如何幫助學生結合算術式的學習向代數思維過渡

2022-12-03 06:33:01 字數 4171 閱讀 9410

小學生在相當長的時間裡是以算術思維為主的,但伴隨著學習的不斷深入,從算術思維過渡到代數思維是每乙個學生必須面對的,這個飛躍對於大多數小學生而言都會存在不同程度的困難。既是學生認知過程的一次轉折,又將是學生認知過程的一次挑戰、必將是學生數學學習過程中極為重要的轉變階段。而且這個過程的長短對不同的學生而言也會存在差異,教師應當從學生的發展出發,在教學中,根據具體的教學內容進行適當的代數思維得到有效的訓練與提高,實現從算術向代數過渡學習的跨越。

一、教師要真正理解算術思維和代數思維的區別。

算術思維著重的是利用數量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。而代數思維就其本質而言是一種關係思維,它的要點是發現(一般化的)關係和結構,以及明確這些關係與結構之間的關係。代數思維的運算過程是結構性的,側重的是關係的符號化及其運算,是無法依賴直觀的。

結構化、符號化、抽象化及概括化是代數思維的特點。如「南京地鐵一號線地下部分大約長14.3千公尺,比地上部分的2倍少0.

7千公尺。地上部分大約長多少千公尺?」用算術思維來解決,通過對問題情境的理解,首先算出14.

3+0.7=15(公尺),這就是地上部分的2倍,再用15÷2=7.5(千公尺),求出地上部分的長度。

兩道算式記錄了思考的過程,通過對已知數量的一系列運算,不斷接近最終的結果。而用代數思維來解決,設地上部分大約長x千公尺,通過對問題情境的抽象,分析出具有結構性的關係式,再符號化成方程式2x-0.7=14.

3,接下來的運算過程則是與原問題情境無關的符號運算,最後再對求出的解x=7.5進行意義上的還原。代數思維必須以算術思維為基礎但又必須超越算術思維。

從算術思維到代數思維的跨越是兒童數學學習必須經歷的乙個極為重要的階段,這個過渡並非乙個經過練習能夠跨越的量變過程,而是乙個必須經歷結構轉化的質變過程。

二、在教學中,教師要有意無意的滲透代數思維。

小學數學學習,每個學生都必須面對從算術思維過渡到代數思維的知識。這個指數抽象,難以理解,大多數學生而言都會存在不同程度的困難。因此,教師在教學中首先應重視對學生代數思維的培養,在之前學習的運算定律字母表示式中,可以有意無意滲透一些代數思維了。

也就是說,「字母表示數」及「方程」相關內容的學習是在第二學段高年級出現的,但對學生代數思維的培養,不一定也不應該等到這個時候才開始。在前面的很多內容教學中應該有意識地孕伏,讓學生有機會在不同內容的學習中「找感覺」,積累經驗,不斷地為完成好認識上的重要飛躍打基礎。

三、注重在具體情境中去體驗、理解有關知識。

教學目標十分強調「在具體情境中」進行教學。這是因為,小學階段,學生的數學思維從以具體形象思維為主要形式向抽象邏輯思維為主要形式過渡,其抽象邏輯思維在很大程度上仍與感性經驗直接相關聯。在啟蒙階段,通過創設與學生生活環境、知識背景密切相關的,又是學生感興趣的學習情境,把學習的過程置於體驗的環境,從而在直觀的感受中,理解字母表示式所反映的等量關係,並會用代數的方式解決一些實際問題,掌握其知識。

這正如《標準》所認為的:數學學習「不僅要考慮數學自身的特點,更應遵循學生學習數學的心理規律」。如果說數字符號是對生活中各種物體個數的抽象概括,那麼代數式則是對各種數字符號的抽象概括。

在認識用字母表示數時,教材一般從學生熟悉的生活中選擇一些典型數量關係,先讓學生用算式表示問題的結果,再通過改變具體數量,抽象出用字母表示數,寫出相應的含有字母的式子。具體情境能啟用學生已經積澱的算術層面對數量關係的理解,支撐學生在代數層面對數量關係的理解。既使新知識「含有字母的式子」的學習過程有場景作依託,又使學生在讀解式子時便於產生聯想並理解和表述,使學生在學習抽象的代數知識中感到言之有物,還能認識到代數的學習可以使我們對數量關係的表達更清晰、簡潔。

這一數學活動的過程,幫助學生從「算術」走向「代數」,促進學生體驗數學的概括性和抽象性,發展符號感。例如:「數青蛙」的教學案例,就是形象的讓學生從算術思維向代數思維過渡。

四、強調對模式與關係的體會、理解。

學生從算術思維向代數思維過渡,是學生認知發展的飛躍。「用字母表示數」,既用字母表示出了數,又準確地表示出了數量之間的關係。「字母表示數」的引出奠定了積極而充分的情感基礎。

用字母表示數是代數學習的首要環節,理解用字母表示數的意義是學習代數的關鍵,也是在後續學習中運用代數式、方程、不等式、函式進行交流的前提條件。字母表示數的思想,深刻地提示和指明了存在於一類問題中的共性和普遍性,把認識和推理提到乙個更高的水平。學生對用字母表示數的理解,要在經歷大量運用字母表示具體情境中數量關係的活動中實現。

例如,學習「用字母表示數」,字母並不是一下子很突兀地呈現於學生面前。在此之前,教學加法和乘法的運算定律時,已經引導學生用字母表示各運算定律;在第一學段學習長方形、正方形等平面圖形的面積計算時,已經接觸了用字母表示各圖形的面積計算公式;這些都是學習「用字母表示數」的基礎。又如,學生通過前面幾個學期「算術」內容的學習,對簡單實際問題中的基本數量關係已比較熟悉。

以「速度、時間、路程」為例,在以往解決具體問題的過程中,學生初步理解了三者之間的關係,而在學習用字母表示數之後,進行抽象概括,用公式表示,這樣對數量關係的認識與理解達到更高的抽象水平。而這些,又是學習方程時建立數學模型的重要知識基礎。由此,我們要建立這樣的認識:

學生經歷從用數字表示數到用字母表示數的過程是乙個漫長的過程,需要經歷大量的活動,積累豐富的經驗,讓學生在具體情境中反覆體會用字母表示數的意義。在小學,學生對代數知識的認識非常膚淺。例如,許多學生認為2x=9與2y=9的意義不同。

我們要注意糾正學生在學習中形成的不恰當概念。在教學時,從學生熟悉的生活中選擇一些典型的數量關係,引導學生用字母表示數。具體說來,要抓住三個環節:

如何引入用字母表示數;怎樣引導學生理解含有字母的式子不僅表示數,還表示數量關係;注意讓學生體會用字母表示數的好處。這個過程既是新知識的學習過程,更是學生由原有的算術思維水平不斷向代數思維水平邁進的過程。從數字運算到字母運算。

在此過程中,教師要緊緊把握好符號意識。在進行教學時要做到:引導學生逐步認識字母表示數,首先在簡單的數量關係裡讓學生體會字母表示數,這裡通過常見的、簡單的、學生容易理解的例項,讓學生依據簡單的數量關係,體會每個例項中字母的具體含義,認識可以用字母表示相應的數,並了解字母式子的意義。

然後在稍複雜的數量關係裡體會字母表示數,這裡主要是根據含有兩級運算的兩步計算的數量關係的表達,引入用字母表示其中某個量的數,讓學生進一步體會字母的含義,再通過擺圖形等實際情況,引導學生聯絡實際問題和具體情境理解用字母所表示的數的意義,在操作、感知的基礎上理解字母表示的數的實際含義從不同角度理解簡單的加減計算的結果,進一步認識字母可以表示數,加深對字母表示數的認識和理解,體現和反映對學生符號感的培養,從而達到數學課程標準中所規定的要求:「能從具體的情境中抽象出數量關係和變化規律,並用符號來表示」、「理解符號所表示的數量關係和變化規律」。

在教學時先教學等式,再教學方程的意義。從生活實際——購物場景中引入,學生有生活的經驗,用式子表示,引出等式與不等式;在等式與不等式的比較中建構對「相等關係」、「等式」的理解。接著,在不同的場景中,用數學方式表述現實場景中各種關係,再通過觀察、比較、分類、交流等活動,概括方程概念。

概念的構建過程,並不是由教師機械地傳授乃至直接告訴學生,而是用數學符號提煉現實生活中特定關係的過程。方程對小學生來說,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。在交流等式和方程有什麼關係時,應引導學生觀察具體例項進行說明,這樣能加深學生對方程的認識,還可以引導學生從集合的角度體會這兩個概念之間的關係。

在對方程的意義有了明確的認識之後應循序漸進地教學等式的性質和用等式的性質解方程,在列方程解決實際問題的過程中,找到問題中數量之間的相等關係是列方程解決實際問題的關鍵。列方程解決問題與列算式解決問題相比,在思維方式上是乙個飛躍。應引導學生積極參與解決問題的活動,教學時具體分這樣幾步:

(1)明確條件和問題;(2)分析問題中已知量和未知量的相等關係;(3)把數量間的相等關係「翻譯」成未知數x和已知數之間相等關係的方程。這樣的過程就是建立數學模型的過程。

「數學教學不能滿足於單純的知識灌輸。而是使學生掌握數學最本質的東西,用數學思想和方法統串具體知識、具體問題的解法,循此培養和發展學生的數學能力」因此,我們要在教學中應該善於捕捉恰當的內容,善於尋找恰當的時機,選擇恰當的方式,及時訓練代數思維,讓學生在活動中有所感,有所悟。

五、加強與中學數學的銜接。

以前小學階段的解方程,其基本依據是加與減、乘與除之間的逆運算關係。中學學習解方程用的是代數的方法。在小學裡學習解方程也是利用等式的性質,這樣中學學習不再是另起爐灶。

小學裡解方程的教學,與中學數學教學的銜接,不僅僅表現為解方程方法的一致,更有價值的是:思考問題的方法趨向一致。根據四則運算的互逆關係解方程,屬於算術領域的思考方法;用等式性質解方程,屬於代數領域的解方程。

兩者有聯絡,但後者是前者的發展與提高。這樣,在解方程的教學中,學生將逐步接受並運用代數的方法思考、解決問題,使思維水平得到提高。

如何幫助學生經歷從算術思維向代數思維過渡詳解

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