李洋
一、教學(xué)內(nèi)容分析
方程是刻畫現(xiàn)實(shí)世界等量關(guān)系的有效數(shù)學(xué)模型,方程概念的本質(zhì)是溝通已知量和未知量之間的關(guān)系,借助已知量,求出未知量。二元一次方程是屬于方程的一個(gè)類型,因此獲得其概念本質(zhì)的過程要經(jīng)歷一個(gè)從特殊到一般的抽象概括的過程,從而建立二元一次方程(組)的模型。北師大版教材中把《認(rèn)識(shí)二元一次方程(組)》安排在八年級(jí)上的第一節(jié)。由于是起始課,所以要讓學(xué)生明白為什么要學(xué)習(xí)這個(gè)新的方程模型,在概念引入的時(shí)候可以采用實(shí)例引入和對(duì)比教學(xué)相結(jié)合的教學(xué)方法,有利于讓學(xué)生體會(huì)到學(xué)習(xí)本節(jié)課的必要性。
每一個(gè)科學(xué)概念都有其確定的內(nèi)涵,概念的內(nèi)涵就是指反映在概念中的對(duì)象的本質(zhì)屬性。教材中通過豐富情景,讓學(xué)生不斷地建立二元一次方程和二元一次方程組,學(xué)生類比一元一次方程定義,逐步抽象出二元一次方程的概念。學(xué)生在抽象出這個(gè)概念的過程中,不僅有利于發(fā)展學(xué)生的抽象思維和推理意識(shí),還建立了具有二元一次方程模型的意識(shí)。教學(xué)中除了要引導(dǎo)學(xué)生得出形式化定義,更要關(guān)注學(xué)生的建模過程。在每個(gè)具體情境中可向?qū)W生提出類似于“題目中的已知量,未知量是什么”“已知量和未知量之間的關(guān)系是什么”“未知量的個(gè)數(shù)有幾個(gè)”等這樣的問題。幫助學(xué)生認(rèn)清楚題目中有兩個(gè)未知量,找到未知量和已知量之間的關(guān)系從而建立新的方程模型,這樣的一個(gè)建模過程既豐富了學(xué)生解決實(shí)際問題的一般性策略,也在不斷的建模和思考中揭示了所學(xué)新的概念的本質(zhì)。
內(nèi)涵和外延是概念的兩個(gè)方面,教學(xué)中不僅要關(guān)注概念的內(nèi)涵還要注重概念的外延,外延是指一個(gè)概念所概括的思維對(duì)象的數(shù)量或范圍。在形式上所有二元一次方程都可化為ax+by=c(a、b≠0)的一般形式與ax+by+c=0(a、b≠0)的標(biāo)準(zhǔn)式,否則不為二元一次方程。我們所學(xué)的幾元幾次方程都是指整式方程,而整式方程都隸屬于有理方程,所以二元一次方程不是分式方程,更不是無理方程。這一點(diǎn)在向?qū)W生講解時(shí),要適度把握二元一次方程概念外延的明晰,是建立在代數(shù)式的概念不斷完善的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。教學(xué)時(shí)我們可以在九年級(jí)學(xué)完相關(guān)內(nèi)容后,對(duì)于學(xué)有余力的學(xué)生再進(jìn)行相應(yīng)的明確,界定外延。
二、教育價(jià)值分析
二元一次方程(組)一直是中考數(shù)學(xué)重點(diǎn)考查知識(shí)之一,對(duì)于它的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、比較、類比等思維能力,教學(xué)中合理設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)將有利于發(fā)展學(xué)生“數(shù)學(xué)抽象”“數(shù)學(xué)建?!钡暮诵乃仞B(yǎng),并有利于發(fā)展符號(hào)意識(shí)和應(yīng)用意識(shí)。讓學(xué)生經(jīng)歷在不同的情景中,用二元一次方程(組)來刻畫問題的過程,體會(huì)二元一次方程(組)概念的本質(zhì),發(fā)展學(xué)生的推理能力和模型思想。
三、知識(shí)間的聯(lián)系
1.縱向聯(lián)系
小學(xué)階段:已經(jīng)認(rèn)識(shí)了方程的概念,并會(huì)用方程描述簡(jiǎn)單的數(shù)量關(guān)系,會(huì)用等式的基本性質(zhì)解簡(jiǎn)易方程,進(jìn)行求解。
初中階段:繼初步建立方程概念后,又陸續(xù)學(xué)習(xí)了一元一次方程、二元一次方程及二元一次方程組、三元一次方程組(選學(xué))、分式方程、一元二次方程,這些方程的研究方法基本相同,在方程的解法上都采用“轉(zhuǎn)化”的數(shù)學(xué)思想。
高中階段:繼續(xù)學(xué)習(xí)高次、多元方程的解法,以及研究二元一次不等式(組)與簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問題。
2.橫向聯(lián)系
(1)初中階段與二元一次方程有關(guān)的知識(shí)有:代數(shù)式、一元一次方程、二元一次方程(組)、一次函數(shù)、分式方程、一元二次方程。在學(xué)習(xí)了一元一次方程之后,學(xué)生明晰了“元”和“次”的概念后,又繼而學(xué)習(xí)二元一次方程(組)。
(2)一次函數(shù)與二元一次方程密切相關(guān),只不過是各自側(cè)重點(diǎn)不同。
“形”的角度:從一次函數(shù)圖象上理解二元一次方程和二元一次方程組的解,一條直線上所有點(diǎn)的坐標(biāo)就是相應(yīng)二元一次方程的解;兩條直線交點(diǎn)的坐標(biāo)就是相應(yīng)二元一次方程組的解,因此可以借助做出兩個(gè)一次函數(shù)的圖象,找到交點(diǎn)坐標(biāo),從而確定相應(yīng)的二元一次方程組的解。
“數(shù)”的角度:一次函數(shù)表達(dá)式的確定基于兩個(gè)條件,通過待定系數(shù)法,具體求解時(shí)又要用到二元一次方程組。
(3)在中考命題中,在作為代數(shù)建模能力考查問題時(shí),通常把二元一次方程組和一元一次不等相聯(lián)系一起考查。解決實(shí)際問題最優(yōu)化時(shí),二元一次方程又和一元一次不等式有著密切聯(lián)系。
(4)解二元一次方程組的本質(zhì)是“消元”,把“二元”變?yōu)椤耙辉?解分式方程是通過去分母化為一元一次整式方程求解;解一元二次方程的方法是降次,分解成兩個(gè)一元一次方程求解,這幾個(gè)方程在解法上可以類比學(xué)習(xí),有著內(nèi)在聯(lián)系。
四、課標(biāo)要求解讀
課標(biāo)要求是能根據(jù)具體問題中的數(shù)量關(guān)系列出方程,體會(huì)方程是刻畫現(xiàn)實(shí)世界數(shù)量關(guān)系的有效模型。
其中的核心名詞是“數(shù)量關(guān)系”,行為動(dòng)詞是“列出”。“數(shù)量關(guān)系”也就是等量關(guān)系,可以依據(jù)題意,從事情的變化結(jié)果中找等量關(guān)系,或根據(jù)常用的計(jì)算公式找等量關(guān)系,或根據(jù)“不變量”找等量關(guān)系。“列出”可以分解為“寫出”。在教學(xué)中選擇貼近學(xué)生生活的實(shí)例,讓學(xué)生經(jīng)歷在具體問題中探索數(shù)量關(guān)系,體會(huì)模型的思想。按照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求,以及上述教材和學(xué)情的分析,制定本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)如下:
(1)通過實(shí)例讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)二元一次方程的必要性和優(yōu)越性,并能列出二元一次方程及二元一次方程組,并能說出方程組中兩個(gè)未知量所表示的意義相同。
(2)能寫出二元一次方程的解,并知道它的解有無數(shù)個(gè)以及二元一次方程組中每個(gè)方程的公共解才是二元一次方程組的解。
(3)培養(yǎng)學(xué)生在解決實(shí)際問題時(shí),能從數(shù)學(xué)的角度發(fā)現(xiàn)問題和提出問題、分析問題和解決問題的能力,體會(huì)數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系.
教學(xué)重點(diǎn):(1)能說出二元一次方程(組)的概念,以及二元一次方程的解及二元一次方程組的解的概念。
(2)會(huì)列出二元一次方程解決實(shí)際問題。
教學(xué)難點(diǎn):(1)能說出二元一次方程的解及二元一次方程組的解的概念,和其相應(yīng)的解的個(gè)數(shù),表示形式的理解。
(2)會(huì)判斷一組數(shù)值是否為二元一次方程及二元一次方組的解。
五、經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)困難分析
1.經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)
(1)通過七年級(jí)一元一次方程概念的學(xué)習(xí),學(xué)生可以類比一元一次方程的“元”和“次”去發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)二元一次方程的概念。
(2)學(xué)生已經(jīng)具有在實(shí)際情境中尋找等量關(guān)系的經(jīng)驗(yàn),并會(huì)設(shè)一個(gè)未知數(shù)去列方程,初步感受模型思想,積累了用方程解決實(shí)際問題的經(jīng)驗(yàn)。
(3)學(xué)生已經(jīng)會(huì)利用等式基本性質(zhì)求出一元一次方程的解,并知道一元一次方程未知數(shù)的解只有一個(gè)。
(4)學(xué)生之前已學(xué)習(xí)了大量的數(shù)學(xué)概念,對(duì)數(shù)學(xué)概念的建立并不陌生,尤其是在學(xué)習(xí)一元一次方程時(shí),已經(jīng)經(jīng)歷了從具體的情境中抽象出一元一次方程概念的過程,初步具有建模思想。
2.困惑和困難
(1)由于90%以上的學(xué)生在解決應(yīng)用問題時(shí),已經(jīng)習(xí)慣了設(shè)一個(gè)未知數(shù)去列方程,而這節(jié)課需要設(shè)兩個(gè)未知數(shù),找兩個(gè)等量關(guān)系列方程,這在方程模型認(rèn)知上是一個(gè)沖突,在列方程的方法上需要有一個(gè)過渡。
(2)本節(jié)課所學(xué)習(xí)的二元一次方程的解有無數(shù)個(gè),學(xué)生對(duì)解的個(gè)數(shù)的理解也要有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。
(3)二元一次方組的解是同時(shí)滿足兩個(gè)方程的公共解,是一組兩個(gè)未知數(shù)的值,并用聯(lián)立號(hào)連接,這在解的理解、表示形式上對(duì)學(xué)生來說也是一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。
(4)學(xué)生對(duì)這種新的方程模型思想方法的理解,要更多地關(guān)注學(xué)生的建模過程,能否順利地找到已知量和未知量之間的關(guān)系,從而列出二元一次方程(組)。
六、設(shè)計(jì)教學(xué)策略
策略1:引入學(xué)習(xí)二元一次方程模型的必要性及優(yōu)越性
具體設(shè)計(jì):(1)出示雞兔同籠的經(jīng)典問題:“有若干只雞兔同在一個(gè)籠子里,從上面數(shù),有35個(gè)頭,從下面數(shù),有94只腳,問籠中各有幾只雞和兔?”
學(xué)生分別用假設(shè)法和一元一次方程解答,在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上做如下梳理:用方程比算術(shù)更容易表示數(shù)量關(guān)系!
繼續(xù)出示問題:(2)小明買了1kg蘋果和2kg梨,共花了26元;小麗買了2kg蘋果和1kg梨,共花了28元,蘋果和梨的單價(jià)各為多少元?
受第一個(gè)問題解決方法的啟發(fā),學(xué)生會(huì)設(shè)蘋果單價(jià)為x元,則梨的單價(jià)為元。教師引導(dǎo)這里梨的單價(jià)表示較為復(fù)雜,如果設(shè)蘋果單價(jià)為x元,則梨的單價(jià)為y元。讓學(xué)生進(jìn)一步感受有些情況下只設(shè)一個(gè)未知數(shù),表示另一個(gè)未知量時(shí)比較繁瑣,不好表示,學(xué)生得出設(shè)兩個(gè)未知數(shù)更容易表示題目中的數(shù)量關(guān)系,得出二元一次方程模型比一元一次方程模型更優(yōu)越,讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)本節(jié)課的必要性。
策略2:講解二元一次方程和二元一次方程組的概念
具體設(shè)計(jì):出示四個(gè)問題串:
(1)某班共有55名同學(xué)。
設(shè)該班有男生x人,女生y人,根據(jù)題意,數(shù)量關(guān)系可表示為:______________________。
(2)某班要派全部男生和部分女生組成30人的隊(duì)伍參加拔河比賽。
設(shè)該班有男生x人,女生z人,根據(jù)題意,數(shù)量關(guān)系可表示為:______________________。
(3)某班女生人數(shù)比男生人數(shù)的2倍少5人。
設(shè)該班有男生x人,女生y人,根據(jù)題意,數(shù)量關(guān)系可表示為:______________________。
(4)某班要派全部男生和部分女生組隊(duì)參加拔河比賽,其中的男生是女生的2倍。
設(shè)該班有男生x人,女生z人,根據(jù)題意,數(shù)量關(guān)系可表示為:______________________。
通過設(shè)置四個(gè)問題串,讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何列二元一次方程,類比一元一次方程的概念,得出二元一次方程的概念。
在問題背景不變的情況下把四個(gè)問題兩兩組合,問題(1)(3)組合,問題(2)(4)組合,教師把剛才列出的四個(gè)二元一次方程分別兩兩組合聯(lián)立,并分析其形式上的特點(diǎn),得出二元一次方程組的概念。
策略3:得出二元一次方程的解和二元一次方程組的解
具體設(shè)計(jì):讓學(xué)生嘗試寫出剛才其中兩個(gè)二元一次方程x+y=55和2x-y=5的幾組解,并借助Excel表格展示出這兩個(gè)二元一次方程的解,學(xué)生直觀地理解二元一次方程的解的概念,同時(shí)感受到二元一次方程的解有無數(shù)個(gè)。設(shè)置“比一比看誰的眼力快”的教學(xué)環(huán)節(jié),讓學(xué)生找到公共解后,再講解二元一次方程組的解,并使學(xué)生明確二元一次方程組的解只有一組。
策略4:在教學(xué)中要更多地關(guān)注建模過程,讓學(xué)生感受二元一次方程概念的本質(zhì)
具體設(shè)計(jì):從蘋果梨的問題一直到四個(gè)問題的過程中,就要不斷地向?qū)W生提出問題以下問題:(1)題目中的已知量,未知量是什么?(2)各個(gè)量之間的關(guān)系是什么?(3)題目中的等量關(guān)系有幾個(gè)等這樣的問題。對(duì)于較復(fù)雜的問題進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆纸?,幫助學(xué)生尋找等量關(guān)系,不斷地建立方程模型。
編輯 溫雪蓮