《小学数学教材中的大道理》(三):更远更深看字母代表数

今天阅读课题3《文字代表数的运用要分类,不可一锅煮》。每个版本教材都有用字母代表数这一课。自己也教过两遍,跟着教材走,照本宣科,却从未深究这一课背后的教学逻辑是什么。通过阅读让我从更远的眼光,更深入的视角来看待教材中的用字母代表数这一课。(这里文字既是中文汉字也指外文字母)


还是以问题为导向,在问题中沉浸思考,在问题中阅读学习。

1.文字代表数的作用,教材中怎么就一锅煮了?为什么要进行分类?

翻阅苏教版教材,2005 年12月第2版教材出现的三个例题分别是用含有字母的式子表示简单的数量,数量关系和计算公式。看似这部分例题的编排分成,这三类是有逻辑的。但是显然,仅仅是字面的逻辑分类,其背后字母表示数量泛指的数,字母表示数量关系特指的数,字母表示计算公式又回到泛指的数。随后课时安排上是化解含有字母的式子。总而言之这部分的内容细碎繁琐,字母表示数教材编排例题分类数学逻辑性不够,一会特指一会泛指。所以要进行更有数学逻辑的分类。

2.文字代表数如何进行分类?

张奠宙教授建议,从数学角度按照从泛指到特指的顺序,将字母表示分为四类。最终指向特定未知数,为后面生长出方程的相关概念做铺垫。这里问题3会继续深入讨论。

第一类:字母指代任意数

例如相关运算律和运算性质的字母表示。如加法交换律:a+b=b+a。两个加数交换顺序和不变,用字母表示简洁明了。

第二类:字母指代一类数

例如一些周长面积体积公式。如用a表示长方形的长,b表示长方形的宽。那么(a+b)×2表示长方形周长。ab表示长方形面积。

第三类:字母表示变量

例如一个等边三角形至少需要三根等长小棒围成。那么两个三角形至少需要几根呢?三个三角形呢?4个?5个?…n个呢?3n根小棒。再例如数青蛙,n只青蛙n张嘴,2n只眼睛,4n条腿。

第四类:字母表示特定未知数

例如承接第三类数青蛙,改编一下。已知n只青蛙有16条腿,那么到底有几只青蛙呢?

最后说明,常识性的字母表示单位,特指的人和实物,这里不作为课堂上字母表示数教学内容。例如长度单位cm,dm,m等等,大写字母CCTV表示中国中央电视台等等。

3.文字代表数背后的数学本质是什么?

张教授引用数学名家与惠特尼的谈话,“字母代表数”,“代表”并非本质,本质是“不知道字母是多少,却可以参与运算。这就是数学!”代数在某些方面优于算术,不就是代数思维的降维打击吗?例如趣题丢翻图的墓碑之谜,一方面是那些少数天才才会的算术方法,另一方面是大部分人都会的方程解法,将未知数直接参与运算。

4.文字代表数培养孩子哪种数学素养?

字母代表数,培养孩子哪种数学素养呢?我的头脑中第一反应就是代数思维。孙老师提及“符号意识”这一关键能力。巩教授同意“方程思想来统领文字表示数。”综上所述,字母表示数对于学生数学素养的培养重要性不容忽视。我们可以从核心素养关键能力“符号意识”来看,也可以从第二学段培养学生推理,抽象的开始来看。也可以从未来“方程思想”角度来思考,更长远一些初中的“代数思维”角度看待。

金句赏析

我们不知道字母X是多少,却可以参与运算的了。这就是数学!——拓朴学家哈斯勒惠特尼

“生物学上有如下的复演论:个体发展过程是群体发展过程的重现。”——任敏龙

拓展学习

看完这一部分总觉得意犹未尽,将文中提及以及注释中的参考文献一同收集来阅读。

文献:

陈琼翁凯庆《试论数学学习中的理解学习》

俞正强《我们教对了吗?小学数学字母表示数例谈》

书籍

史宁中《基本概念与运算法则——小学数学教学中的核心问题》

CS MS数学研究小组《孩子们的数学理解,(11~16岁)》

1427字2022.7.22

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