文/湛江市第十六小學(xué)
“等量代換”是指用一個量取代與之相等的量。應(yīng)用在數(shù)學(xué)中,其實(shí)質(zhì)便是用已知的量代換未知的量,或按照已知的關(guān)系,代換推導(dǎo)出新的關(guān)系,使復(fù)雜題目簡單化,抽象題目具體化,從而達(dá)到解決問題的目標(biāo)。等量代換是數(shù)學(xué)中一種基本的思想方法,也是代數(shù)思想方法的基礎(chǔ)。這個數(shù)學(xué)思想方法在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)、研究中有著廣泛的應(yīng)用,它貫穿于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的各個階段,尤其是到了中學(xué),使用更為廣泛、頻繁,如解多元方程、幾何推理、函數(shù)等。因此,在小學(xué)階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,滲入并訓(xùn)練等量代換思想方法對學(xué)生今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)無疑是具有積極意義的。那么,如何在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透等量代換思想呢?
小學(xué)數(shù)學(xué)課堂倡導(dǎo)“從生活中來,到生活中去”,等量代換思想在日常生活中更是常見,對此,教師在宏觀把握教學(xué)內(nèi)容和熟練運(yùn)用教學(xué)方法的基礎(chǔ)上,可以進(jìn)一步分析與選擇更接近學(xué)生生活的例子,設(shè)置生活問題情境,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際思考問題,有利于學(xué)生對知識的理解與掌握,體會數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系。比如北師大版一年級上冊的第二單元《比較》中,就有等量代換思想的滲透。
對于小學(xué)一年級的學(xué)生而言,等量代換思想方法是抽象的,而教師根據(jù)課本內(nèi)容,巧妙的利用學(xué)生喜歡且好奇的“小雞小鴨”作為教學(xué)例子,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,其中呈現(xiàn)1只小鴨重量=3只小雞重量,用3只小雞代換一只小鴨,則3只小雞比2只小雞重,4只小雞比3只小雞重的代換比較過程,突出了等量代換教學(xué)中濃濃的“生活味”。
創(chuàng)設(shè)學(xué)生日常生活可能遇到情景,可以促使學(xué)生理解問題,對學(xué)習(xí)產(chǎn)生興趣;同時這有利于培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)思考問題的意識,聯(lián)系生活解決實(shí)際問題習(xí)慣,以及善于發(fā)現(xiàn)生活中數(shù)學(xué)的美的能力。
在理解的基礎(chǔ)上,教師可以引導(dǎo)學(xué)生從題目中提取等量代換的要素,一是指被代換的對象,二是指用來代換的對象。被代換對象通常是問題語境里的直觀量,這個量是未知的,需要通過與它相等的另一個量或式子代換后才能最終解決問題。代換對象,即與被代換對象相等的量或式子。另外,在提取要素后,為了理清解題思路,明確解決方案,可以引導(dǎo)學(xué)生分析文本,概括關(guān)鍵信息,呈現(xiàn)與原題文本形式有別的數(shù)字化的關(guān)系式。通過提取要素以及概括關(guān)鍵信息的過程,使學(xué)生體會數(shù)學(xué)語言表達(dá)的簡潔美,以簡代繁,更直觀地看出要素之間的數(shù)量關(guān)系,有效突破思維的轉(zhuǎn)換局限。
比如,執(zhí)教《用方程解決問題》(北師大版小學(xué)五年級下冊第七單元)中的“相遇問題”時,沒有采用“讓學(xué)生理解從兩地相向同時出發(fā)行走,直至相遇的直觀情境→畫線段圖表示→列方程解決問題”這一常規(guī)方法,而是聚焦于等式“淘氣走的路程+笑笑走的路程=總路程”→“淘氣行走速度×?xí)r間+笑笑行走速度×?xí)r間=總路程”→“70x+50x=840”,這個逐步代換的過程能充分體現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的層次性。這個代換、推導(dǎo)的過程,恰恰是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)思想方法的重要環(huán)節(jié)。以下是具體實(shí)施步驟:
1.認(rèn)真分析題目,根據(jù)問題情境列出直觀的等量關(guān)系
(1)結(jié)合圖示,仔細(xì)讀題,說說題目的意思。
讓學(xué)生說出題目的已知信息:總路程、總路程由兩個人共同走完、兩個人的行走速度、求需要的時間。
(2)這一段路程,由兩個人朝不同方向共同走完,你能理解這個意思并列出等量關(guān)系式嗎?
由兩個人共同走完一段路的問題是學(xué)生第一次遇到,這是一個比較復(fù)雜的問題,綜合性比較強(qiáng),學(xué)生不容易一步到位。但根據(jù)題目的表述,可以先提取“淘氣走的路程”“笑笑走的路程”這兩個要素,列出直觀的“淘氣走的路程+笑笑走的路程=總路程”這一等量關(guān)系式,則在學(xué)生理解能力范圍內(nèi)。
2.尋找能代換未知量的式子,列出新的等量關(guān)系
(1)淘氣和笑笑走的路程都不知道,不能直接列出方程,你能用之前學(xué)過的知識,找到別的式子來代換嗎?
這個問題讓學(xué)生首先獨(dú)立思考,然后交流討論,最后商定答案。通過課前復(fù)習(xí)路程問題的公式,學(xué)生可以得出答案,即“速度×?xí)r間=路程”。
(2)學(xué)生列出代換后的等量關(guān)系式。這一部分交給學(xué)生相互探討完成,即列出:淘氣行走速度×?xí)r間+笑笑行走速度×?xí)r間=總路程。
尋找用來代換的對象,并代入原等式,是一個難度較大的環(huán)節(jié),但學(xué)生初步掌握了路程問題的基本計(jì)算公式,且初步接觸過等量代換的思想,解決“代換后的等量關(guān)系式”等問題的難度不大。盡管如此,讓學(xué)生充分思考、交流、探討,還是很有必要的,這有助于學(xué)生解題思路的形成。
3.用數(shù)字符號代換文字,列出簡便的數(shù)學(xué)等式
淘氣和笑笑的行走速度已經(jīng)知道,這個環(huán)節(jié)的關(guān)鍵是讓學(xué)生明白,淘氣和笑笑的行走時間是相同的,也是題目要求的,設(shè)為x。這樣,代入已知量和未知數(shù)的等式為:70x+50x=840。最后,由學(xué)生解方程,得出答案。
梳理上述思維過程,板書如下:
淘氣走的路程+笑笑走的路程=總路程
↓ ↓
淘氣行走速度×?xí)r間+笑笑行走速度×?xí)r間=總路程
↓ ↓
70x+50x=840
4.總結(jié)規(guī)律,舉一反三
學(xué)生成功解決等量代換問題后,教師應(yīng)引導(dǎo)回顧整個學(xué)習(xí)過程,梳理出通過等量代換解決問題的基本步驟,體悟等量代換的精髓和價值。一個數(shù)學(xué)思想的形成,絕不是一節(jié)課或一道題可以實(shí)現(xiàn)的,它必須經(jīng)過反復(fù)使用,不斷強(qiáng)化,才能達(dá)到內(nèi)化、熟練,形成個人內(nèi)在固有的思維方式,并在后續(xù)的學(xué)習(xí)中自覺地使用。
教師按照深層解讀和方法拓展的思路,在常規(guī)方法的基礎(chǔ)上,為了凸顯代換的精妙簡便之處,可以補(bǔ)充和追加“變異型”的代換方法,引導(dǎo)學(xué)生轉(zhuǎn)換思路,拓寬思維,發(fā)展學(xué)生的發(fā)散思維,體會代換的趣味性?!白儺愋浴贝鷵Q如果滲透得當(dāng),可以使課堂教學(xué)充滿思考趣味,有效提高學(xué)生的知識數(shù)量和質(zhì)量。
通過以上“變異”代換的方法,使復(fù)雜的式子簡單化,拓寬解題思路;建構(gòu)小學(xué)生可理解的、可掌握、可應(yīng)用的等差數(shù)列求和公式,開闊學(xué)生的數(shù)學(xué)視野??傊?,將原題進(jìn)行結(jié)構(gòu)上的變異或者方法上的求異,使思維拓展落到實(shí)處,對學(xué)生的思維發(fā)展以及數(shù)學(xué)眼光的開闊具有一定的意義。
整體而言,滲透有“生活味”的等量代換重在“激趣導(dǎo)入”,多用于“初步感知”和“聯(lián)系生活”環(huán)節(jié),意在為進(jìn)一步形成抽象的基本代換思維步驟奠定基礎(chǔ);滲透等量代換的“程序味”重在“形成思路”,多用于“自主探究”“總結(jié)歸納”等環(huán)節(jié),意在使學(xué)生思維經(jīng)歷“具體—半抽象—抽象”的全過程,有感知內(nèi)化的意味;滲透等量代換的“變異味”重在“思維拓展”,多用于“拓展提升”等課余興趣環(huán)節(jié),意在開拓學(xué)生的發(fā)散思維。
根據(jù)學(xué)生的需要和認(rèn)知情況,教師通過對題目的選擇、提煉、概括、拆分、轉(zhuǎn)換等方法,滲透代換的“生活味”“程序味”“變異味”,不失為培養(yǎng)學(xué)生等量代換思想方法的一種新途徑?!净痦?xiàng)目:嶺南師范學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目“區(qū)域教學(xué)模式本土化的變革實(shí)踐”(項(xiàng)目編號:LSJGZB1810)】