弥补教材缺陷 实现教学“有序”

2013-12-29 00:00:00肖鉴铿
教学月刊·小学数学 2013年11期

古希腊著名哲学家亚里士多德指出:“有序和对称是美的重要因素,而这两点都能在数学中找到。”

“有序”是什么?有序就是考虑问题、处理事情时,必须遵循一定的顺序。遵循这种顺序,能使思维有条不紊,操作井然有序,也便于找到解决问题的规律。

在数学中最讲究有序。例如,当学生学习数数(shǔshù)时,要数完100以内的所有非零自然数,总是以1开始,按照1、2、3、4、5……的顺序,从小到大地往下数,直到100。而不会“5、8、3、9、4……”地乱数。

再如,在线段A1A6上,设置了A2、A3、A4、A5四个内点,要求你数一数,共有多少条线段?

A2 A3 A4 A5

A1 A6

这时,可以用下列两种办法:

(1)先数以A1为左端点的线段,有A1A2、A1A3、A1A4、A1A5、A1A6共计5条;再数以A2为左端点的线段,有A2A3、A2A4、A2A5、A2A6共计4条;接下来,以A3为左端点的线段共计3条;以A4为左端点的线段共计2条;而以A5为左端点的线段只有A5A6这1条。所以总共有线段5+4+3+2+1=15(条)。

(2)把A1A2、A2A3、A3A4、A4A5、A5A6这些以相邻两点为端点的线段称为“基本线段”,这些基本线段共有5条;再数由相邻两条基本线段组成的“二阶线段”,共有4条;由相邻三条基本线段组成的“三阶线段”共计3条;由相邻四条基本线段组成的“四阶线段”共计2条;而由相邻五条基本线段组成的“五阶线段”只有A1A6这1条。于是线段的总条数仍是5+4+3+2+1=15(条)。

在学习了“三角形任意两边之和必大于第三边”的性质后,如果教师给出了如下题目:“用长度分别为2、3、4、5、6、7厘米的小棒,一共能摆成多少个不同形状的三角形?”这也难不倒学会了有序思考的学生,他们会按照由小到大的顺序来试摆。

(1)“2”打头的:(2、3、4)2、3、5,2、3、6,2、3、7,(2、4、5)2、4、6,2、4、7,(2、5、6)2、5、7,(2、6、7)

其中,括号内的表示能摆成三角形的三根小棒长度的厘米数,而下面添了横线的则表示不能摆成三角形的三根小棒长度的厘米数。

(2)“3”打头的:(3、4、5)(3、4、6)3、4、7,(3、5、6)(3、5、7)(3、6、7)

(3)“4”打头的:(4、5、6)(4、5、7)(4、6、7)

(4)“5”打头的:(5、6、7)

故能摆成13种不同形状的三角形。

这一结果的正确性易用组合知识验证:

从6个不同元素中每次选出3个的组合数为,扣除7种不合条件的,则符合条件的恰为13种。

试想,面对这样的题目,如果学生没有学会有序思考,而只是零敲碎打地去尝试,要算出正确答案会有多么困难!因为无序的试验极易出现遗漏和重复。遗漏是“失真”,重复属“采伪”,这两种都是学生易犯的错误。

再后来,要学习“多项式”,多项式的各项排列也是有序的,通常是从高次项排起,一直排到不含字母的常数项,称之为“降幂排列”。到高中学习“数列”时,更是明文规定:“按一定顺序排列的一列数称为数列”。到大学学习“级数”时仍讲究有序。

事实上,在生活中,有序无处不在:农业栽培的环节有序,工业生产的流程有序,音乐的结构有序,舞蹈的编排有序,建筑群的安排错落有致也是一种序,……因此,在数学中学好了“有序”,就能一通百能,受用无穷。

下面笔者选取人教版义务教育课程标准实验教科书《数学》三年级上册第113页“数学广角”中的例2进行研讨,先看看这段教材在有序性上存在哪些问题,再探究如何处理教材做好“有序”教育。

这是一道渗透“排列”知识的题目,只可惜在解答中学生存在着诸多顺序混乱的毛病。

第一,题中所给的三个数字是无序的,“7、3、9”既不是从小到大,也不是从大到小,欠妥当。

第二,即使是按原题给出的“7、3、9”来排三位数,那么在百位数字的选取时,也应按“7、3、9”的顺序,然而在教科书的“树图”中,却又是按“9、7、3”来排的,不合适。

第三,倘若百位上的数字是按“9、7、3”来排的,则十位上的数字也应照此办理。但在教科书的“树图”中却又没有完全理顺:前两个位数的十位上数字依次为“7、3”,中间两个三位数的十位上数字依次为“9、3”但最后两个三位数的十位上数字依次为“7、9”,对于“9、7、3”来说,构成了一个“反序”。

第四,在教科书左上方的黑板上,已填的表格为:

由此看来,三个数字的顺序又变成了“9、3、7”。这还不算,若按“9、3、7”的顺序,第三个三位数的百位上数字就应该是“3”,而表格中的第三个三位数的百位上数字却填的是“7”。

第五,在教科书左下方的黑板上,那位小男生所填的第一个数是 :

其三个数字的顺序又独树一帜,与众不同。

总之,教科书上的排法五花八门、凌乱无序。这或许是编者出于对“有序”教育的忽视而产生的无心之举;抑或是编者出于排列问题解答时的多种途径,为突出“条条道路通罗马”而有意为之。但无论是无心也好,有意也罢,这样做就坐失了进行“有序”教育之良机。有序才能呈现数学美,有序才能发现规律。有序不仅有着明显的美学意义,也有着深刻的方法论的意义。

其实,尽管解答排列题的具体方法多种多样,但教师教给学生的应是最基本的路子,以免喧宾夺主,让学生无所适从。对此,笔者建议这样来进行例2的教学:先把题中的“7、3、9”改成“3、7、9”,再按顺序来排百位上的数字和十位上的数字,并利用“树图”来完成所有三位数的排列(如下图)。

其中第一个数字为379,最末一个数字为973。第一个数中三个数位上的数字由小到大,最末一个数中三个数位上的数字由大到小,顺序正好完全相反。

总之,一线小学教师应不断提高自身素质,用创造性的教学弥补教材的缺陷,扎扎实实把好基础教育这一关,把学生教育得更聪明,也圆自己的育才报国之梦。