楊國智
[摘 要] 字母的引入,代數(shù)式和方程的出現(xiàn),是數(shù)及其運算的進一步抽象,從小學起就引入等式的基本性質,并以此為基礎導出解方程的方法,不僅有利于加強中小學數(shù)學教學的銜接,而且有利于學生邏輯思維能力的發(fā)展.
[關鍵詞] 算術方法;代數(shù)方法;中小銜接
■ 問題的提出
本學年七年級數(shù)學期末檢測數(shù)學評卷時,遇到了如下一個有趣的問題.
列方程解應用題:小明和小麗住在同一小區(qū). 一天,他們同時出門去上學,小明每分鐘走90米,小麗每分鐘走60米. 小明到校門口時發(fā)現(xiàn)自己忘帶了《數(shù)學》課本,立即沿原路返回家中去取,行至距校門252米處與小麗相遇. 他們家距學校多遠?
某同學是這樣解的:相遇時小明比小麗多走了252×2米,這是因為小明比小麗每分鐘多走(90-60)米,所以相遇時間是252×2÷(90-60)=16.8分. 他們距學校的距離是60×16.8+252=1260米.
綜合算式:252×2÷(90-60)×60+252=1260米.
針對這個問題,評卷老師們提出了兩種不同意見:一是題目要求列方程解應用題,所以不列方程解應用題不得分. 二是這個同學用算術方法解這道應用題思路清晰,算法合理,應該適當給分.
我的思考:姑且不說該不該得分,這道題目的數(shù)量關系相對復雜,按常規(guī)思維難以下手,如果選擇方程,則較為簡單. 七年級的同學已經(jīng)再次學習了一元一次方程,為什么會選擇較為復雜的算術解法而不選擇較為簡單的方程呢?
■ 算術方法與代數(shù)方法(方程)之
比較
例1?搖 “舒心”水果店新進蘋果500千克,比梨子重量的2倍還多40千克. 梨子有多少千克?
算術方法?搖 因為蘋果比梨子的2倍還多40千克,假設從蘋果中減去40千克,那剩下的重量正好是梨子重量的2倍. “已知一個數(shù)的2倍是500-40,求這個數(shù)”用除法,所以算式是(500-40)÷2=230(千克).
方程解法?搖 數(shù)量關系是“蘋果的重量=梨子的重量×2+40”,設梨子有x千克,根據(jù)題意可列出方程2x+40=500.
例2?搖 中國古代數(shù)學問題:雞兔49,100只爪子地上走. 問雞幾只?兔幾只?
算術解法?搖 假設49只全部為雞,則這49只雞的爪子是98只,而雞兔爪子共100只,少了2只爪子,這是因為把兔看成了雞. 每只兔比每只雞多(4-2)只爪子,2÷2=1,所以兔有1只,雞有48只.
方程解法一?搖 主要的數(shù)量關系是“雞爪數(shù)+兔爪數(shù)=100”,設雞有x只,則兔為(49-x)只. 根據(jù)題意可列出方程2x+4×(49-x)=100.
方程解法二?搖 題中的數(shù)量關系有“雞只數(shù)+兔只數(shù)=49”“雞爪數(shù)+兔爪數(shù)=100”,設雞有x只,兔有y只,根據(jù)題意可列方程組x+y=49,2x+4y=100.
用算術方法和代數(shù)方法(方程)解應用題的不同之處:
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用算術方法和代數(shù)方法(方程)解應用題的相同之處:
它們都必須建立在分析題意、找準題目中的數(shù)量關系的基礎之上,列算術式的依據(jù)是四則運算的意義,列方程解應用題的依據(jù)也是四則運算的意義.
如果題目中的數(shù)量關系較簡單,且思維方式是常規(guī)思維,則用算術方法較合適. 如果題目中未知量較多,數(shù)量關系較復雜,且思維方式是逆向思維,則用方程方法較合適.
例3?搖 一輛客車、一輛貨車和一輛小轎車在一條筆直的公路上朝同一方向勻速行駛. 在某一時刻,客車在前,小轎車在后,貨車在客車與小轎車的正中間,過了10分鐘,小轎車追上了貨車;又過了5分鐘,小轎車追上了客車;再過幾分鐘,貨車追上了客車.
分析?搖 本題是行程問題中的追及問題,但三種車輛的速度未知,車與車之間的間隔距離也未知. 涉及的量多,關系復雜,若用算術方法解答困難較大,故建議用代數(shù)方法解答. 解題時要注意由題中貨車在中、客車在前、小轎車在后,且貨車與客車、小轎車之間路程相等,提煉出其中的等量關系. 設貨車、客車、小轎車的速度分別是a,b,c,貨車與客車、小轎車之間的路程是s,則可得s=10×(c-a),2s=(10+5)×(c-b). 貨車追上客車的時間t=s÷(a-b)-10-5. 這樣可以設而不解,巧妙轉換求出時間.
■ 中小學數(shù)學教學中應注意的
幾點
1. 把“符號意識”貫穿數(shù)學教學始終. 新修訂的《數(shù)學課程標準》將“符號感”更名為“符號意識”,更加強調學生主動理解和運用符號的心理傾向. 因為用數(shù)進行的所有運算都是個案,而數(shù)學要研究一般問題,一般問題需要通過符號來表示、運算和推理,因此,一方面,符號可以像數(shù)一樣進行運算和推理,另一方面,通過符號運算和推理得到的結論具有一般性. 在教學中,“應根據(jù)學生的年齡特征與知識積累,在遵循科學性的前提下,采用逐級遞進、螺旋上升的原則. 螺旋上升是指在深度、廣度等方面都要有實質性的變化,即體現(xiàn)出明顯的階段性要求”. 第一學段以數(shù)的認識和數(shù)的運算為主,第二學段逐步滲入式與方程,第三學段則把重點放在代數(shù)式、整式與分式、方程與不等式、函數(shù)等相關知識上.
2. 在第二學段的教學中,要加強代數(shù)思想的培養(yǎng). 《數(shù)學課程標準》在該學段的要求是“經(jīng)歷從現(xiàn)實生活中抽象出數(shù)及簡單數(shù)量關系的過程……會用方程表示簡單的數(shù)量關系,會解簡單的方程”. 小學生在開始學習用代數(shù)法解應用題時,可能不大習慣,會受到算術法解題思路的干擾,在解題過程中可能會出現(xiàn)一些錯誤,為了順利地學好用代數(shù)法解應用題,應注意以下幾個問題:
(1)切實理解題意. 通過讀題,弄明白題中講的是什么意思,有哪些已知條件,未知條件是什么,已知條件與未知條件之間是什么關系.
(2)在切實理解題意的基礎上,用字母表示(設)題中的未知數(shù). 通常用字母x表示未知數(shù),題目問什么就用x表示什么. 小學數(shù)學教材中,用列方程解答的應用題絕大多數(shù)都是這樣的.
3. 第三學段的教學中要注意代數(shù)知識的銜接. 在七年級數(shù)學教學中,列方程解應用題是代數(shù)教學聯(lián)系實際的重要課題,它對于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力具有重要的意義. 初學列方程時,學生常常覺得應用題的算術解法已經(jīng)會了,仍習慣于用算術解法,對用代數(shù)方法來分析和解決應用題不適應. 因此,在實際教學中,教師可首先通過選擇典型例題分別用算術法和代數(shù)法進行分析解答,然后指出兩種方法的特點,讓學生進行比較,在對比中讓學生自己認識到代數(shù)解法的優(yōu)越性. 學生經(jīng)過一段時間的訓練,便可克服由算術法形成的思維定式的影響,逐漸體會到代數(shù)解法的優(yōu)越性,從而促進學生迅速適應并能掌握代數(shù)解法,順利地實現(xiàn)從算術到代數(shù)的飛躍.
“代數(shù)的抽象、運算與建?!笔菙?shù)學教學的重要內容,也是解決許多數(shù)學實際問題的有效工具,尤其是方程模型,體現(xiàn)了數(shù)學建模思想. 它既是數(shù)學學習的出發(fā)點,也是數(shù)學學習的落腳點,因此,在數(shù)學教學中,要讓學生體會“代數(shù)”的價值,提高學生學習數(shù)學的興趣,增強他們學好數(shù)學的信心,養(yǎng)成良好的學習習慣,具有初步的創(chuàng)新意識和實事求是的科學態(tài)度.