小莉正读七年级,她的数学成绩让妈妈烦恼且困惑。在小学时候,数学是小莉的强项,每次考试差不多都是满分,可一上初中,就象变了个人似的,数学成绩直线下滑,单元测验分数第一学期还有80多分,第二学期就直接掉到了60多。
孩子学习态度很端正,也很勤奋,无不良习惯,这成绩下滑得莫名其妙,孩子自己也说不清楚原因,家长也急得不得了。
为了帮助小莉找到问题的症结,我对孩子进行了一些测试,发现孩子的主要问题是其数学思维还停留在小学阶段的算术思维,而没有转换到初中数学所需要的代数思维。
1 算术思维与代数思维
可能还有不少家长不明白算术思维与代数思维的区别。记得在上世纪,小学的数学教材名称就是《算术》,而初中数学的教材名称为《代数》,后来都统一称为数学。
在我国古代的数学研究中,算术和代数是不分家的。我国著名的数学著作《九章算术》和《周髀算经》既包含算术的内容,也涵盖了早期代数研究的一些成果。
通俗地说,算术就是研究数的性质与运算,主要是四则运算的应用。而代数,则是用字母或符号代替数字,研究数量之间的普遍关系,总结系统性地解决问题的方法,其核心部分是方程表达与方程思维。
2 两种思维的具体表现
碰巧的是,我在辅导个六年级孩子数学时,就遇到过一个典型案例。当时我给了孩子一道数学题:
沿圆柱的底面直径把它剖开,剖面的面积是60平方厘米,原来圆柱的侧面积是多少平方厘米?
不一会,孩子兴奋地告诉我:“我算出来了!”,我问她是怎么算的,她告诉我:是用特殊数字来算的,把圆柱的高看成是10,底面周长就是6,这样可以算出结果。
单从这道题计算结果来说,孩子的答案是正确的。但孩子的解题过程暴露了她“顽固”的算术思维:她只会用具体的数字和数字间的运算来解决问题,而不是运用底面周长与高、侧面积之间的固定关系(各种计算公式)来思考问题。这种思维习惯如果不能顺利转换,上初中后数学可能会遇到更多的困难。
而用代数思维来解这道题,其过程应该是这样的:
2rh=60 ,r=30/h,
S侧=2лrh=2лh×30/h
得到结果:60л=188.4(平方厘米)
在解题过程中,有一个很关键的问题,高(h)虽然不知道是多少,但运用公式来解决问题时,它并不需要知道,它只需要以一个字母(代数形式)出现在运算过程中即可!这就是代数思维!
而有些孩子,在观察题目后,发现底面半径也不知道,高也不知道,就不知如何是好,只能用特殊数字来替换计算,这就是缺乏代数思维的表现。
3 如何培养代数思维
我们刚才讲过,代数思维的核心是方程,是不是孩子等到学方程时,才开始形成代数思维呢?
其实在算术教学过程中,也可以培养孩子的代数思维。我们来举一个例子。
在教低年级孩子数学时,我们最初会教孩子6+9=15,然后会有这样的算式要求孩子计算:
6+=15,这括号中的数字填什么呢?
有的孩子会这样计算,6+1等于7,加2等8,一直加到9才等于15,这就是最初的算术思维。
有的家长或者老师会教孩子,用15-6,就可以得到9,因为减法是加法的逆运算呀,孩子也就这么计算了,但孩子并不明白逆运算的含义,只是这么记着,这么去运算。还是没有从思维上去真正理解。
其实我们观察一下题目,那个括号是还可以画成一个方框,一个圆圈,也可以写成6+X=15,其数学含义是一样的。也就是说,我们在教孩子最简单算术时,其实也是在解方程,只不过我们没有用方程的思想去教孩子。
而解这个方程,是要根据等式的性质,在等号两边同时减去6,得到X=9,这也就是刚才家长教的,用15减去6呀,就这么计算!可没讲清楚为什么是要减去6。
可能又有家长会说了,我讲逆运算,你说没有用代数思维,孩子只是记住,不明白内涵,那你讲等式性质,孩子就明白了吗?
我有方法让孩子明白什么叫等式的性质,我会这么和孩子讲:
我们把这个式子看成是一个天平,左边是一个6克的砝码,和一个不知道质量的砝码,右边是一个15克的砝码;
因为是想知道那个未知砝码的质量,所以需要把左边的6克砝码拿掉;
要想天平仍然保持平衡,右边也要拿掉相同质量的砝码,也得拿走6克,于是右边只余下9克了;
因为天平仍然是平衡的,所以左边那个不知道质量的砝码和右边的一个多,也是9克。这样是不是更生动,更有趣,孩子也更能明白运算的真正含义呢?
而这种辅导方法的核心是,那个不知道质量的砝码一直是作为未知数存在的,直到最后才得出它的解,这就是代数思维。
4 判断孩子代数思维程度
看了上述分析,有的家长可能会问:怎么判断孩子是不是具有代数思维呢?对于六年级的孩子来说,如果仍然没有形成代数思维,应该怎么办?
判断六年级孩子的代数思维达到什么程度,我给大家推荐一个很直观的方法:
六年级数学下册有一章内容是圆柱体和圆椎体的表面积及体积,如果孩子在解这类题时,通篇都是数字的运算,看不到几个字母,而且把л的值在第一步就换成3.14进行计算,那么孩子的代数思维,就还需要提升。
家长或老师可以引导孩子,一切按公式表述来计算,写出解题所需要的公式,然后把已知量代入公式中,把公式中的未知量当方程来解,一步步得出最后结果,至于л,就当一个常数,计算到最后一步时,再代入3.14,这样可以减少许多计算量。
如果孩子能在六年级养成这样的解题习惯,那么代数思维就会提升,到初中时也就能适应代数相关知识的学习了,不会出现成绩陡降的情况。
本人一直致力于孩子学习方法和思维训练方法的研究,希望更多的家长能提供孩子的学习案例,我们一起分析,寻找更能帮助孩子的学习方法,如果 对孩子的学习有疑问或难题,也可以在我的主页发起咨询,我将在第一时间为您解答。