在方程教学中渗透数学思想

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  一、掌握建模思想
  这是列方程的重点,是一个抽象的过程。四则算术思想仅仅强调算法,而方程则比较全面地展示了建模思想——用等号将相互等价的两件事情联结,等号的左右两边等价,至于其中的关系是用自然语言表示的,还是用数学符号表达的,都不太重要。《义务教育数学课程标准(2011年)》(以下简称《课程课标》)关于课程设计思路指出:义务教育阶段数学课程的设计,充分考虑本阶段学生数学学习的特点,符合学生的认知规律和心理特征,有利于激发学生的学习兴趣,引发数学思考;充分考虑数学本身的特点,体现数学的实质;在呈现作为知识与技能的数学结果的同时,重视学生已有的经验,使学生体验从实际背景中抽象出数学问题、构建数学模型、寻求结果、解决问题的过程。同时还指出:模型思想的建立是学生体会和理解数学与外部世界联系的基本途径。建立和求解模型的过程包括:从现实生活或具体情境中抽象出数学问题,用数学符号建立方程、不等式、函数等表示数学问题中的数量关系和变化规律,求出结果、并讨论结果的意义。这些内容的学习有助于学生初步形成模型思想,提高学习数学的兴趣和应用意识。在进行方程教学时,可以先让学生用自然语言阐述事情,然后抽象成数学表达,最后用数学符号建立方程,解决问题。
  教学片段1:《方程的意义》。
  师:观察天平,说出你的发现。(课件展示)
  生1:天平的指针指向中点,说明天平平衡了。可见,天平两边的质量相等,即一个空杯子的质量为100克。
  师:现在天平怎样了?(课件展示)
  生2:杯子加水后,天平不平衡了,天平的左边质量更重了,也就是杯子的质量加上水的质量后,比100克重了。
  师:现在天平又怎样了?(课件展示)
  生3:天平右边的托盘中再放入一个100克的砝码后,天平仍然不平衡,天平左边的质量,即一杯水的质量还是比200克重。
  师:现在天平怎样了?(课件展示)
  生4:天平右边的托盘中再放入一个100克的砝码后,天平还是不平衡,这时,天平右边变重了,即杯子的质量加上水的质量比300克轻了。
  师:现在的天平怎样了?说明了什么?(课件展示)
  生5:现在天平又平衡了,说明两边的质量相等,即一杯水重是250克。
  师:你能用一个关系式表示生3回答中三种量之间的关系吗?
  生6:杯子的质量+水的质量>200。
  师:还可以怎样表示呢?
  生7:100+水的质量>200。
  师:你能用一个关系式表示生4回答中三种量之间的关系吗?
  生8:杯子的质量+水的质量<300。
  师:还可以怎样表示呢?
  生9:100+水的质量<300。
  师:你能用一个关系式表示生5回答中三种量之间的关系吗?
  生10:一个杯子的质量+水的质量=250。
  师:还可以怎样表示呢?
  生11:100+水的质量=250。
  师:水的质量是多少?不知道。可以怎样表示呢?
  生:可以用字母x表示水的质量。
  师:很好,你们能用含有字母的式子表示生7、生9和生11所说的关系吗?
  生:100+x>200。
  生:100+x<300。
  生:100+x=250。
  师:类似“100+x=250”这样含有字母的等式,就叫做方程。
  片段教学体现出方程建模的过程,即将现实问题情境用自然语言表达成一个数学问题,离析出“100+水的质量>200、100+水的质量<300和100+水的质量=250”的关系,并将用自然语言表达的“100+水的质量=250”这个等量关系,用含有未知数x的数学解析式表示,体现了抽象、概括的过程,学生在建模的过程中,领略到将现实对象关系结构抽象为数学符号式子的过程,感受方程建模思想。学生经历从天平“平衡—不平衡—平衡”的过程,促进其在深刻感受关系结构的变化中,清楚地把握方程思想的关键,即用数学符号把要说的话(即两件等价事情)表达出来,从而体会方程是刻画现实世界中等量关系的重要模型。与此同时,进一步感受数学与生活的密切联系。
  二、学会化归方法
  这是解方程的重点,是一个运算过程。化归,就是转化和归结的简称。化归方法就是数学问题解决的一般方法,其基本思想是:把待解决的问题,通过某种转化手段,归结为易解决的另一个或一些问题,从而获得原问题的解决。方程求解力求体现化归思想,即三元一次方程组可以化归为二元一次方程组,二元一次方程组可以化归为一元一次方程,最终化归为“x=a”的形式。就小学而言,解一元一次方程,只需要将含有未知数的项放到方程的一边,将不含未知数的项放到方程的另一边,就可以解出未知数的值。
  例如:
  100+x=250
  解:100+x-100=250-100
  x=150
  x-6.5=3.2
  解:x-6.5+6.5=3.2+6.5
  x=9.7
  2.5x=14
  解:2.5x÷2.5=14÷2.5
  x=5.6
  x÷7=0.3
  解:x÷7×7=0.3×7
  x=2.1
  在解一元一次方程的教学过程中,要让学生明白化归的方向,即把一元一次方程化归为x=a的形式,即未知数等于常数;要让学生掌握化归的依据和方法,即借助等式的性质及四则运算中加和减、乘和除之间的互逆关系,实现转化,从而获得问题的解决。
  (作者单位:福建省厦门市钟宅民族小学 责任编辑:王彬)
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