翟兆云
摘 要:为了渗透早期代数教学,发展学生代数思维,在此背景下,笔者在教学苏教版一、二年级与“数与代数”有相关内容时,采取了以下方式丰富学生的代数思维:拓展数的模式,多元表征数的关系;理解相等关系,深化理解等号的意义;形成一般结论,借助文字符号表示;建立函数关系,用算式记录数量关系。
关键词:苏教版;数与代数;代数思维
“早期代数教学”是指学生在小学一、二年级学习时教材并没有系统地呈现代数教学内容,但是教师在教学“数与代数”内容前要适当地渗透代数知识,促进学生低段与中高段代数思考的衔接,培养他们对代数关系和结构的理解 [1]。通常,“早期代数教学”内容包括数的模式、相等关系、一般化与证明、函数关系等。笔者结合苏教版小学数学教材中“数与代数”的内容,在教学基础知识的基础上加以拓展和补充,促使学生算術思维和代数思维的同步发展。
一、拓展数的模式,多元表征数的关系
在小学低年级,无论是家长还是数学教师,大都认为学生能正确地完成读数、写数、数数任务就算掌握了数内容的学习,其实殊不知等到学生到了初中以后,他们面对复杂的大数和数量关系,很可能导致学生难以进行代数思维的转换。因此,小学低段数学教师在教学数的知识时,不仅要让学生掌握有关数的基础,更要发展学生对数的多元表征。
如笔者在教学苏教版一年级上册第五单元“认识10以内的数”的复习课时,布置了一道练习题:用不同的方法来表示三个连续的整数。
师:小朋友们,前几天我们学习了10以内的数,我们一起来数一数。
(学生一起整齐地数数:1、2、3、4……)
师:刚才大家数得真棒!现在老师要请小朋友们继续来数数,数数的要求可要听好了,要求大家用不同的方法数出三个连续的整数。先请你自己数一数,想好了可以数给同桌听。
(教师巡视并倾听学生数三个连续整数的方法。这时,基本上全班学生都是用具体的三个数来表示,教师可以适当引导个别学生用算式来表示这些数)
生1:1、2、3。
师:但是也有些学生想到了其他方法来表示,我们来看看他是怎么表示的。
生2:5、6、7。(在5和6中间写着“+1”,在6和7中间写着“+1”)
师:你是怎么想到的?
生2:因为我们在找规律的时候,都是把相邻两个数之间的规律写上去。
师:哦,原来你是把相邻两个数的规律也表示出来了,6是通过5加1得到的,7是通过5加2得到的。老师稍微帮你改变一下:5、5+1、5+2。
在这个教学片段中,教师通过一道练习题拓展了学生表示三个连续整数的定式思维,引导他们用加减法等算式来表征一个具体的数,使得简单的学习任务包含了等差数列的韵味,拓展了学生对数的模式的理解。
二、理解相等关系,深化等号意义理解
无论是家长还是学生,很多人对等号的理解就是在口算或者四则混合运算时得出的结果,殊不知简单的等号包括了计算结果和相等关系这两层含义 [2]。为了方便学生理解等号的相等关系,我们通常采用讲故事的教学方式帮助学生理解等号的这种功能,从而加深等号意义的理解。
如笔者在教学苏教版一年级上册第七单元“分与合”的复习课时,出示了一道练习题:3+5=( )+2,帮助学生理解等号的相等关系。
师:小朋友们,请大家思考这道题目:3+5=( )+2。想一想括号里应该填多少,为什么?
生1:我认为括号里应该填8,因为3加5等于8。
生2:我认为括号里应该填6,因为3加5等于8,6加2等于8。
师:刚才两位小朋友为我们给出了不同的答案和不同的思考,我们一起来看看这里的等号是什么意思。它表示的是左边的算式与右边的算式的结果相同,我们知道左边的算式的结果等于8,要让右边的算式的结果也等于8,那么几加2会等于8呢?
生:(全班学生恍然大悟)6加2等于8。
师:你能照样子写出这样的算式吗?并说明这个算式是正确的。
生3:4+6=2+8,因为4加6等于10,2加8等于10,两边结果相等。
生4:10+50=20+40,因为10加50等于60,20加40等于60,所以两边结果相等。
在这个教学片段中,教师通过一道看似简单实则易错的计算题,先让学生独立思考,再在教师的引领下了解等号的相等关系,能正确地计算出算式中的任意一个数,最后在举一反三地写算式和说理过程中,促进学生学会利用相等关系来判断算式的正确与错误。
三、形成一般结论,借助文字符号表示
数学原理和公理都是通过证明得到的一般化结论。为了发展学生的代数思维,教师可以在解决问题时引导学生用文字、字母、符号等参与数学思考过程,进而化难为易,寻找解决问题的最佳途径 [3]。
如笔者在教学苏教版一年级下册第四单元“100以内加法和减法”的复习课时,出示了一道有意思的年龄问题,在解决问题过程中促进学生代数思想的渗透。
师:(出示题目:小红今年7岁,姐姐现在比小红大5岁,10年后姐姐比小红大几岁?)小朋友们,我们先来读一读题目,边读题目边想一想怎么解决这个年龄问题。
生1:因为题目中告诉我们小红今年7岁,姐姐现在比小红大5岁,所以姐姐现在的年龄是7+5=12岁。10年以后,小红的年龄是7+10=17岁,姐姐的年龄是12+10=22岁,所以10年后姐姐比小红大的年龄是22-17=5岁。
师:大家听明白了吗?这位同学的解题思路非常清晰,谁知道他是怎么计算的?
生2:他先算出了今年小红的年龄,再计算出10年后小红和姐姐的年龄,最后计算出10年后姐姐比小红大几岁。
生3:我发现了现在姐姐比小红大5岁,10年以后姐姐还是比小红大5岁,答案是一样的啊,根本就不用算!
师:为什么现在姐姐比小红大5岁,10年后姐姐比小红还是大5岁,谁知道原因?
生4:因为姐姐和小红都在长大,姐姐大1岁,小红也长大1岁,正好抵消了,而且姐姐的年龄-小红的年龄=5。
在这个教学片段中,当学生在解决相应的数学问题时,他们能尝试组合题目中的相关条件,建立对应的数量关系,为顺利解决这道题目服务。当然,这个数量关系是具有一般化的结论,学生能借助这个数量关系推理得到无论过几年后,姐姐的年龄减小红的年龄都等于5,从而使得“小红今年7岁”变成了一个多余条件,不仅降低了解题难度,而且利用代数思维提升了学生的数学思考。
四、建立函数关系,用算式记录数量关系
函数关系是指确定性现象之间的关系,即一个数确定了,随之另一个数也确定了,这种关系中的因变量随着自变量的变化而改变 [4]。在小学低段数学学习中,函数关系的题目体现在学习数的分与合、数字和图形中的找规律等。
如笔者在教学苏教版一年级下册“找规律”的复习课时,出示了几组不同规律的数,引导学生发现这几组数中相邻或者间隔的数量关系。
师:(出示一组数:2、3、5、8、( )、( ))小朋友们,请你观察这组数,想一想你发现了什么规律,括号里应该填什么。
生1:我发现了3比2多1,5比3多2,8比5多3,所以8加4等于12,12加5等于17。括号里应该写12、17。
師:这位同学通过观察相邻两个数之间的变化规律,发现了加1、加2、加3、加4、加5的规律。其实,发现相邻两个数的变大或者变小,是我们常见的找规律的方法。
生2:我发现的规律和生1不一样,我发现了2加3等于5,3加5等于8,5加8等于13,8加13等于21。所以我们在括号里要写13、21。
师:谁听清楚了生2的想法?
生3:生2的意思是说前面两个数加起来等于后面那个数。
师:这组数中我们发现了两种规律。(出示另一组数:2、3、4、6、6、( )、( )、( ))请同学们再来想一想这组数你发现了什么规律。
生4:我发现了这里是交叉的规律,一组是2、4、6、8,还有一组是3、6、9、12。
在这个教学片段中,教师通过几组有联系的数,组织学生发现相邻或者间隔的数量关系,这就是一种函数关系,同时,学生再借助这种函数关系和已知的数来计算出未知的数,并逐渐积累和丰富函数关系。
总之,小学低段渗透代数教学非常重要,教师要遵循学生的认知规律,在平时的课堂上加以渗透和引导,但也不要强迫他们必须用代数思维解题,导致在低段增加了解题难度。我们相信当学生在解题过程中有了代数思维的积累后,他们面对复杂的数量关系或者大数目计算时,他们都能轻而易举地进行转化,为小学中高段和初中代数学习奠定知识基础。
参考文献:
[1] 王薇. 基于算术教学,渗透代数思维——低年级学生“早期代数思维”培养的实践与思考[J]. 数学教学通讯,2018(04):37-38.
[2] 吴连红. 符号意识:一种有意味的“准代数素养”[J]. 数学教学通讯,2018(04):39-40.
[3] 贺宝玲,孔企平. 小学高年级“数与代数”课程国际改革动向分析[J]. 小学数学教师,2017(10):76-79.
[4] 刘久成,刘久胜. 代数思维及其教学[J]. 课程·教材·教法,2015(12):76-81.