朱素山
摘要:代數(shù)思維是數(shù)學發(fā)展史上的一次重大飛躍,教學中要特別注意小學升入初中之后的代數(shù)思維方式培養(yǎng)。初中數(shù)學代數(shù)式、方程、函數(shù)、不等式都體現(xiàn)代數(shù)思維方式,小學的簡易方程已經(jīng)初步滲透代數(shù)思維方式,初中數(shù)學入門教學要在代數(shù)式、方程教學中注重進一步滲透代數(shù)思維方式,本文通過幾個案例試圖體現(xiàn)代數(shù)思維培養(yǎng)的途徑。
關鍵詞:代數(shù)思維方式;代數(shù)式;方程
新課程改革加強了學段間的聯(lián)系,作為數(shù)學“核心思想”的代數(shù)思維教學,在小學階段以“式與方程”的內(nèi)容呈現(xiàn)在學生面前。此階段學習主要是為了讓學生盡早體會代數(shù)思維的特點,熟悉代數(shù)處理問題的方法,促進學生邏輯思維能力的發(fā)展,更好地實現(xiàn)與初中數(shù)學的銜接。初中學生思維特點是形象思維具備抽象思維正在形成,代數(shù)思維方式是抽象思維的基礎,代數(shù)思維方式的形成能幫助學生快速適應初中數(shù)學學習。代數(shù)思想是初中數(shù)學教學中的重要思想之一,教學中要特別注意滲透代數(shù)思維個方式。
一、什么是代數(shù)思維方式
國內(nèi)外學者對代數(shù)思維從不同層面給出了解釋,并且都強調(diào)了培養(yǎng)早期代數(shù)思維的重要性。很多專家通過調(diào)研分析,還闡述了關系性思維的發(fā)展與代數(shù)思維發(fā)展的密切聯(lián)系。下面對其中一些有代表性的觀點作梳理。
徐文彬教授在《試論算術中的代數(shù)思維:準變量表達式》中指出:“算術主要是由程序思維來刻畫的。也即算術程序思維的核心是獲取一個(正確的)答案,以及確定獲取這個答案與驗證這個答案是否正確的方法;而代數(shù)思維則是由關系或結構來描述的,它的目的是發(fā)現(xiàn)(一般化)的關系、明確結構,并把它們連接起來。”
張丹教授在《小學數(shù)學教學策略》一書中指出:“代數(shù)思維的基本特征是用符號表示規(guī)律,表示量與量之間的相等、不等和變化關系;通過符號與符號之間的運算來‘一類一類解決問題,進行一般性的運算和推理。”
壯惠鈴、孫玲教授撰寫的《從算術思維到代數(shù)思維》文章中指出:“從數(shù)學角度來看,算術思維是程序性的,著重的是利用數(shù)量的計算求出答案的過程。這個過程具有情境性、特殊性、計算性的特點,甚至是直觀的。而代數(shù)思維是結構性的,側(cè)重的是關系的符號化及其運算,是無法依賴直觀的。”
二、初中數(shù)學教學滲透代數(shù)思維方式的一些途徑
初中數(shù)學代數(shù)式、方程、函數(shù)、不等式都體現(xiàn)代數(shù)思維方式,下面就代數(shù)式和方程兩個方面逐條分析。
1、代數(shù)式。代數(shù)式可以是一個數(shù)、一個字母或一個式子,在沒有出現(xiàn)字母表示數(shù)之前,出現(xiàn)的式子一般都是可以算出一個具體的數(shù)的,在學生的頭腦中,形成了思維定勢是列出的算式就要算出確定的結果。
列代數(shù)式滲透含字母的式子可以表示一個數(shù)思想,如“小明今年a歲,媽媽比小明大26歲,媽媽今年多少歲?”答案是a+26歲?!癮+26”表示的就是具體的年齡,是一個數(shù)字。
列代數(shù)式的根據(jù)是數(shù)量關系,代數(shù)式子就包含數(shù)字或字母,經(jīng)常根據(jù)表示和、差、倍、分等數(shù)量關系的詞語列出,也可以利用幾何形積公式列出。“比**多、比**少”等表示和差的關系,“**倍、**的幾分之幾、增長了百分之**、降低了百分之**、打了**折”等表示倍分關系。
觀察一組數(shù)據(jù)規(guī)律,用代數(shù)式將規(guī)律概括出來,也可以很好地培養(yǎng)學生代數(shù)思維方式,例如“4,7,10,13,16,19,……,第n個數(shù)為 _______.”答案是“3n+1”。
2、方程。方程是刻畫現(xiàn)實世界數(shù)量關系的數(shù)學模型,它對于學生來說,不僅是形式上的認識,也是感受在解決實際問題過程中建立模型的過程。由于認識水平的局限,初一學生往往把運算中的等號看作是“做什么”的標志。如在算式“5+3”的后面寫上等號,往往被理解是執(zhí)行加法運算的標志。他們通常把等號解釋為“答案是……”。于是在學生作業(yè)中就出現(xiàn)了3×7=21+8=29之類的書寫錯誤,因而,我們在教學中,應引導學生把等號看作是相等和平衡的符號,這種符號表示一種關系,即等號兩邊的數(shù)量是相等的,也就是在5+3與8之間建立了相等關系,而3×7=21+8=29卻不存在相等關系,應改為3×7+8=21+8=29。使學生形成等式的概念,為學習方程做準備。在教學時,我們可以引導學生理解:未知數(shù)是可以與已知數(shù)一起參與列式。
小學學習了簡易方程,已經(jīng)初步培養(yǎng)學生代數(shù)思維,初中方程教學更要加倍重視學生代數(shù)思維的進一步培養(yǎng)。初中學段方程內(nèi)容有“一元一次方程”“二元一次方程組”“一元二次方程”和“分式方程”。下面結合一個案例來談談在方程中滲透代數(shù)思維方式。
《孫子算經(jīng)》中曾這樣記載:“今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各有幾何?”在“雞兔同籠”當中蘊含著數(shù)學思維中的代數(shù)思維和算術思維,在小學階段,用假設法解決這個問題,以培養(yǎng)學生的算術思維為目的;而在中學階段則是用求未知數(shù)解方程的方法來處理,以此來培養(yǎng)學生的代數(shù)思維能力。那么,我們就利用算術思維中的假設法來探討代數(shù)思維。
代數(shù)思維是認識世界的重大飛躍,也是小學數(shù)學過渡到初中數(shù)學的重要質(zhì)變,初中數(shù)學入門課一定要想方設法幫助學生養(yǎng)成代數(shù)思維方式,跨過代數(shù)思維這一門檻,才能順利進入初中數(shù)學殿堂。