☉四川省南充市嘉陵區(qū)教育科學研究室 蒲大勇
巧設(shè)妙引,銜接無痕
☉四川省南充市嘉陵區(qū)教育科學研究室 蒲大勇
從算式到方程是數(shù)學的進步,“算術(shù)”與“方程”的有效銜接教學在于:知識的銜接要找準“發(fā)生點”,思想的銜接要找準“融合點”,方法的銜接要找準“更新點”,能力的銜接要找準“提升點”.
以下是人教版新課標數(shù)學教材七年級《從算式到方程》引例教學片段.
多媒體出示問題.
問題:一輛客車和一輛卡車同時從A地出發(fā)沿同一公路同方向行駛,客車的行駛速度是70 km/h,卡車的行駛速度是60 km/h,客車比卡車早1 h經(jīng)過B地.A、B兩地間的路程是多少?
師:請同學們用算術(shù)方法解決這個問題,辦法越多越好.
學生有的在本子上畫圖,有的在討論,有的在冥思苦想……,3分鐘后,學生開始發(fā)言.
生1:我的式子為:70÷(70-60)×60.
師:你是如何想的?
生1:70表示客車比卡車多的路程,(70-60)表示客車每小時比卡車快的,70÷(70-60)表示卡車從A地到B地需要的時間,乘以60就是全程.
師:我聽明白你的意思了:你以卡車列式,70表示客車與卡車的路程差,(70-60)表示兩車的速度差,先算出卡車需要的時間.對吧?
生1表示贊同.
生2(迫不及待):不準確,應(yīng)該是(70×1)÷(70-60)× 60,因為客車比卡車早1 h,不乘以1,它的意義不對.
師:很好,你能說一說理由嗎?
生2:因為乘以1表示卡車比客車遲1小時的路程,如果遲2小時就乘以2,遲3小時就乘以3,依此類推.
生1(不服氣地):1與數(shù)相乘時可以省略,我把1給省略了.當然乘上也可以.
師:還有不同的解法嗎?
生3:以客車列式:(60×1)÷(70-60)×70.其中,(60×1)表示客車與卡車的路程差,(70-60)表示兩車的速度差,(60×1)÷(70-60)表示客車從A地到B地需要的時間,乘以70就是全程.
師:太棒了!(掌聲)還有與這幾位同學解法不同的嗎?
生5:以時間來算,但用的是比,因為客車速度是70 km/h,卡車速度是60 km/h,它們速度比就是7∶6,則時間比就應(yīng)為6∶7,說明卡車用時比客車多一份,而客車比卡車早1 h,那么這1份時間就為1 h,所以卡車行完全程需要7 h,這樣就容易求路程.
師:很好.同學們是否理解?
生表示理解.
師:還有與前幾位同學不同的解法嗎?(稍停片刻,環(huán)視教室沒有學生發(fā)言)看來,算術(shù)方法就是這幾種.在小學我們除了用算術(shù)方法,還有什么辦法?
生(異口同聲):列方程!
師:那好,大家發(fā)揮聰明才智,用列方程來解這個問題,看誰的辦法多.
生獨立思考,3分鐘后開始發(fā)言.
師:分析得透徹、精彩?。ㄕ坡暎┻€有不同的嗎?
生11:設(shè)卡車從A地到B地需要x h,則客車需要(x-1)h,方程為:70(x-1)=60x.[70(x-1)]為客車行駛的路程,(60x)為卡車行駛的路程,這兩個路程都表示從A地到B地的距離,所以相等.先求出卡車從A地到B地的時間,再求出路程.
生12:我設(shè)的未知數(shù)與生11相同,只不過方程為:70x-60x=70.(60x)表示卡車從A地到B地行駛的路程,(70x)表示相同時間客車行駛的路程,(70x-60x)表示當卡車到B地時,客車多行駛的路程,即70 km.
生13:我也是這樣設(shè)的,方程為:70x-70=60x.先算出客車在卡車行完從A地到B地時的路程,再減去多的70km,就得到卡車行駛的路程.
生14:設(shè)客車從A地到B地需要x h,則卡車需要(x+ 1)h,方程為:70x=60(x+1).(70x)為客車行駛的路程,即A地到B地的距離,[60(x+1)]表示卡車在比客車多1 h后行駛的路程,也是A地到B地的距離.這里先求出客車從A地到B地的時間.
生15:我也是設(shè)客車從A地到B地需要x h,方程為:70x-60x=60.(70x-60x)表示客車行完全程時比卡車多的路程,恰好多60 km.
生16:我設(shè)的未知數(shù)與生14和生15一樣,方程為:70x-60=60x.(70x-60)表示當客車行完全程時卡車還有60 km未行駛,相減就得到卡車此時行駛的路程.
師:大家都很聰明!用了這么多種方法來解.下面比較這兩種解法.
師板書如下.
算術(shù)方法:(1)(70×1)÷(70-60)×60.
師:通過比較,你對算術(shù)方法和列方程解決問題有什么認識?
生17:我認為算術(shù)方法比方程好理解一些.
不少學生贊同這個觀點.
師:說得有道理.大家為什么會有這種感覺呢?我想主要是由于同學們在小學階段解決問題都習慣于用算術(shù)方法.事實上,算術(shù)方法是一種逆向思維,方程方法是正向思維.大家習慣了逆向思維,隨著知識的增加,你會慢慢發(fā)現(xiàn)有的問題逆向思維解決很困難,有時根本不能解決,這時需要正向思維.還有嗎?
生18:我發(fā)現(xiàn)算式里只含有已知數(shù),而方程中既含有已知數(shù),又含有用字母表示的未知數(shù).
師:這個認識很重要.這就是算式與方程最大的區(qū)別.正因為這樣,你們看列算式辦法多還是列方程方法多?
生19:方程比算術(shù)方法多.上面例子列算式就只有三四種,而列方程可以有10多種.
師:對呀,方程比算術(shù)更豐富、更富有內(nèi)涵.所以,教材上給出了:從算式到方程是數(shù)學的進步.其實,列方程一般比列算術(shù)式更直接、更自然、更寬松,方程也為我們解決許多問題帶來方便.這也是我們?yōu)槭裁匆獙W習方程的緣由,希望大家拿出干勁,力爭學習好本章內(nèi)容,大家一起回答:好不好?
生(群情激昂):好!
……
這個引例教學圍繞“從算式到方程是數(shù)學的進步”展開,它既蘊含了教材編寫者的意圖,也是本節(jié)內(nèi)容教學的起點,通過對這個引例的教學,讓學生初步充分理解“為什么學習方程”,這需做兩件事,第一件事是既要讓學生認識到小學階段學習的“算術(shù)方法”的可行性,又要認識到“算術(shù)方法”的局限性;第二件事是要讓學生初步領(lǐng)會學習“方程”的必要性和優(yōu)越性.從“算式”、“方程”和“算式到方程”三個維度組織教學,在這個過程中實現(xiàn)“算術(shù)”與“方程”的有效銜接,具體表現(xiàn)在以下幾點.
數(shù)學知識的銜接是銜接教學的重點.在小學階段,學生主要學習了用算術(shù)方法解決問題,同時也學習了列簡易方程解決問題,學生對方程的概念并不陌生.這里知識的銜接應(yīng)是對“從算式到方程是數(shù)學的進步”的體會、理解上,而“發(fā)生點”就是怎樣從算式到方程,讓學生根據(jù)利用算術(shù)方法分析問題的數(shù)量關(guān)系的經(jīng)驗,找出相關(guān)量,分析數(shù)量關(guān)系,從中找出合適的相等關(guān)系,并將其用數(shù)學符號語言正確表達,即建立問題的方程模型.上述教學,學生通過充分列算式和列方程,當算式只有三四個,方程可以達到10個以上時,學生產(chǎn)生了認知沖突——為什么會這樣呢?在教師的引導下,學生慢慢明白了:算式與方程表現(xiàn)了算術(shù)與代數(shù)解決問題的兩種不同方法,算術(shù)式表示一個計算過程,但其受到“其中只含已知數(shù)而不能有未知數(shù)”的限制;而方程可以用未知數(shù)與已知數(shù)一起表示相關(guān)的量和它們之間的某種相等關(guān)系,并且未知數(shù)可以與已知數(shù)一樣參與運算,這打破了未知數(shù)只有先求出后才能使用的限制.
數(shù)學思想的銜接是銜接教學的核心.算術(shù)方法主要有“數(shù)形結(jié)合”、“對應(yīng)”、“合情推理”等數(shù)學思想.方程不僅包含上述數(shù)學思想,而且更重要的是蘊含了“符號化”、“模型化”思想.數(shù)學思想的銜接關(guān)鍵在找準“融合點”——算術(shù)和代數(shù),作為最基礎(chǔ)而又最古老的兩個分支學科,有著不可分割的親緣關(guān)系.算術(shù)是代數(shù)產(chǎn)生的基礎(chǔ),代數(shù)是算術(shù)發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物.在算術(shù)中,未知數(shù)是不允許作為運算的對象的,它們沒有參加運算的權(quán)利.在代數(shù)中,列出的方程——用等號將相互等價的兩件事情聯(lián)立,等號的左右兩邊等價.這時的已知數(shù)和未知數(shù)是有機的統(tǒng)一體,未知數(shù)和已知數(shù)有著同等的權(quán)利,即未知數(shù)在這里也變成了運算的對象,它們不再是消極、被動地靜等在等式的一邊,而是和已知數(shù)一樣,可以接收各種運算指令,并可以依照某種法則從等式的一邊移到另一邊.上述教學正是注重了算術(shù)與方程思想的融合,發(fā)展了學生的數(shù)學思想.
數(shù)學方法的銜接是銜接教學的關(guān)鍵.從數(shù)學方法上看,算術(shù)式表示一個計算過程,是一種算法.方程不僅是一種數(shù)學思想,更是一種數(shù)學方法,還是一種數(shù)學模型,這也是代數(shù)方程與算術(shù)式的區(qū)別之一.從算式到方程的“更新點”在何處?從課程標準看,在小學階段中已經(jīng)有關(guān)于簡單方程的內(nèi)容,學生對方程已有初步的認識,會用方程表示簡單情境中的數(shù)量關(guān)系,會解簡單的方程,即對于方程的認識已經(jīng)歷了入門階段,具備了一定的基礎(chǔ).而用方程的方法解決問題有兩點特別重要,一個是抽象、概括,另一個是做事情的運籌和邏輯的條理.學生通過學習列方程,再通過算術(shù)式與方程的比較,會認識到方程是比算術(shù)式子更有力的數(shù)學工具,未知數(shù)可以列入方程.這樣的突破使得列方程一般比列算術(shù)式更直接、更自然、更寬松,從而給解決問題帶來更大的便利.這體現(xiàn)了從算術(shù)方法到代數(shù)方法的進步.
數(shù)學能力的銜接是銜接教學的難點.從思維角度看,算術(shù)方法是一種逆向思維,方程是一種正向思維.由于學生在小學階段解決問題習慣于用算術(shù)方法,能用算術(shù)方法解決問題是一種能力,而學生把逆向思維轉(zhuǎn)換成正向思維,這需要一種更強的能力.這是因為七年級學生面臨經(jīng)驗型形象思維向理論型抽象思維的轉(zhuǎn)化,即從算術(shù)思維過渡到關(guān)系性思維,“由因?qū)Ч乃阈g(shù)方法”到“執(zhí)果索因、假設(shè)問題已解決、引進未知數(shù)的代數(shù)方法”的轉(zhuǎn)變,并開始運用假設(shè)進行有預見性、形式化的思維.與此同時,列方程時分析實際問題中所包含的已知量與未知量之間的關(guān)系,找出可作為列方程依據(jù)的相等關(guān)系,并將語言敘述的數(shù)量關(guān)系用代數(shù)式表示出來,這些都是能力的“提升點”.上述教學中,教師讓學生充分“暴露”建構(gòu)方程模型的過程,通過分析、抽象、比較等數(shù)學活動,培養(yǎng)、提升學生的思維能力.
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