抓“关系”明“结构”,自主构建方程模型

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  一、问题的提出
  《数学课程标准》中明确指出:义务教育阶段的数学课程,其基本出发点是促进学生全面、持续、和谐地发展;要体现算法多样化。但是有些教师并没有真正将这一理念融会在教学活动中,为了追求好的“成绩”,他们一味灌输用“算术方法”解答,忽视了用方程知识解决问题能力的培养。这不但与课标中提倡“算法多样化”要求相背离,有碍于学生全面、持续地发展,而且严重影响了小学生后续学习对方程知识的需求。
  二、如何提高小学生列方程解决问题的能力
  (一)抓“关系”,训练学生的关系性思维
  数量关系式是指用运算符号和文字表示数量之间关系的式子。列数量关系式,可以帮助学生把实际问题转化为数学问题,又可以进一步把数学问题抽象为方程式。因此,能否正确列出方程的关键是能否正确找出等量关系,分析已知与已知之间的关系,已知与未知之间的关系从中找出相等关系。引导学生掌握分析数量关系,建立等量关系式是培养学生分析实际问题的关键。
  (二)明结构,建立方程的基本模型
  方程是刻画现实世界的有效模型。所谓数学模型,就是根据特定的研究目的,采用形式化的数学语言,区抽象概括地表征所研究对象的主要特征、关系所形成的一种数学结构。
  这种结构有两个主要特点:其一,它是经过抽象,舍去对象的一些非本质属性以后所形成的一种纯数学关系结构;其二,这种结构是借助数学符号来表示,并能进行数学推演的结构。
  三、实践探索
  下面以《邮票的张数》第一课时教学为例。
  《邮票的张数》是学生认识方程后,用方程解决实际问题的第一课时。学生已有的知识经验只是能列方程解含有一个未知数的问题,当含有两个未知数的问题摆在学生面前时,就会引起学生的疑问而束手无策。因此,教学时必须充分利用情境图,引导学生根据有关信息来分析数量关系和解题思路。同时,在列方程的过程中,必须引导先设一个未知数,再根据两个未知数之间的关系,用字母表示另一个未知数,然后再进行解方程的指导。另外,还要引导学生用“估一估”“算一算”等方法考察问题的解是否符合实际。
  (一)问题一:弟弟和姐姐一共有180张邮票,姐姐的邮票张数是弟弟的三倍,姐姐和弟弟各有多少张邮票?(尝试用方程解决)
  教学过程:
  师:同学们,你们都有哪些爱好,能和老师交流一下吗?(生自由说)今天老师给同学们带来了一对姐弟,他们的爱好是集邮。瞧,姐弟俩正在与爸爸妈妈分享集邮成果呢!想知道他们在交流些什么吗?(教师出示主题情境图。)
  师:从图中,你收集到哪些数学信息?
  (学生回答,教师板书。)
  (1)姐姐邮票的张数是弟弟的3倍;
  (2)弟弟和姐姐一共有180张邮票;
  师:估一估,姐姐和弟弟各自可能有多少张邮票?
  生1:我估计姐姐可能有一百多张。因为姐姐比弟弟就多90张。
  生2:我估计弟弟可能只有三四十张。
  ……
  师:大家能有根据地、大胆地“估”,不错。怎样才能求出姐姐和弟弟各有多少张邮票呢?尝试一下用方程解决。
  (出示温馨提示:列方程解决问题的关键是必须先找出等量关系,主题图为我们提供了2个数学信息,那么从这两个信息你可以找出怎样的等量关系呢?)
  生1:根据信息(1)可以知道“姐姐的邮票张数=弟弟的邮票张数*3”
  生2:根据信息(2)可以知道“弟弟的邮票张数+姐姐的邮票张数=180”
  师:姐姐和弟弟的邮票张数都不知道,应该怎么设x好呢?
  生1:因为“姐姐的邮票张数=弟弟的邮票张数*3”,所以以弟弟的为标准,我们就设弟弟的邮票为x张,姐姐就有3x张。
  师:原来第一个等量关系帮助我们设未知数,现在你能根据第二个等量关系列出方程吗?并解答。
  学生合作:根据“弟弟的邮票张数+姐姐的邮票张数=180”列方程得x+3x=180。
  师总结:只要理解题目的关键信息,找出等量关系,那么就能列出方程解决问题。
  (二)问题二:如果把“弟弟和姐姐一共有180张邮票”改为“姐姐比弟弟多90张邮票”,可以怎样列方程呢?想一想,与同伴交流。
  学生独立思考,分析数量关系,和同伴说说自己的解题思路。(在有了上一题的解题经验后,学生已明白在含有两个未知数的问题上,要根据有关信息来分析数量关系和解题思路,同时,在列方程的过程中,由于有两个未知数,必须引导先设一个未知数,再根据两个未知数之间的关系,用字母表示另一个未知数,然后再进行解方程)
  四、教学反思
  1.充分发挥情境的作用,加强收集、整理信息和提出问题能力的培养
  收集信息是解决问题的第一步,在充分利用情境图的同时,必须处理好“观察”与“收集”的关系:收集信息是观察的目的,且信息的内容要跟数学有关。因此,在整理信息时,要引导学生对信息进行选择、判断、比较,找到信息之间的联系,引导学生有理、有序地思考。
  2.重视解决问题的思路,把数量关系的形成过程和运用过程有机统一
  理清解题思路是解决问题时的重要方法,在解决问题策略的教学中,我们要注重分析数量关系和解题思路的训练,使学生对问题的本质有清晰的理解,寻求解答问题的有效途径。
  3.着力体验和积累解决问题的策略,培养策略意识
  在教学时应充分挖掘教材的思维因素,鼓励学生用自己的方法进行思考,着力引导学生体验和积累解決问题的方法与经验,从而帮助学生形成策略。如本案例中的“估一估,姐姐和弟弟各有多少张邮票”“说一说,你是怎样想的”。
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