劉東平
方程的學習是中小學數學的重要任務之一。小學階段的簡易方程教學雖然是初級內容,但卻為后續代數學習提供準備和鋪墊,是實現算術思維到代數思維轉變的基礎。聚焦小學簡易方程教學所存在的問題,可大致概括為三個方面:什么是方程?怎樣解方程?如何用方程解決問題?筆者結合“國培計劃——送教下鄉”活動中看到的真實情況展
開分析。
一、方程概念的教學
方程概念教學過程中,要讓學生感知方程的意義,教師多以教材為范本“照葫蘆畫瓢”,沒有適當的補充,所提供材料單一、缺少變化,致使學生對方程意義的感知過于膚淺,影響后續內容的學習。
一個新數學概念的初次學習,既要讓學生體會引入這個概念的必要,更要讓其透過概念外在形式的豐富變化,發現概念內在不變的本質特征。方程概念的教學尤其需要如此,否則,學生在后續學習中,極易受習慣性“算術思維”的影響,出現諸如“連等式”的規律性錯誤。南京大學哲學系鄭毓信教授給出了具體的教學建議:1.有意識地使用不同的字母,或是對已選定的字母做出改變,直至用更為復雜的符號表達式去取代原來的字母。如將4x+7=35變形為4y+7=35,進而改變為4(2r+1)+7=35,這有利于學生較為深入地認識方程的內在數學結構。2.由于方程之前的學習已經讓學生形成思維定式:等號是有方向的,左邊表示應做的運算,右邊表示答案。要克服這一定式的消極影響,教師需要有意識地讓學生構造這樣一些等式,先是兩邊都有一個運算,如4+3=6+1,2×6=4×3,2×6=10+2等;接下來是每邊都有兩個運算的,隨后是每邊都有乘法的,如7×2+3-2=5×2-1+6等。這樣有助于幫助學生初步地建立起“等號”的“結構性觀念”,而不會只是認為“等號”就是“給出答案”。
此外,還需要進一步指出,等號右邊的項不一定是單一的數,也可能是一個代數式,如23=x,46=2x,4y-2y=94-70,2x+140=94+4x等,幫助學生形成完整的方程概念。同時,還要利用學生初次認識方程的時機,發揮首次感知的強勢效應,培養學生對方程的好感。如可以讓學生通過判斷一些稍微復雜的等式是不是方程的練習(注意這里僅判斷是否是方程,無須考慮怎么解方程的問題),進而讓學生認識到,方程可以有各種不同的形式,應用方程能解決很復雜的
問題。
二、解方程的教學
解方程應該用“逆運算的關系”,還是用“等式的性質”?關于這個問題,人教版《教師教學用書》(五年級上冊)已經給出了明確的回答:從小學起引入等式的基本性質,并以此為基礎導出解方程的方法;以等式的基本性質為基礎,而不是依據逆運算的關系解方程。為了更好地理解和把握《課程標準的》精神及要求,需要清楚地了解兩種解法的區別,并以此為依據對二者進行較為深入分析(見表1)。
從上述分析可以看出,運用“逆運算的關系”解方程的算術解法是學生已經習慣的算術思維方式,反映的是“過程性觀念”;用“等式的性質”解方程的代數解法是學生陌生的代數思維方式,反映的
是(代數的)“結構性觀念”。兩種解法在思維方式和教學觀念上存在根本的不同,而不僅僅是操作上的區別。小學師生更喜歡用逆運算的關系解方程,主要是因為其操作簡便并且早已習慣。但是,如果在教學實踐中對此聽之任之,勢必固化學生算術思維和過程性觀念,造成今后代數學習的障礙。
例1.列式計算:甲是60,比乙的少20,乙是多少?
1.算術解法:(60+20)÷=200。由于需要逆向思考,不少學生會在“20應+還是-”“還應×是÷”上糾結,于是常出現以下3種錯誤解法:(60-
20)÷=100;(60-20)×=16;
(60+20)×=32。更糟糕的是,有的學生由于不能真正理解,碰到類似的題會一錯再錯,成為頑疾。
2.方程解法:設乙為x,列方程:x-
20=60,解方程:x=200。由于方程是順向思考,學生容易理解,也不易出錯。
例2.兩袋面粉共重440千克,甲袋、乙袋分別吃了一些后,甲袋剩下,乙袋剩下,這時甲∶乙=8∶5,原來甲、乙各重多少千克?
這道題是云南省西雙版納州2014年小學六年級質量檢測試題,曾讓當年的小學畢業生統測成績優秀率明顯下降。究其原因,與教學中教師不能正確處理兩種解法不無關系。
1.算術解法:甲∶8÷=12,
乙:5÷=10;12+10=22;
甲:440×=240(千克);乙:440×=200(千克)。
2.方程解法:設甲袋重x千克,則乙袋重(440-x)千克,
列方程:x∶(440-x)=8∶5;
解方程:x=240;440-x=200。
這道題數量關系較為隱晦復雜,算術解法簡潔、巧妙,但學生理解不易,想到就更難。方程解法求解過程雖然較為煩瑣,但理解容易,一般學生也可以掌握。事實上,在筆者聽課的班級里也就只有一人給出了正確的算術解法;班里不少學生不僅列對了方程,而且其中的大部分學生也能正確地解方程。
從上述例題可以清楚地看到,用算術法解決問題雖然簡便,但具有較大的局限:一是用算術法求解逆向思考的問題是許多學生的困難所在;二是算術法所能解決的都是數量關系比較簡單的問題。相反,列方程解決問題卻具有“變逆向思考為順向思考”的優勢,而且方程能解決數量關系復雜得多的問題。事實上,許多算術解法精巧的題,如果改用方程來解,就要自然、容易得多。
總之,小學階段簡易方程的教學擔負著與初中代數銜接與過渡的任務,不能因為學生不習慣或嫌麻煩就降低對學生的要求,小學的算術思路及其算法掌握得越牢固,對中學代數起步教學的負遷移就越明顯。南京大學鄭毓信教授指出:“應當以代數思維作為小學算術教學的基本指導思想,努力促進學生由操作性觀念向結構性觀念轉變。”
(作者單位:云南省西雙版納州景洪市教師進修學校)
責任編輯:李莎
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