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华应龙教育:数学随笔十周年纪念版

时间:2023-08-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:著名的苏格拉底方法为很多教师所熟悉。下面的对话引自柏拉图的《美诺》,是苏格拉底方法的范例,是精心制作的一节课。让人非常兴奋的是,在我校“‘课堂上,我们的退与进’专题研究月汇报课”上,施银燕老师的“中括号”一课完全是苏格拉底方法的现代演绎。德国数学家莱布尼茨认为:“×”号像拉丁字母“X”,故赞成用“ ·”号。苏格拉底就常这样以自己的“无知”唤醒学生的“已知”。“中括号”已经呼之欲出了。

华应龙教育:数学随笔十周年纪念版

著名的苏格拉底方法为很多教师所熟悉。下面的对话引自柏拉图的《美诺》,是苏格拉底方法的范例,是精心制作的一节课。

苏格拉底:请告诉我这是否是正方形?你能否理解?

奴隶:是。

苏格拉底:我们是否可以在这里加上一个相等的正方形?

奴隶:是。

苏格拉底:有了两个是否还可以加上第三个?

奴隶:是。

苏格拉底:最后在这个角上是否还可以再添上一个?

奴隶:是。

苏格拉底:这里是否共有四个正方形?

奴隶:是。

苏格拉底:现在整个图形是原来图形的多少倍?

奴隶:4 倍。

苏格拉底:但你是否记得,它应该是某个图形的2 倍?

奴隶:当然记得。

苏格拉底:从顶点到顶点联结这样一条直线,是否就将正方形分成两个相等部分?

……

苏格拉底:(问奴隶的主人美诺)亲爱的美诺,你是怎样想的,他是否表达了任何不是他自己的意见?

美诺:没有,全部是他自己的想法。

这正是苏格拉底所自称的,讲师只是助产士,他把我们自己的思想表达出来,而不是表达他自己的思想。让人非常兴奋的是,在我校“‘课堂上,我们的退与进’专题研究月汇报课”上,施银燕老师的“括号”一课完全是苏格拉底方法的现代演绎。

一句话就可以解决的“中括号”,有什么好讲的呢?正因其平常才更显神奇!

一、“前参”交流

师:首先,有请今天的精彩两分钟!

生:同学们,我们都知道,平时我们用的数字叫“阿拉伯数字”,是古代印度人发明的,后来传到阿拉伯,又从阿拉伯传到欧洲,欧洲人误以为是阿拉伯人发明的,就把它们叫作“阿拉伯数字”。

数学符号的发明和使用比数字晚,但是数量多得多。现在常用的有200多个,小学课本里就有十来个。它们都有一段有趣的经历,今天我给大家简单地介绍一下几个运算符号的来历。

加号曾经有好几种,现在通用“+ ”号。

“+ ”号是由拉丁文“et”(“和”的意思)演变而来的。16 世纪,意大利科学家塔塔里亚用意大利文“più”(加的意思)的第一个字母表示加,草为“μ”最后都变成了“+ ”号。

“- ”号是从拉丁文“minus”(“减”的意思)演变来的,简写m,再省略掉字母,就成了“- ”了。

也有人说,卖酒的商人用“-”表示酒桶里的酒卖了多少。以后,当把新酒灌入大桶的时候,就在“- ”上加一竖,意思是把原线条勾销,这样就成了个“+ ”号。

乘号曾经用过十几种,现在通用两种。一个是“×”,最早是英国数学家奥屈特在1631年提出的;一个是“ ·”,是英国数学家赫锐奥特首创的。德国数学家莱布尼茨认为:“×”号像拉丁字母“X”,故赞成用“ ·”号。到了18 世纪,美国数学家欧德莱确定,把“×”作为乘号。他认为“×”是“+ ”斜起来写,是另一种表示增加的符号。我就简要介绍到这儿,谢谢大家!

师:感谢这位同学带来的精彩!没想到,这么简单的数学符号,还都有一段不简单的身世!

很显然,这次的课前“精彩两分钟”是教者精心策划的。题材的选择和加工彰显了老师的良苦用心:“没想到,这么简单的数学符号,还都有一段不简单的身世!”学生画龙老师点睛,师生合作其乐融融。既是精彩两分钟的总结,又是其后教学的铺垫。

二、活动探究

1.游戏,感受中括号产生的必要

师:下面,我们就用这些数学符号,来做一个小游戏,好吗?请添上适当的数学符号,使下列等式成立。

18236=18

生1:18 除以2,再除以3,然后乘6。

生2:18×2÷3+6=18

生3:18×2-3×6=18

生:(齐) Yes!

师:(故意地)咦,我怎么算不到18 呢?18 乘2 等于36,36 减3 得33,33 乘6,不等于18 呀?

生1:不对,应该先算18 乘2 和3 乘6,18 乘2 得36,3 乘6 得18,36 减18 就是18。

生2:加减乘除在一起,应该是先乘除,后加减。

师:原来如此!先乘除后加减是四则混合运算的一个法则。既然是法则,人人都要遵守,包括施老师。

苏格拉底就常这样以自己的“无知”唤醒学生的“已知”。

师:那么,什么时候可以像排队一样,从前往后依次计算呢?

生:如果算式中只有加号和减号,那么谁在前就先算谁;如果只有乘号和除号,也是谁在前就先算谁。

师:是啊,同一个级别的,都是平等的,那就排着队来。

生:我还有两种方法:18÷2+3+6,18÷(2×3÷6)。

(师生鼓掌。)

师:还是这四个数,18,2,3,6,能让得数等于33 吗?

生1:18 除以2 等于9,9 乘3 等于27,27+6 等于33。

生2:我可以用刚才的第三个式子变一变:18×2-3 的外面加上个括号,然后再……(很不好意思地)我看错了。

生3:18×2+3-6=33。

师:(出示:18÷2×3+ 6=33)如果我把得数变成81,那么这个等式肯定是错误的,你有什么办法让这个等式成立吗?

(片刻之后——)

生:在3+ 6 的外面加上括号,就行了。

师:(指小括号)这是什么?有什么功能?添上括号,怎么算到81 的?

生:18 除以2 得9,3 加6 得9,九九八十一。

师:是的,小括号是一个很特殊的数学符号,它可以改变运算顺序,它里面的必须先算。

“添上括号,怎么算到81 的?”自然而然的苏格拉底式的发问,是复习,更是一种解决问题策略的引领:“是的,小括号是一个很特殊的数学符号,它可以改变运算顺序,它里面的必须先算。”我尝试过,如果没有这样的一问,当有学生创造出“中括号”一类的符号后,相当一部分学生会不明就里;明白的学生,表述也大多磕磕绊绊。

师:(屏幕上的得数变成1)你能让这个算式的得数等于1 吗?

生1:18 除以2,再减去3 加6 的和。

生2:你这么说是不对的,如果是减的话,那就等于0 了。应该是1 8 除2,再除3 加6 的和。

生3:我想给你纠正一下,读“除以”而不是“除”。

(生点头称是。)

师:这么变,倒是等于1 了。但是,我们再看看要求:添上适当的数学符号,使等式成立。

师:是啊,不许改变,只许添加。

学生回答中的问题,老师指出得多么艺术!不是某个人的意志,而是题目的要求。规则意识就该这样一点点构建起来。这么一“逼”,好多学生一筹莫展。“行到水穷处,坐看云起时。”“中括号”已经呼之欲出了。

生1:18 除以2 乘3 加6 的积,后面再加一个括号。

师:把你的想法写下来,好吗?

[生1 在黑板上写下了:18÷(2×(3+ 6))]

多好的创造!学生“再创造”出来了。如果教师不退出来呢?如果知道“中括号”通常写法的学生抢了这个先呢?此乃天成,真是“文章本天成,妙手偶得之”。

生2:我觉得你写的不对!应该是:18÷[2×(3+6)](www.xing528.com)

(边说边来到黑板前修改)

师:(指着“[ ]”问)这是什么符号?你为什么不像刚才那位同学那样,继续用“( )”,非要用这么一个新的符号?

生1:这是中括号,因为小括号外面还要加一个括号,就要用中括号了,如果再用小括号,就把原来的两个数给分开了。

生2:我认为不可以用小括号。因为,中括号的作用就是:首先要先算小括号里面的,再把中括号的数加、减、乘、除小括号里的,再用中括号外面的数加、减、乘、除它。

生3:小括号外面就得用中括号,中括号外面就要用大括号了。

师:同学们知道的知识还真不少!一开始,第一个同学在2×(3 +6)的外面又添加了一个小括号,他的想法是完全正确的。但是,好多同学都给他提意见了,大家认为,小括号外面如果还要加一个括号的话,为了和“( )”区别开来,得换一种形式了。这样就产生了“[ ]”——中括号。就像衬衣外面就不再穿衬衣了,得穿外套。这样可以表示得更有层次,更清楚。“[ ]”是代数的创始人——数学家魏治德首先发明并使用的。

咀嚼回味“(指着‘[ ]’问)这是什么符号?你为什么不像刚才那位同学那样,继续用‘( )’,非要用这么一个新的符号”,活脱脱苏格拉底弟子的形象浮现眼前。

学生1 二合一的右括号,不正好说明了( )外加( )有道理,但读、写时却容易出错,容易引起各种误会。老师肯定他完全正确,应该!“衬衣”和“外套”的比方,新颖、有趣、贴切!教师进得好,好在时机;进得妙,妙在富于艺术性。

2.讨论比较,掌握四则混合运算的顺序

师:这个又有( ),又有[ ]的算式,( )里的要先算,[ ]里的也要先算,到底按照什么顺序计算呢?

生:先算小括号里面的,再算中括号里面的。

师:是的,别看小括号“小”,但因为它在里边,就数它最厉害了,最先算的还是( )里的,然后才是[ ]里的。说说,怎么算到1 的?

生:先算小括号里的3+6 得9,再算中括号里的2×9 得18,最后18÷18 就等于1。

师:刚才我们认识了[ ],知道了含有[ ]的算式的运算顺序。说说下面三题的运算顺序,再算出得数。

9 0 ÷ 1 0+5 × 2

90÷ (10+5) ×2

90÷[(10+5)×2]

师:(算第3 题的时候,有几个反应快的学生举起了手,生A 第三次自己站起来抢着发言,师示意其坐下)稍等一下,可以把机会让一让吗?你看,同学们都在举手呢!你也不是小括号,对吧?

“你看,同学们都在举手呢!你也不是小括号,对吧?”真是神来之笔!在当下的课堂上,常常可以看到少数“资优生”尽显风流。怎么办?不“进”,不该;“进”得不好,首先是必定打消“资优生”的积极性,再如果课上有如此能量的学生与老师对着干,那可不是闹着玩的。“你也不是小括号,对吧?”智慧的话语,醍醐灌顶!

(算完之后)

师:比较一下,这三道题有什么相同的地方,又有什么不同的地方?你有什么想法?

生1:相同的地方,就是三道算式的数都一样。不同的地方是第一个算式没有括号,第二个算式有小括号,第三个算式既有小括号又有中括号。

生2:相同的地方还有都用了除、加、乘。

生3:三道题的得数也不一样。我还发现,括号越多,得数越小。

师:数都一样,运算符号也都一样,唯一的区别就是括号的不同。括号不同,实质就是什么不同?

生:(齐)运算顺序不同。

师:运算顺序不同,得数也完全不一样。看来运算顺序非常重要。刚才那位同学发现括号越多,得数就越小。挺有意思的一个想法,到底是不是这样呢?同学们可以课后去研究。

“千金难买回头看”。“比较一下,这三道题有什么相同的地方,又有什么不同的地方?你有什么想法?”老师引导学生做“聪明的解题者”。对于学生的发现,老师“进”了又“退”:“刚才那位同学发现括号越多,得数就越小。挺有意思的一个想法,到底是不是这样呢?同学们可以课后去研究。”尊重了学生的创见,留有研究的空间。

3.动笔计算,学会有理有据地表达

师:刚才的几道题尽管步骤不少,但数据很简单,所以我们可以直接算出得数。但是,更多的时候,我们可没那么幸运。如果数据比较复杂,要有条理、有根据地把计算的过程表达出来,我们通常用什么形式?

生:脱式计算。

师:好的,看这道题360÷[(12+6)×5],脱式计算,在课堂本上试着完成。

(师巡视,两分钟后,指名展示)

=4

生:(小声地)错了!怎么这样啊!第一步360 到哪儿去了?

师:我觉得你的想法好像没错,我能明白你每一步要做什么,同学们明白吗?同学来评价。

生2:我知道,他是想先算小括号里的12+6=18,再算中括号里的18×5 得90,最后用360÷90 就得4 了。

师:是呀,顺序没错,计算也很细心,只是表达起来有点小问题!谁能帮帮他?

生3:脱式计算应该是这么做的:没有计算的都要抄下来,先算的不要抄,把得数写下来就行了。

生4:我想问问你:“=”是什么符号?

生1:(疑惑不解地)等号!

生4:对了,等号表示的是相等!你这么做,一会儿等于18,一会儿等于90,一会儿又等于4,就不相等了。

师:就是这个道理!为了保证每一步都相等,先算的我们就写出得数,没算的就要原封不动地抄下来。

(生1 在黑板上写出了正确的过程。师注意到生1 写得特别工整,等号都用直尺画。)

师:对了吗?生1 真会学习!另外,我特别喜欢他画的等号!一位数学家认为,用两条平行且完全相等的线段来表示相等,是最恰当不过的了。他写的完全是数学家心目中的等号!

(全班学生给予生1 热烈的掌声。)

对于学生1 显然的错误,老师竟然“我觉得你的想法好像没错”,看到了学生思维成果的合情成分、正确成分,难能可贵!当然,这种错误产生的原因是学生只知道“=”是为了得出结果,而忽视了“=”最根本的含义:表示相等。“我觉得你的想法好像没错”,不是老师“进”来简单地告诉,而是给学生们一个思考和表达的时空。正因为老师的尊重,所以学生1 修改得特别工整,等号都用直尺画。又因为学生1 等号都用直尺画,才给我们带来了老师充满智慧的评语,“他写的完全是数学家心目中的等号!”“他写的完全是数学家心目中的等号!”这样的话语,不说不是错,说了更精彩!当然这样的话语,只有具备相当数学教学功力的人才能看到和说出。这是不可能事先预设的,只能是在事到临头的生成状态下考量教师的专业功底。游刃有余地解牛的庖丁,依附的是对牛的透析、精准的把握。我明白了为什么有的人模仿苏格拉底的方法只能“形似”不能“神似”的原因。

生5:(实物投影展示:360÷[(12+6)×5]=360÷(18×5)=360÷90=4)我第一步把( )里的算完之后,就把[ ]改写成( )了。我有一个问题想问问大家:这里18×5 的外面到底应该是保留[ ]还是改成( )?

生6:我认为[ ]里已经没有( )了,就应该把[ ]改成( )。

生7:我认为应该保留[ ],因为( )里已经算完了,您刚才还说,没算的要照抄,[ ]也应该抄下来。

生8:我不同意!( )外面才加[ ]呢。我认为( )里的算完以后,( )都没了,[ ]当然得改成( )。

师:多少个同学同意改成( )?(绝大多数同学举起了手)你们的意见是( )都没了,单独的[ ]看上去很不舒服,就像没穿衬衣就穿外套一样?(学生点头认可)还有一些同学坚持保留[ ]?(三四个同学举手)大家的意见不一致。这样,我们一起请教身边的老师——打开数学书,翻到74 页。看看书上是怎么写的?

生:(或兴奋或沮丧地)保留中括号!

师:其实,两种做法都完全正确!不过,我个人更喜欢保留中括号的那种。理由恰恰是因为这个看上去不太舒服的[ ],能够表达更多的信息:看到这个[ ],我就知道,它的上一步刚刚完成了( )的运算,我还知道,下一步就要算[ ]里的了。而且,这么写,不需要作任何的改变,所以也就不容易出错。我这么说,大家同意吗?

生:同意!

师:同意,我们就这么做!

老师的“退”是为了更有效地“进”。脱式的书写,老师不讲,放手给学生尝试,“进”来之后,也是充分尊重,没有生硬地“强加于人”,而是言之有理。记得在音乐里,4、7 两个音因为不够稳定与和谐,所以往往不会作为结束音。但是在乐曲进程中,由于4、7 两音的加入,反而能带来旋律的变化,使乐曲更丰富多样。从“不够舒服”走向“舒服”的脱式过程是否与其有异曲同工之妙?

4.去掉多余括号,进一步理解中括号的作用

师:淘气特别喜欢刚刚学习的中括号,他在自己列的所有的算式里都加上了小括号、中括号。请你好好观察,看看下列运算中,哪些括号是可以去掉不要的?

[(36+24)÷15] -18

24×[19- (2×6)]

320÷[5×(26-18)]

15×[4×(12+ 22)]

(学生小组讨论后,全班交流)

师:该出手时才出手,简洁是数学永远追求的目标。

课首,添加括号;课尾,去掉不必要的括号。中括号的作用在一加一减的对比练习中得到了很好的突出。给我的体验是:数学从某个角度说就是符号的乐园。

三、总结延伸

师:我再问大家一个问题:为什么要有[ ]?

生:因为( )外面还要先算的部分,就要加[ ]。

师:那么,有了[ ]以后,是不是所有的问题都解决了?

生:还要有大括号!

师:那么加了大括号之后呢?其实,无休止地加括号没有意义。我们一般用到{ }就够了。计算机要做的运算常常非常复杂,而用计算机编写程序计算的时候,只用一种( ),一层一层地往上套,是不是很有意思?有兴趣的同学课后可以去查找相关的资料。

由中括号自然地拓展到大括号,再意外地回复到小括号,真是课已终,而意无穷。我想有兴趣的同学一定不会少!

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