确立目标 经历过程 剖析本质
2017-06-28陈炎
【摘要】“去括号”是整式加减运算的基础,但从实际的教学效果来看,学生掌握的情况并不乐观.通过对“去括号”教学的目标定位,设计合适的教学方案,让学生充分经历“去括号”知识的形成过程,并剖析“去括号”知识“去”的实质与关键属性,力图完善教学环节,优化教学方法,促进学生对“去括号”的理解与运用.
【关键词】去括号;教学情境;形成过程;思考
1问题提出
两道易错题:(1)-(a-b)=-a-b,(2)-(a-b+c)=-a-b+c.以上算式学生在学习过程中,经常容易出现错误,问题的关键是对“去括号”的理解与应用.仔细分析出现问题的原因,是教师强调的不够、还是知识过于复杂,导致学生学生掌握的不好?实际上,学生在学习中所出现的问题,往往与教师的教学行为相关,因为学生知识的获得渠道主要来自于课堂.在教学过程中,教师若没有让学生充分经历知识的形成过程、理解“去括号”的实质及抓住“去括号”的关键属性,必然会导致学生问题的发生.
2基本认识
2.1确立目标
《义务教育数学课程标准》[1](2011年版)(以下简称《课标》(2011年版))指出:“理解整式的概念,掌握合并同类项和去括号的法则,能进行简单的整式加法和减法运算.”由此可见,《课标》(2011年版)对“去括号”有较明晰的要求.在教材体系中,“去括号”为沪科版《数学》(七年级上册)第2章“整式加减”的教学内容.本章是学生在学习了有理数后,体会数的范围由非负有理数扩充到有理数的必要性,进而给出有理数的概念,并经历有理数的运算过程,初步体验学习有理数是社会生产、生活的需要.在“整式加减”这一章中,学生感悟“用字母表示数”、“列代数式”及“整式加减”的问题背景,经历从具体的数字抽象到一般的字母,即从特殊到一般的数学思想方法,在认知上是一个较大的跨越.在之前的学习中,运算基本都是围绕着具体的数而展开的;在本章中,需要学生初步认识字母也可以参与运算,而“去括号”是解决“整式加减”问题的重要工具.如计算:(2xy+x2-y2)-(x2-y2-3xy),解题的核心是对“去括号”的认识与理解.
2.2去括号的情境引入
教学情境是指在课堂教学中,根据教学的内容,为落实教学目标所设定的,适合学习主体并作用于学习主体,产生一定情感反应,能够使其主动积极建构性学习的具有学习背景、景象和学习活动条件的学习环境.知识是人类从实践活动中得来的,是对实际事物及其运动和变化发展规律的反映.对于学生来说,“去括号”知识是抽象和陌生的,而知识本身是具有丰富生动的实际内容.这就要求学生不论学习什么知识,都要透过语言文字、符号图表把它们所代表的实际事物想清楚,以至想“活”起来,从而真正把两者统一起来.从教育心理学角度讲,这样的学习就是有意义的学习.通过创设适宜的情境,为学生的学习设置认知的停靠点,经历知识的形成与发展,有利于激发学生的学习兴趣,有利于学生主动学习,有利于提高课堂的教学效果.
情境:(1)小伟有a元零花钱,爷爷又给了他(b+c)元;小明有a元零花钱,上午爸爸给了他b元,下午妈妈又给了他c元,则小伟和小明的零花钱一样多吗?由此你可以得到一个什么样的等式?
(2)小伟有a元零花钱,買本子和笔共花去(b+c)元;小明有a元零花钱,买书花去b元,又买了一瓶水花去c元,此时小伟和小明的剩下的钱一样多吗?由此你可以得到一个什么样的等式?
预设:(1)a+(b+c)=a+b+c;(2)a-(b+c)=a-b-c.
在这一熟悉的情境下,学生很容易得出确定的答案并写出两个等式;而在问题的驱动下,学生渴望知道等式从左到右变形的依据与本质.在教师的主导下,与学生一起经历知识的形成与发展,“去括号”概念的呈现,水到渠成.
2.3去括号的法则与本质
《荀子·王制》:“本正教,正法则.”法则,指法度、规范、方法、办法.去括号的法则是:(1)如果括号前面是“+”号,去括号时括号内的各项都不改变符号.(2)如果括号前面是“-”号,去括号时括号内的各项都改变符号.如+(a-b+c)=a-b+c,-(a-b+c)=-a+b-c.原式+(a-b+c),括号前是正号,括号内有三项,去括号连同括号前的符号,根据法则括号内每一项的符号都不改变;原式-(a-b+c),括号前是负号,括号内有三项,去括号连同前面的符号,根据法则要改变括号内每一项的符号,把a改为-a、-b改为+b、+c改为-c.法则的依据,可利用学生在小学里学习的乘法分配律进行解释,理由如下:+(a-b+c)=+1·a+(+1)·(-b)+(+1)·c=a-b+c;-(a-b+c)=-1·a+(-1)·(-b)+(-1)·c=-a+b-c.
2.4去括号的再认识
建构主义认为:数学学习是学生在已有数学认知结构基础上的建构活动,教学时要着重分析学生已经知道了什么,并以此展开教学.回顾学生的学习历程,在初中阶段学生在学习“去括号”时,虽已经学习了“有理数”,但接触初中数学尚处于起步阶段,积累的数学知识也很有限,而仔细梳理教学内容与环节,其实我们可以找到“去括号”的“存在感”.
有理数的加法法则表述为:(1)同号两数相加,取与加数相同的符号,并把绝对值相加.(2)异号两数相加,绝对值相等时和为0;绝对值不相等时,取绝对值较大的加数的符号,并用较大的绝对值减去较小的绝对值.(3)一个数与0相加,仍得这个数.这一法则“指导”着有理数的运算,如(+4)+(+5)=+(4+5)=+9,(-4)+(-5)=-(4+5)=-9,(+5)+(-4)=+(5-4)=+1,(-5)+(+4)=-(5-4)=-1;把以上四个算式稍作变形,可得:+(4+5)=+4+5,-(4+5)=-4-5,+(5-4)=+5-4,-(5-4)=-5+4.换个角度看,所得的四个式子,其实表达的含义不就是“去括号”吗?正是“山重水复疑无路,柳暗花明又一村.”由此出发,教师稍作引申、拓展、拔高、提炼,“去括号”知识自然生成.
弄清“去括号”知识的来龙去脉,有助于真正理解法则,并能认同其合理性,但是对于-(a-b)=-a-b,初学者在学习时会经常犯这样的错误.教师为了纠正学生的错误也是反复讲、反复练,但学生暴露的问题和显现的错误并没有明显改变.为什么教师花较长的时间去强调法则,但是学生还是经常出错呢?剖析原因可能有很多,如学生进入初中学习时间较短,在漫长的小学学习里,数是没有符号的(非负有理数).而到了初中,数由绝对值和符号两部分组成,学生对“符号”认识自然不深,“符号感”感悟也不强.而笔者以为除此以外还有一个重要的原因,学生对“去括号”的理解出现偏失.因为“去括号”的目标指向的是“去掉括号”,学生片面理解为把括号去了就完成了变形,忽视了括号前面的符号也要去掉.所以-(a-b)=-a-b的错因并不是学生在去括号时忘记将-b改变符号,而是学生只将括号去掉了.虽a改变为-a是正确的,但这并不是学生变化操作的,a前的“-”号其实是去掉了括号后遗留下的括号外的符号.因此在教学“去括号”时,要着重向学生讲清“去括号不仅是去括号”,还应将括号前的符号去掉,并分清是“+”号还是“-”号,教师可呈现如右操作图示,帮助学生直观理解“去括号”法则.
去括号时应将括号前的符号连同括号一起去掉.要注意括号前面是“-”号时,去掉括号后,括号内的各项均要改变符号,不能只改变括号内第一项或前几项的符号,而不改变其余的符号.若括号前是数字因数时,可利用乘法分配律先将数与括号内的各项分别相乘再去括号,以免发生错误.如-2(a-b)=-(2a-2b)=-2a+2b;若出现若干个相同的去括号形式运算,可利用整体思想方法,将括号内的整式看作是一个整体先进行合并同类项,再进行去括号,可降低运算繁度.如-2(a+b)-3(a+b)+4(a+b)=(-2-3+4)(a+b)=-(a+b)=-a-b;遇到多层括号一般由里到外,逐层去括号;也可由外到里,数“-”号的个数.如-{-[-(a-b)}=-(a-b)=-a+b.而对于有些运算,虽然从形式上看,是将括号去了,但并不属于“去括号”.如对于(a+b)2的运算,利用幂的意义(a+b)2可以理解为(a+b)(a+b),然后将a+b看作一个整体,利用乘法分配律可得(a+b)a+(a+b)b,再利用乘法分配律得,a·a+ab+ab+b·b,最后综合利用幂的意义和乘法分配律得a2+2ab+b2.
3几点思考
3.1创设情境,经历知识形成过程
数学教育家弗赖登塔尔认为:“数学来源于现实,存在于现实,并且应用于现实,数学过程应该是帮助学生把现实问题转化为数学问题的过程.”数学与实际生活紧密相连,体现数学知识的广泛应用性.但是鉴于七年级学生的社会生活经验和经历还比较匮乏,难以将课本中的知识与社会生活要求联系起来,这就需要教师能根据学生的学情,努力创设符合学生认知水平的学习情境,促进他们积极主动的学习数学知识.基于这种理念,在教学中,需要在教师的主导下,努力创设情境,避免单一的开门见山,直截了当进行课题引入.创设情境的学习方式基于学生的“数学现实”,发展学生的“数学现实”,符合学生“从直观到严谨、從具体到抽象、从特殊到一般”等的认知规律,既便于建立新旧知识之间非人为的实质性的联系,又利于感受数学知识的形成过程、感受数学发现的拟真过程,经历“数学化”,学会“数学地思维”[2].因而教师在教学中也基本能形成共识,通过创设情境,让学生经历知识的形成过程.但情境要真实,符合学生的现阶段生活状况.如“去括号”教学中,学生零花钱的支配使用问题,学生感觉比较熟悉,能尽快在课堂教学的起始阶段,抓住学生的眼球,引起学生的注意力,促进学生积极主动地投入到知识的学习过程中,也必然能促进教学效果的提升.
3.2剖析本质,理解知识数学特征
数学本质是一个认识论问题,它涉及到了经验知识与理论知识的关系.数学家怀特海在《数学与善》中说:“数学的本质特征就是:在从模式化的个体作抽象的过程中对模式进行研究.”数学具有确定性,即数学知识有它确定性的特征.在数学的学习过程中,在宏观认识上,学生要具有“追根究底”的意识.“问渠哪得清如许,为有源头活水来.”学生意识的培养需要一个过程,需要教师能在教学活动的组织和开展过程中,不断渗透、不断引导.“去括号”法则,在课本中仅是两行黑体字,教师要对这一法则的理论来源进行探究,避免生硬,强迫学生记住结论.分析学生的已有知识储备,学生在小学里已学习了乘法分配律,到了初中后数系扩充到了有理数,在有理数范围内,运算律仍然可用.“去括号”的数学实质,其实就是利用乘法分配律进行的有理数(整式)运算.经历了这样一种过程,“去括号”的神秘感降低,学生的畏难情绪被弱化,对知识有了初步的认同感,为进一步对知识进行应用作了铺垫.
3.3抓住属性,提升知识应用能力
学以致用,学习数学的落脚点是对所学知识能开展应用.在微观上,学生需要掌握如何“去括号”.从字面来看,“去括号”是一种动宾结构,操作指向“去”,目标指向“括号”,但是学生如果只认识这样一种表象,而忽视“去括号”的属性,必然会出错.对“去括号”的操作要分三步走:一是要识别括号前是正号还是负号;二是将括号连同前面的符号去掉;三是考虑括号内的每一项符号是否改变.在整个操作过程中,“去括号”的关键属性是注意括号前的符号,不仅将括号去掉,更要将括号前的符号也去掉.在教学过程中,要强化这种操作要求,否则问题就会接踵而来.抓住属性,必然会提高解题的正确性,提升知识的应用能力.
参考文献
[1]义务教育数学课程标准(2011年版)[S].北京:北京师范大学出版社,2011.
[2]罗增儒.数学概念的教学(续)[J].中学数学教学参考,2016(4).
作者简介陈炎(1983—),男,安徽六安人,中学高级教师,主要从事初中数学教学、教法与解题策略研究工作,在《中学数学杂志》等期刊上发表文章数篇.