摘要:代數(shù)思維是數(shù)學思維的核心內(nèi)容,而數(shù)學思維又是數(shù)學核心素養(yǎng)的主要內(nèi)容之一。因此培養(yǎng)小學生的核心素養(yǎng),就必須正確認識和運用代數(shù)思維。這需要我們數(shù)學教師用心去思考,從教材中努力去發(fā)掘,找到合適的切入點,把代數(shù)思維一點一點地展現(xiàn)在學生們眼前。代數(shù)能力的培養(yǎng)可以幫助學生發(fā)展數(shù)學思維,提高其解決問題的能力,增強其邏輯推理能力,教會他們用數(shù)學思維思考世界。本文針對小學數(shù)學核心素養(yǎng)下培養(yǎng)學生代數(shù)思維的方法,圍繞教學實例進行探討和研究。
關(guān)鍵詞:小學數(shù)學" 核心素養(yǎng)" 代數(shù)思維
小學數(shù)學學科核心素養(yǎng)是指在小學數(shù)學學習過程中,學生應(yīng)具備的數(shù)學能力和數(shù)學思維方式,即學生需要具備的數(shù)學知識、能力和態(tài)度。小學數(shù)學學科核心素養(yǎng)包含四個方面:數(shù)學思維、數(shù)學方法、數(shù)學知識和數(shù)學情感。其主要表現(xiàn)為數(shù)感、量感、符號意識、空間意識、幾何直觀、數(shù)據(jù)意識、運算能力、推理意識、模型意識、應(yīng)用意識和創(chuàng)新意識。其中排在第一位的就是數(shù)學思維,這充分體現(xiàn)了數(shù)學思維的重要地位。
那數(shù)學思維究竟是什么呢?數(shù)學思維是指運用數(shù)學知識和方法,較好地解決數(shù)學問題的思維方式。而數(shù)學思維中的代數(shù)思維則是一種抽象概念和符號操作的思維方式,旨在通過符號和符號之間的關(guān)系進行問題的推理和解決。它是數(shù)學學科中的一項重要內(nèi)容,也是數(shù)學思維的核心之一。代數(shù)思維主要強調(diào)對數(shù)學概念和現(xiàn)象的抽象、符號化和推理能力。
在小學階段代數(shù)思維的培養(yǎng)其實并不容易,這是由其自身的抽象的特點所決定的。小學階段兒童認知的發(fā)展過程是從具體運算階段到形式運算階段。具體運算階段思維活動自身受到限制,在很大程度上要依賴主體在運算中所產(chǎn)生的經(jīng)驗;而形式運算階段的活動范圍擴大,可以使用所學的各種抽象的符號自己去解決認知中的一些問題。算術(shù)思維向代數(shù)思維的過渡是小學數(shù)學向初中數(shù)學思維方式過渡的重要一環(huán),它促進了小學生的數(shù)學意識和數(shù)學素養(yǎng)的發(fā)展。
在此大環(huán)境下,小學數(shù)學教師如何從學生的認知出發(fā)幫助他們提高代數(shù)思維,建立完整的數(shù)學思想呢?我認為可以在小學生算術(shù)思維的基礎(chǔ)上適時地、有選擇地融合代數(shù)思維,讓算術(shù)思維帶動代數(shù)思維向前發(fā)展,并且可以將二者有機結(jié)合在一起,這也是培養(yǎng)學生在今后數(shù)學學習的過程中自主解決數(shù)學問題能力的有效途徑。這需要授課教師認真專研教材,整合適合加入代數(shù)思維的教學內(nèi)容,做好教學設(shè)計,并且要在課后及時地反思、總結(jié)。以下是我在教學中產(chǎn)生的一些自己的想法并在實踐中的一些感悟。
一、滲透方程和集合思想代數(shù)思維
1.滲透方程思想
在一年級10以內(nèi)的加減法中,對于5+(" )=9這道題,很多學生都知道(" )代表一個數(shù),對此其實就可以滲透高年級“用字母表示數(shù)”的代數(shù)內(nèi)容。
師:把你的想法跟大家說說。
生a:就好比桌子上有5支筆,再放4支就是9支了。
生b:9能分成5和4,所以(" )里填4。
生c:9-5=4,所以(" )里填4。
三個學生有三種解法。生a用的是數(shù)圖法,生b由數(shù)的組成得到答案。生c其實是用和減另一個加數(shù)得到答案,這仍然是一種算術(shù)解法。為此,可以把5+(" )=9當成一個整體,利用結(jié)構(gòu)性質(zhì)(等式性質(zhì)),變成5+(" )-5=9-5,得出(" )=4,在滲透方程思想中培養(yǎng)學生代表思維。
隨著低年級學生所學的數(shù)字和計算種類不斷增加,他們對代數(shù)的理解也會不斷加深,只要數(shù)學教師們抓住時機在解題形式和策略上下功夫,一定會有意想不到的收獲。
2.滲透集合思想
例題:動腦筋,(" )里能填幾?
①12+18gt;(" )
②30+(" )lt;55
第①題中(" )里填比30小的數(shù),第②題中(" )里填比25小的數(shù)都可以,在這里要讓學生體會(" )里不僅可以表示一個數(shù),而且還可以表示某個范圍內(nèi)的一些數(shù),滲透代數(shù)思維中的集合思想。
二、合理利用列表法代數(shù)思維
例題:小芳、小宇、小敏三個同學在周末打電話交流自己的讀書心得,他們每兩個人打一次電話,問他們一共要打幾次電話?
列表如下:
列表法是一種很好的解題策略,化繁為簡,把一個過程用文字和符號呈現(xiàn)出來,直觀明了,符合代數(shù)思維的特征。
三、領(lǐng)悟代數(shù)思維的雙重性
通常情況下我們所說的算術(shù)思維是過程性的,而代數(shù)思維具有雙重性,既包含過程性又體現(xiàn)結(jié)構(gòu)性。比如式子m+n既表示兩個數(shù)的加法運算,也可以表示m與n相加的結(jié)果(單一對象)。
例:小芳與小林騎自行車分別同時從自己家里出發(fā)相向而行,經(jīng)過3小時相遇,小芳每小時行V千米,小林每小時行20千米,求他們兩家相距多少千米。
學生列式3V+20×3=3V+60。
師:那么3V+60可以代表什么呢?
生a:表示兩人相遇時騎行的一個過程。3V是小芳騎行的路程,60千米是小林騎行的路程,把他們倆騎行的路程看成一個整體,也就是他們兩家的距離。
生b:它表示最終兩家的距離是(3V+60)千米。
將用字母表示的式子融入到題目中,不但體現(xiàn)了代數(shù)思維的雙重性,而且還幫助學生逐步地建立起代數(shù)思維。
四、滲透建模思維
用建構(gòu)模型的方法解決實際問題是人類在長期探索世界的過程中總結(jié)出來的成功經(jīng)驗。把它用在數(shù)學領(lǐng)域中就形成了一種獨特的數(shù)學方法,從本質(zhì)上說它的“根”來源于生活,其實就是一種經(jīng)驗的再創(chuàng)造,屬于認知的二次重建。教師可以在教學中滲透建模思想,建立不同的模型結(jié)構(gòu),對應(yīng)不同的數(shù)量關(guān)系,引導學生利用代數(shù)思維去順利地解決問題。
例題:妞妞有40本《三國演義》漫畫書,比玲玲的2倍少6本,玲玲有漫畫書多少本?
學生剛接觸方程時,用方程解這道題,很多同學會列出x=(" )這種形式,這就是算式思維向代數(shù)思維轉(zhuǎn)化失效。這時教師可以用建模的方法來引導學生列出合適、正確的方程。小學數(shù)學建模方式分為兩種:圖形建模和文字建模。圖形建模中最常見的就是線段圖,有時候也可以是數(shù)形結(jié)合,方法簡單、便于操作。文字建模其實并不是單一地用文字建模,它是一種文字、符號、數(shù)字混合的建模形式。例如:玲玲的圖書數(shù)×2-妞妞的圖書數(shù)=6
學生可以按步驟列方程求解,這里需要整體考慮的就是“玲玲圖書的2倍”,解題時可以放手多讓學生去體會,使學生感覺運用代數(shù)思維解方程的便利性。
五、積極進行解法對比
在用方程解決問題時,列方程與解方程是相對獨立的兩件事,學生一般會根據(jù)等量關(guān)系列出方程,暫時不會考慮怎樣去解。列方程時用字母表示未知的數(shù),并讓它參與到列式當中,由等量關(guān)系列出一個含有字母的等式,由于在列式時是不需要逆向思考的,所以難度得到了降低;而用算術(shù)方法解答的每一步都要考慮列式和計算結(jié)果,有時在找已知量和未知量關(guān)系的時候,還需要進行逆向思考,這無疑加大了解題的難度。
當方程一旦列出,由于解法比較單一、固定,所以學生會比較容易掌握。但是在算術(shù)解法中,每一步算式都要找到適當?shù)睦碛蓙斫忉?,有時候這些理由思考的角度和方法比較特殊,學生們很難找到正確的思考途徑,導致在解決一些問題時費時費力,不容易掌握而且體驗感較差。
在實際教學中,許多學生跟我反映他們認為方程很好,但有時候在列方程時不知不覺就會回到算術(shù)解法的思維套路中,導致不能正確地列出方程。算術(shù)思維起源于生活,是長久以來人們經(jīng)常使用的一種解決問題的思維模式;而代數(shù)思維是一種抽象思維,它的方法具有一般性。用算術(shù)法解決問題時,已知與未知界限分明,由已知到未知過程單一,是明顯的“單行道”。而代數(shù)法把已知和未知做了辯證的統(tǒng)一,讓它們和諧地在方程之中相處,這是人類在解決問題方法上的一次飛躍,同時也是思維方式的一次重大進步。
培養(yǎng)學生的代數(shù)思維,就要設(shè)計一些算術(shù)法很難解決,而方程可以輕易攻破的題目。只有這樣才能讓學生真正“沉浸式”體驗解方程,進而了解代數(shù)法,最后習慣它并喜愛上它。
例題:爸爸騎車從家到淮北,再從淮北回到家,共用了4小時。去的時候爸爸每小時行25千米,回來時每小時20千米,淮北到家的距離是多少千米?
這道題如果用算術(shù)法很難解答,思考角度不好找,需要用到“轉(zhuǎn)化”的思想。如果列方程就變得簡單了。
解:設(shè)兩地距離為x千米
得出:x÷25+x÷20=4
再如一些復(fù)雜的倍數(shù)問題,方程也可以大顯身手。
例題:在一次寫字比賽中,王老師寫的字數(shù)是李老師的5倍,張老師寫的字數(shù)是李老師的3倍,王老師比李老師多寫了46個字,問李老師寫了多少個字?
此題用算術(shù)法解答過程比較煩瑣,若用方程來解的話,只要設(shè)李老師寫了x個字,馬上就可以列出方程5x-3x=46,問題會輕易解決。當學生使用兩種方法解決了問題之后,一定要讓學生說一說自己內(nèi)心的感受,在對比中讓學生主動地接受代數(shù)法,從而進一步提高自己的代數(shù)思維。
六、有效發(fā)揮教師主導作用
運用代數(shù)思維,學生需要將實際問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)符號的表達形式,并通過代數(shù)運算來求解問題。代數(shù)思維是數(shù)學思維的一種重要形式,不僅在數(shù)學學科中起著重要作用,也在日后的生活和其他學科中發(fā)揮著重要作用。小學階段是培養(yǎng)學生代數(shù)思維的起步階段,需要教師根據(jù)代數(shù)思維的自身特點采用適當?shù)慕虒W方法讓學生更快、更好地形成代數(shù)思維,這就要求教師更多地去探索和反思,從學生出發(fā)做好教學設(shè)計,總結(jié)教學方法。
(一)清楚地認識代數(shù)思維的特征
(1)抽象性:代數(shù)思維的表達是通過代數(shù)符號來進行的,這要求學生具備抽象思維能力,能夠?qū)嶋H問題抽象為符號形式進行處理。
(2)符號化:代數(shù)思維中包含大量的代數(shù)符號,學生需要熟練掌握這些符號的含義和使用方法,才能進行代數(shù)運算。
(3)綜合性:代數(shù)思維涉及多個數(shù)學概念和運算方法的綜合運用,學生需要將這些概念和方法有機地結(jié)合起來,才能解決代數(shù)問題。
(4)探究性:代數(shù)思維要求學生能夠主動思考和探究,通過試錯和推理的方式來解決問題。這對于培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新能力具有重要意義。
代數(shù)思維的培養(yǎng)是小學數(shù)學教育的重要任務(wù)。只有在小學階段培養(yǎng)好學生的代數(shù)思維,才能為他們未來的學習和發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。因此,我們需要在清楚認識代數(shù)思維特征的基礎(chǔ)上研究出一套科學有效的培養(yǎng)代數(shù)思維的方法。
(二)總體把握培養(yǎng)小學生代數(shù)思維的策略
(1)引入代數(shù)符號的概念。在小學數(shù)學教學中,可以逐漸引入代數(shù)符號的概念,讓學生了解代數(shù)符號的使用方法??梢酝ㄟ^實際物體與代數(shù)符號的對應(yīng)關(guān)系,幫助學生建立起對代數(shù)符號的認知。
(2)培養(yǎng)學生的抽象思維能力。代數(shù)思維的培養(yǎng)需要學生有一定的抽象思維能力,因此在小學數(shù)學教學中,可以通過一些抽象化的問題和活動來培養(yǎng)學生的抽象思維能力。比如,可以讓學生通過圖形、圖表等形式進行推理和歸納。
(3)組織探究性學習活動。代數(shù)思維的培養(yǎng)需要學生具備主動思考和探究的能力,因此在小學數(shù)學教學中,可以安排一些探究性學習活動。比如,可以給學生提供一些實際問題,讓他們通過試錯和推理的方式來解決問題。
(4)創(chuàng)設(shè)情境,增加趣味性。小學生對于代數(shù)符號和抽象概念的理解可能比較困難,為了增加學生的興趣和提高其學習積極性,教師可以創(chuàng)設(shè)一些有趣的情境,讓學生在情景中感受和體驗代數(shù)思維的神奇。
(三)基于小學生代數(shù)思維培養(yǎng)活用教學方法
(1)以問題為中心。通過提出實際問題,引導學生進行探究和思考,培養(yǎng)他們的代數(shù)思維。教師可以設(shè)計一些具有代數(shù)思維特點的問題,供學生進行討論和解答。
(2)合作學習??梢越M織學生進行小組活動,讓他們合作解決代數(shù)問題,互相討論和交流,促進其代數(shù)思維的培養(yǎng)。
(3)引導學生遷移和應(yīng)用知識。在小學數(shù)學教學中,應(yīng)當注重知識的遷移和應(yīng)用,促使學生將代數(shù)思維與實際問題有機地結(jié)合起來,提高代數(shù)思維的實用性。
通過以上方法的實施應(yīng)用,我班學生的代數(shù)思維有了顯著提高,特別是在理解和應(yīng)用層面上體現(xiàn)得尤為明顯。培養(yǎng)學生的代數(shù)思維對于推進小學生數(shù)學核心素養(yǎng)的發(fā)展,提高小學數(shù)學教育的質(zhì)量都具有重要意義。在未來的研究中,我將進一步完善代數(shù)思想培養(yǎng)的方法與策略,不斷推進小學生代數(shù)思維的培養(yǎng)工作。
課堂教學要尊重規(guī)律,代數(shù)思維的形成不可能一蹴而就,它需要時間、需要智慧。我們作為數(shù)學教師絕對不能做拔苗助長的事,只有遵循教學規(guī)律,不急不躁,才能收到事半功倍、潤物細無聲的效果,最終使學生形成代數(shù)思維,為自身以后的數(shù)學學習打下一個堅實的基礎(chǔ)。
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