邢成云
摘要:作為方程知識(shí)體系的“中途章”,人教版初中數(shù)學(xué)七年級(jí)下冊(cè)第八章《二元一次方程組》的起始課應(yīng)該再現(xiàn)方程知識(shí)體系起始章《一元一次方程》的研究思路(組織結(jié)構(gòu)),充分發(fā)揮其先行組織作用;并且反映本章前言、章頭圖以及各小節(jié)的概貌,全景統(tǒng)攝整章內(nèi)容。據(jù)此設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程包括“趣題驅(qū)動(dòng),數(shù)學(xué)建?!薄邦惐冗w移,概念建構(gòu)”“化歸鋪路,解法探索”“逆向思考,自編題目”等環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞:先行組織全景統(tǒng)攝章節(jié)起始課《二元一次方程組》
傳統(tǒng)的章節(jié)教學(xué)常采用“分—整”模式。為了凸顯先行組織(或者說(shuō)“前攝促進(jìn)”)的作用,當(dāng)下的章節(jié)教學(xué)還會(huì)采用“整—分—整”模式,增加章節(jié)起始課,對(duì)整章(節(jié))內(nèi)容做全景統(tǒng)攝。
人教版初中數(shù)學(xué)七年級(jí)下冊(cè)第八章《二元一次方程組》的內(nèi)容,是學(xué)生之前學(xué)習(xí)的“一元一次方程”的延伸,也是之后學(xué)習(xí)一般線性方程及平面解析幾何等知識(shí)的基礎(chǔ)。作為方程知識(shí)體系的“中途章”,本章的起始課應(yīng)該再現(xiàn)方程知識(shí)體系起始章《一元一次方程》的研究思路(組織結(jié)構(gòu)),充分發(fā)揮其先行組織作用;并且反映本章前言、章頭圖以及各小節(jié)的概貌,全景統(tǒng)攝整章內(nèi)容。據(jù)此,筆者設(shè)計(jì)了如下教學(xué)過(guò)程。
一、教學(xué)設(shè)計(jì)
(一)趣題驅(qū)動(dòng),數(shù)學(xué)建模
問(wèn)題1今有雞兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足。問(wèn)雞、兔各幾何?
談話:這是我國(guó)古代著名的趣題之一。大約在1500年前,《孫子算經(jīng)》中就記載了這個(gè)有趣的問(wèn)題。雖然是古代問(wèn)題,但通俗易懂,而且,你們?cè)谛W(xué)應(yīng)該接觸過(guò)。那就請(qǐng)同學(xué)們嘗試用多種方法解決這個(gè)問(wèn)題吧。
預(yù)設(shè):(1)算術(shù)方法(“獨(dú)腳雞”“雙腳兔”等);(2)設(shè)雞有x只,則兔有(35-x)只,則可列方程2x+4(35-x)=94……(3)設(shè)雞有x只,兔有y只,依題意得x+y=35(記為①),2x+4y=94(記為②)……
[設(shè)計(jì)意圖:利用經(jīng)典趣題激發(fā)學(xué)生的參與熱情,通過(guò)多種解法形成新舊知識(shí)對(duì)比,在對(duì)比中讓學(xué)生體會(huì)小學(xué)學(xué)過(guò)的算術(shù)方法、進(jìn)入初中后學(xué)過(guò)的一元一次方程方法和本章要學(xué)的二元一次方程組方法之間的聯(lián)系與區(qū)別,明確知識(shí)學(xué)習(xí)的延續(xù)性,同時(shí),初步感受二元一次方程(組)在解決實(shí)際問(wèn)題中的優(yōu)勢(shì),為后續(xù)類比引入二元一次方程(組)的概念提供基礎(chǔ)。]
(二)類比遷移,概念建構(gòu)
問(wèn)題2你還記得這類方程該怎樣命名嗎?簡(jiǎn)述一下命名的依據(jù)。(說(shuō)明:筆者在《一元一次方程》章節(jié)起始課上對(duì)整式方程的命名做了孕伏,所以這樣設(shè)問(wèn)。若沒(méi)有先前的孕伏,則可以這樣設(shè)問(wèn):你能類比以前所學(xué)的一元一次方程,給這兩個(gè)方程起個(gè)名字嗎? 解釋一下起名的依據(jù)。)
預(yù)設(shè):(教師引導(dǎo)下)含有兩個(gè)未知數(shù)且未知數(shù)的指數(shù)都是1的整式方程,叫作二元一次方程。
預(yù)設(shè):這種解法利用兩個(gè)方程相減或相加消去未知數(shù),所以叫作加減消元法。
問(wèn)題14對(duì)于這道題目,這兩種方法,哪一種簡(jiǎn)單些?簡(jiǎn)單在哪里?
預(yù)設(shè):加減消元法。(教師引導(dǎo)概括)當(dāng)兩個(gè)方程中某個(gè)未知數(shù)的系數(shù)相同或相反時(shí),直接將兩個(gè)方程相減或相加,即可消去這個(gè)未知數(shù),方便得多。
談話:不管用哪一種方法,都能達(dá)到消元求解的目的。這種將方程中未知數(shù)的個(gè)數(shù)由多化少、逐一解決的化歸策略,稱為消元方法。
[設(shè)計(jì)意圖:借助消除差異的基本想法,引導(dǎo)學(xué)生采用不同的方法,把二元一次方程組轉(zhuǎn)化為一元一次方程,在比較中揭示解二元一次方程組的基本思路是利用消元實(shí)現(xiàn)化歸,兩種基本方法是代入消元法和加減消元法。由此,完善呈現(xiàn)本章的概貌,不求深入細(xì)節(jié),但求統(tǒng)攝全景。]
(四)逆向思考,自編題目
[設(shè)計(jì)意圖:必做題讓學(xué)生鞏固二元一次方程(組)的解的概念以及如何解二元一次方程組,并且感知二元一次方程(組)從生活實(shí)踐中來(lái)又到生活實(shí)踐中去的價(jià)值性。而選做題讓學(xué)有余力的學(xué)生嘗試探索未知數(shù)的系數(shù)既不相同又不相反的二元一次方程組的解法,進(jìn)一步滲透化歸的數(shù)學(xué)思想,引導(dǎo)總結(jié)加減消元法的本質(zhì),推動(dòng)思維進(jìn)階。]
二、教學(xué)立意的進(jìn)一步闡釋
(一)思路再現(xiàn)見(jiàn)全景
作為方程知識(shí)體系的“中途章”,本章的研究思路(組織結(jié)構(gòu))已經(jīng)在起始章《一元一次方程》中基本形成:實(shí)際問(wèn)題—方程模型—概念建構(gòu)—解法探索—學(xué)以致用。因此,本章的起始課再現(xiàn)了這一研究思路(組織結(jié)構(gòu)):通過(guò)“雞兔同籠”問(wèn)題,引導(dǎo)學(xué)生建立二元一次方程(組),然后建構(gòu)二元一次方程(組)及其解的概念,探索二元一次方程(組)的解法,從而發(fā)展數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí),培養(yǎng)數(shù)學(xué)建模能力,體會(huì)方程模型的現(xiàn)實(shí)性和代數(shù)方法的優(yōu)越性。這樣,便呈現(xiàn)了本章的概貌(全景)。后續(xù),便可通過(guò)“訓(xùn)練提升課”“深度探研課”的跟進(jìn),對(duì)接這一概貌(全景),以達(dá)到整體與局部、綜合與分解的有機(jī)統(tǒng)一。
(二)類比遷移獲概念
“類比是個(gè)偉大的引路人。”知識(shí)體系下的局部章節(jié)起始課,有了先前章節(jié)的鋪墊,更加關(guān)注自主性和遷移力。而有了類比,自主遷移就有了方向、變得自然,不是深一腳、淺一腳,走一步、看一步地盲目前行,而是高瞻遠(yuǎn)矚、胸有丘壑,循著思維的脈絡(luò)行走。本節(jié)課中,學(xué)生建構(gòu)二元一次方程(組)及其解等概念的過(guò)程,就是類比一元一次方程及其解等概念進(jìn)行遷移的過(guò)程。
(三)化歸鋪路顯消元
本節(jié)課的重點(diǎn)不是解二元一次方程組,而是探索解二元一次方程組的方法。于是,基于學(xué)生思維的自然,引出列舉法(“湊”的方法),進(jìn)而引發(fā)認(rèn)知沖突。然后,引導(dǎo)學(xué)生“大處著眼”,喚醒指向消除差異、變?yōu)橐阎幕瘹w思想(意識(shí)),凸顯把二元轉(zhuǎn)化成一元的消元策略,進(jìn)而得到代入消元與加減消元兩種方法。這便進(jìn)一步豐富、完善了本章的研究思路(組織結(jié)構(gòu))。
*本文系山東省濱州市名師工作室專項(xiàng)課題“全息教學(xué)論下初中數(shù)學(xué)章起始課的教學(xué)研究”(編號(hào):BZMZZX1831)和山東省社科聯(lián)人文社會(huì)科學(xué)課題(基礎(chǔ)教育專項(xiàng))“‘快慢相宜的整體化教學(xué)模式之延伸研究”(編號(hào):16ZXJC37)的階段性研究成果。
參考文獻(xiàn):
[1] 頓繼安.從“備學(xué)生”走向“研究學(xué)生”——基于學(xué)生研究的數(shù)學(xué)教學(xué)[M].北京:教育科學(xué)出版社,2015.
[2] ﹝美﹞D.P.奧蘇伯爾,等.教育心理學(xué)——認(rèn)知觀點(diǎn)[M].佘星南,宋鈞,譯.北京:人民教育出版社,1994.