解方程:让等式性质与互逆关系同行

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  方程是刻画现实世界的一个有效的数学模型。解方程是新课程“数与代数”领域的重要学习内容,对学生的后继学习影响很大,能用顺向数学思维解决实际生活问题和纯数学问题。《数学课程标准(实验稿)》对解方程制订的目标定位是:理解等式的性质,会用等式的性质解简单的方程(如3x 2=5,2x-x=3)。现行人教版小学数学教材就是根据上述目标编写的,以期学生顺利完成从小学到中学的过渡。
  
  一、困惑
  
  根据(人教版)教材的安排,笔者在教学实践中,运用教材提供的四幅直观图,用两个课时的教学揭示等式的基本性质,并运用等式的性质解简单的方程。可是我们发现,运用等式的性质解方程教学效果较差,学生普遍反映书写步骤繁琐,尤其是大部分学力中下的学生无法理解并正确解答形如a-x=b、a÷x=b的方程,虽说教材根据《数学课程标准》的目标要求,回避这两种形式的方程,但这样的方程在解决问题中也是常见的方程,在课堂配套作业与单元练习中也经常出现,教师在教学中必须面对。令我们困惑的是:无论老师如何运用天平平衡的原理,讲解算理、示范解法,学生中总有人犯着同样的错误:a-x=b a-x a=b a……:a÷x=b a÷x×a=b×a……,
  
  二、思考
  
  记得有位教育家说过:“如果教师教了三遍,学生还不懂,就要反思教师的教学方法。”于是,我们静心反思出现这种“屡教不懂”的原因,积极探寻有效的教学方法。
  1.原因:脱离基础。首先,等式的性质对小学生来说,是全新的内容,学生虽然按教材的思路,通过直观图和借助天平操作,从“天平保持平衡”中获得了对等式基本性质的初步认识,但运用这种感性的经验解方程还有一定的困难。其次,学生没有学过有理数,用等式的基本性质解方程还存在很大的局限性。最后,从学生内隐学习的角度审视,学生在利用等式的性质解答形如x-a=b的方程时,是在方程的两边同时 a,受这个过程的负迁移,在解答形如a-x=b的方程时,看到减号,就误以为也在方程两边同时 a。因此,我们认为:利用等式的性质解这类方程,脱离了小学生原有的认知基础,有违循序渐进的原则。
  2.现状:无法回避。人教版教材根据《数学课程标准(实验稿)》的目标要求,表面上似乎回避了形如a-x=b、a÷x=b的方程,[新颁布的《数学课程标准(修改稿)》中也回避这两种形式的方程。]可是实际上,教材中许多练习题的解答过程中,无法回避这样的方程。如五年级上册第66页练习十二第2题:共有1428个网球,每5个装一筒,装完后还剩3个。一共装了多少筒?编者的意图是让学生列出的方程是5x 3=1428,可不少学生列出的方程是1428-5x=3,很明显,学生列出的方程是完全正确的,但解答时发生了困难。此时,教师不能视学生的正确思路而不顾,否定学生列出的方程,强制他们列出5x 3=1428,否则会使数学学习走人机械僵化的误区,从而制约学生数学思维的发展,而只能顺着学生的思路,将解方程的方法进行引导:方程两边同时加上5x……如此,解答步骤多,中下学生不易理解、掌握。
  3.策略:两者同行。一边是《数学课程标准(实验稿)》指导下的教材,要求用等式的性质解方程,另一边是学生真实的学习困难,解方程教学是否步人两难的境地?不是。我们认为:完全可以灵活运用“等式性质”与“互逆关系”两种方法,引导学生解方程。
  (1)《浙江省小学数学教学建议》第5条指出:……在把握教学重点、难点的同时,要充分考虑知识的形成线索和学生学习的认知线索,在此基础上通过补充、修改、调换、删减等方法完善教材资源。传统教材强调用算术方法——利用四则运算中各部分之间的互逆关系解方程,这种方法学生能较轻松地掌握,虽然对中学代数教学不利,但它符合学生的认知基础。唯物辩证法的核心是扬弃,就是要在汲取传统方法精华的基础上谋求创新,并非一味否认。方法多样化是解决数学问题的明显特征,在殊途同归之时,我们必须追求简捷有效的方法,即解决问题的方法要接近学生的最近发展区,合适的才是最好的。
  (2)笔者在教学实践中,适时引入互逆关系,引导学生解方程。当学生练习时出现形如a-x=b、a÷x=b的方程,解答有困难时,指导他们另辟蹊径,运用互逆关系解答,特别是学力中下的学生普遍反映容易理解,并且书写简洁,很受他们的欢迎,在五年级下册解答分数加减法方程时,正确率大大提高。
  [案例]人教版五年级上册第63页练习十一第6题要求:根据题中的数量关系列出方程,并求出方程的解,其中第(3)小题如下图:
  
  教师让学生自主练习后反馈,肯定列出的方程12x=18,用等式的性质正确解方程的学生,同时,发现不少学生列出的方程正确,但解答错误:
  18÷x=12
  18÷x×18=12×18
  x=156
  师:这个结果可能吗?
  生1:不可能,没那么贵,但解题过程中方程两边都乘18没错。
  师:方程两边应该都乘x(板书正确的解答过程,略),这样对你们来说,理解起来有些困难,但我们可以想想另外的办法,比如把x看做括号。板书:18÷( )=12。
  生2:哦,( )=18÷12=1.5。
  师:对了,你用学过的乘除法各部分问的关系解答了。由此你们想到了什么?
  生3:( )在除法算式中是除数,除数=被除数÷商。
  师:太好了,你找到了这样做的依据。(板书上述关系式)规范的解方程的格式应该怎样写?
  生4:18 x=12
  x=18÷12
  x=1.5
  生(齐):哇!这种方法容易想通,写起来也简便。事实证明:当学生碰到学习困难时,教师在他们原有的认知基础上,适时引领他们探究新方法,建立新旧知识的融合,不失为一种良策,避免让学生“在一棵树上吊死”。让中下生掌握他们喜欢的、有效的方法,也符合义务教育“上不封顶,下要保底”的理念,我们何乐而不为?
  (3)人教版教材也不是全部用等式的性质解方程的,六年级上册第37页“解决问题”例1(1)的示范解答(如下图),从书写格式分析,编者应用的是互逆关系之一:一个因数=积÷另一个因数。这说明编者也认同可以用互逆关系解方程。
  解:设小明的体重是xkg。
  4/5x=28
  x=28÷4/5
  x=35
  答:小明的体重是、35kg。
  令人欣喜的是,《数学课程标准(修改稿)》中,对解方程的目标定位是:能解简单的方程(如3x 2=5,2x-x=3)。解读这个目标要求,可以看出不再强求用等式性质解方程,允许用互逆关系解方程。让我们在期待与《数学课程标准(修改稿)》配套的新教材的同时,既面对现实——顺应小学生认知发展的基础,又面向未来——与学生中学学习内容接轨。
  
  责任编辑:陈国庆
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