。正所謂學(xué)看得見的數(shù)學(xué),對于小學(xué)生來說,這些抽象概念和名稱的認(rèn)知是模糊的,運用數(shù)量關(guān)系式解方程學(xué)生會有疑惑??可嵊蔡谆蛘咚烙浻脖辰忸}步驟,看似簡單,實則學(xué)生并不明白其中道理。
這種教學(xué)與新課程標(biāo)準(zhǔn)理念背道而馳,所以不建議側(cè)重于數(shù)量關(guān)系式解方程,更不建議個別教師直接跳過等式基本性質(zhì)而采用數(shù)量關(guān)系式解方程。然而不少家長在輔導(dǎo)孩子解方程時,解方程的思路仍然是利用數(shù)量關(guān)系式解方程,還有些直接通過移項、合并同類項等中學(xué)的方法(超出小學(xué)階段的學(xué)習(xí)范疇)解方程。長此以往小學(xué)生學(xué)習(xí)的方程及解法就顯得比較混亂。
在平時的教學(xué)中,教材是利用等式的基本性質(zhì)解方程,練習(xí)中又有需要運用數(shù)量關(guān)系式解方程的題,教師如何進行取舍?只傳授等式基本性質(zhì)解方程,還是改成等量關(guān)系式解方程?還是同時兼顧兩種解法?這就需要每位教師深入理解方程與解方程在義務(wù)教育階段的地位和作用。
數(shù)量關(guān)系式解方程的思路是小學(xué)階段學(xué)習(xí)解決問題的重點,小學(xué)階段慣用數(shù)量間的等量關(guān)系式解決數(shù)學(xué)問題。而對于即將要步入中學(xué)階段的學(xué)生來說,更要注重培養(yǎng)等式基本性質(zhì)解方程的代數(shù)思維,教師不僅要幫助學(xué)生復(fù)習(xí)梳理良好的四則運算基本關(guān)系式解方程,更需要幫助學(xué)生建立初期的代數(shù)思維。小學(xué)生的認(rèn)知還局限在算術(shù)的思維與代數(shù)思維的初期階段,所以小學(xué)生應(yīng)體現(xiàn)知識的具體化、形象化,利用等式的基本性質(zhì)(天平原理)解方程,基于此而展開的教學(xué),對于在小學(xué)階段的學(xué)生來說更易于接受,符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)理念。
三、合理運用算術(shù)思維強化滲透代數(shù)思維
利用等式的基本性質(zhì)即天平原理解方程,形象直觀、淺顯易懂,學(xué)生學(xué)習(xí)起來能較快接受,但在解諸如12-x=5(未知數(shù)x是減數(shù))和8÷x=2(未知數(shù)x是除數(shù))的特殊方程時,需要運用數(shù)量之間的等量關(guān)系來解。這就需要教師協(xié)調(diào)好等量關(guān)系式解方程法與等式基本性質(zhì)解方程法的教學(xué)。小學(xué)階段的普通方程(x不在減數(shù)或除數(shù)的位置),學(xué)生根據(jù)等式的基本性質(zhì)就可以進行解答,這種解法不僅讓學(xué)生形象理解方程的過程,也滲透了中學(xué)數(shù)學(xué)的代數(shù)思維,提升學(xué)生的思維品質(zhì),同時也為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。
正是基于小學(xué)階段的代數(shù)思維還處在初期,因此對于特殊方程,教師需要同時兼顧兩種解法,讓學(xué)生明白這兩類方程的本質(zhì)不同,避免學(xué)生誤把12-x=5與x-12=5;8÷x=2與x÷8=2混為一談。前者作為特殊方程利用等量關(guān)系式法的算術(shù)思維進行求解,后者則作為常規(guī)方程利用等式的基本性質(zhì)的代數(shù)思維進行求解。雖然在小學(xué)階段運用數(shù)量間的關(guān)系式解方程也有便利之處,如12-x=5,8÷x=2,對于掌握等量關(guān)系式較為熟練的學(xué)生來說,通過減數(shù)=被減數(shù)-差,除數(shù)=被除數(shù)÷商,就能迅速轉(zhuǎn)化成常用的方程,再進行求解。但是對于小學(xué)生來說,心中就有了一個深深的疑問:為什么這種方程就不用等式基本性質(zhì)解方程而卻采用等量關(guān)系式解方程?原因在于學(xué)生不具備式子、項等初中階段的代數(shù)知識,更不具備理解兩邊同時加減含有x的項或等式兩邊同時乘除含有x的項的能力。這需要掌握比較完整的代數(shù)知識,即使教師在小學(xué)階段補充一些內(nèi)容,學(xué)生也很難理解。
雖然新教材有意地減少未知數(shù)是減數(shù)和除數(shù)的情況,但在相應(yīng)的配套練習(xí)和課外資料中仍然有出現(xiàn)。這給教師的教和學(xué)生的學(xué)造成了一定的困擾,所以需要我們深入剖析與理解方程和解方程,堅定采用代數(shù)思維即等式基本性質(zhì)解方程的思路,同時開辟算術(shù)思維解方程的途徑,把未知數(shù)x在減法或除法的方程作為一種特殊的方程,采用數(shù)量關(guān)系式的算術(shù)思維進行求解。
當(dāng)然出于兩種思維的不同之處,建議盡量避免出現(xiàn)特殊方程,對于這兩種思維同步傳授,中下層次的學(xué)生會造成認(rèn)知上的沖突。當(dāng)然對于中上層次的學(xué)生來說,既強化了學(xué)生的算術(shù)思維,同時滲透了代數(shù)思維,為迎接初中階段代數(shù)的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。
四、深入領(lǐng)會方程的本質(zhì)并做到精準(zhǔn)教學(xué)
首先,教師要堅定領(lǐng)會教材內(nèi)容編排意圖,從學(xué)生的實際出發(fā),讓學(xué)生主動建構(gòu)知識、感受知識的生成過程,體現(xiàn)新課標(biāo)理念。教材呈現(xiàn)天平原理進行演示,形象直觀、生動有趣,學(xué)習(xí)內(nèi)容貼近學(xué)生的認(rèn)知特點,化繁為簡,抓住方程的本質(zhì)特征、等式的基本性質(zhì),解題思路顯得更為淺顯易懂。等號兩邊同時進行相同的運算,使方程的一邊只留下未知數(shù)x,另一邊只剩下已知數(shù),即可求出方程的解。
教材對這部分知識的呈現(xiàn)也符合學(xué)生的年齡特征與認(rèn)識規(guī)律,利用天平左右兩邊同時增加或減少相同質(zhì)量的物體、同時乘或同時除以相同倍數(shù)的物體,天平依然保持平衡的道理,可以形象直觀地幫助學(xué)生深化對“等式的基本性質(zhì)”的理解。學(xué)生已具備兒時玩蹺蹺板的生活經(jīng)驗,所以理解起來較為容易,把等式基本性質(zhì)轉(zhuǎn)化成天平游戲,符合兒童的認(rèn)知特征。
其次,在小學(xué)階段引入等式的基本性質(zhì)來解方程,教材中并沒有提等式基本性質(zhì)這一概念,而是通過天平原理形象直觀地讓學(xué)生明白了等式的基本性質(zhì),會用等式基本性質(zhì)來解方程。之所以淡化數(shù)量關(guān)系式解方程的方法,不僅僅是因為數(shù)量關(guān)系式過于抽象,更因為希望幫助小學(xué)生從最初的算術(shù)思維轉(zhuǎn)化到代數(shù)思維上來,也為加強小學(xué)和中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的銜接。初中階段的解方程利用的就是等式的基本性質(zhì),如果小學(xué)階段堅持用數(shù)量關(guān)系式的算術(shù)思維解方程,將會造成學(xué)生進入初中后,小學(xué)階段所學(xué)方程的解法認(rèn)知與初中階段方程的解法脫節(jié)甚至產(chǎn)生沖突。
在以往的教學(xué)經(jīng)驗中,由于受到小學(xué)算術(shù)方法的負(fù)遷移影響,不少初中學(xué)生一時無法接受等式基本性質(zhì)解方程的解法,造成了在方程的學(xué)習(xí)這一章節(jié)產(chǎn)生了諸多困難。若推倒舊知識重新學(xué)習(xí)新知識,改變學(xué)生已經(jīng)固化的觀念,不利于學(xué)生對知識的建構(gòu),這樣的教學(xué)是一種極大的浪費,對學(xué)生的發(fā)展極為不利。
最后,重視未知數(shù)x為減數(shù)及x為除數(shù)的方程,將其視為特殊方程,通過算術(shù)思維等量關(guān)系式解方程,重點講授等式基本性質(zhì)的代數(shù)思維解方程。當(dāng)然在小學(xué)階段練習(xí)中,盡量避免出現(xiàn)這種情況,教師應(yīng)有意識地引導(dǎo)這種方程的特殊性,因為學(xué)生不具備代數(shù)思維解這種方程的基礎(chǔ),即使補充初中的式子、等式、項等知識,也需要教師補充其他較多的內(nèi)容,知識點也更抽象、難以理解,所以不建議拓展。這部分知識應(yīng)該放到初中階段進行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)后,等學(xué)生具備了相應(yīng)的代數(shù)知識再進行學(xué)習(xí),理解起來才得心應(yīng)手。小學(xué)階段不易延伸,兩種解法在某種理解上有一定的認(rèn)知沖突。此類題型可以作為特殊方程進行拓展對比練習(xí),注重代數(shù)思維解方程的同時復(fù)習(xí)算術(shù)思維解方程,同時可以幫助學(xué)有余力的優(yōu)等生對兩種解法之間的相互轉(zhuǎn)化進行探究。
綜上所述,中小學(xué)數(shù)學(xué)課程是一個有機的整體,教材反映的是各部分知識之間的聯(lián)系與綜合,需要教師通盤把控。因此,教師要精準(zhǔn)把握教材,靈活駕馭教材,幫助學(xué)生優(yōu)化認(rèn)知結(jié)構(gòu),系統(tǒng)地內(nèi)化數(shù)學(xué)知識,培養(yǎng)良好的數(shù)學(xué)思維,提升數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。
責(zé)任編輯 羅 峰