童卫华
[摘 要] 从单元整体出发设计出学习资源丰富,思路清晰的教学问题,有利于学生加深对知识、技能、方法的理解和掌握,有利于学生完善认知结构,提升解决问题的能力,有利于满足不同学生对数学学习的不同需求.
[关键词] 整体观念;复习课
“复习课难上!”这是许多教师发出的感叹. 怎样有效地进行复习,让学生轻松、愉悦地对知识进行整理,使之系统化、条理化,同时掌握解决某类问题的数学方法或思维方式,是老师们要经常思考的问题. 下面笔者就以浙教版七年级下册“二元一次方程组”单元复习为例,探讨单元复习课设计.
教学目标
1. 通过复习,进一步了解二元一次方程(组)的概念,理解二元一次方程解的不唯一性.
2. 能用合适的方法解二元一次方程组,体会转化思想.
3. 通过解决实际问题,培养学生独立思考与合作交流能力,提升学生的核心素养.
教学重点难点
1. 重点:运用合适的方法解二元一次方程组.
2. 难点:利用方程组解决实际问题.
教学过程设计
活动1:回故旧知
1. 下列方程中,是二元一次方程的是( )
A. 3x-2y=4z B. 6xy+9=0
C. +4y=6 D. 4x=
2. 下列各组方程是二元一次方程组的是( )
A. xy=2
x-2y=-2 B. x=2
x-2y=-2
C. x-y=2
x+y2=-2 D. xy=2
x-2y=-2
3.下列各组数据不是方程x+3y=9的解的是( )
A. x=3
y=2 B.x=5
y=
C. x=6
y=1 D. x=4
y=2
4. 二元一次方程組2x+y=5,
x-y=1 的解是( )
A. x=-1
y=2 B. x=1
y=-2
C. x=2
y=1 D. x=1
y=2
5. 关于x,y的方程组x+cxy=2,
xa+2-(b-4)
yb-3 =-2是二元一次方程组,则a-b+2c=______.
6. 用合适的方法解下列方程.
①x=2-3y,
3x+5y=2; ②3x-2y=7,
5x+2y=1.
设计说明 (1)通过6个小题系统地梳理本单元的基本概念:二元一次方程、二元一次方程组、二元一次方程的解、二元一次方程组的解,以及怎样解二元一次方程组,有利于学生从整体上把握本单元的基本内容、基本方法.
(2)通过学生的交流,力图使学生更清晰地认识二元一次方程解的特点:有无数多组. 一般的二元一次方程组的解只有一组,是通过消元法来解,体现了数学的转化思想,变二元为一元,化未知为已知. 具体的解法依赖于方程中系数的特点,以及方程的结构特点. 并为后续的学习做好铺垫,可以用类比的方法解决三元一次方程(组)的问题.
(3)习题5的设计目的,从形式上看是初中学生最“怕”的题目,“关于x,y的方程”,以及初二、初三“关于x的函数”等,怕的原因:学生虽然学习了用字母表示数,对字母的含义有所了解、体会,但真正接受字母,理解字母的意义还存在一定的偏差,不完善、不深刻. 初中学生(尤其是初一学生)的思维以具体形象思维为主,在方程(组)中表现为:具体的、数字系数的方程能理解、能计算,但在方程中包含了字母系数,或者多了一个参数时,往往就比较迷茫,处理起来就比较困难. 通过类比习题2,明确未知数的次数为1,一次项的系数不为零,这点在y的系数和次数上表现尤为明显. 一方面,让学生形成类比的学习思路;第二方面,通过解题对二元一次方程组的概念有更进一步的认识,达到概念的精致;第三方面,为今后的学习提供了解题经验.
活动2:方法提升
解方程组:5x+6y=12,
6x+5y=21.
师:观察方程的系数有什么特点?你打算用什么方法来解题?
生1:没有一个未知数的系数为1,或者-1,用代入消元法解不方便,
生2:未知数的系数也不成倍数关系,用加减消元法也不方便.
师:那该怎么办?
生3:未知数的系数有新的特点,x,y的系数好像对调了下.
很多同学比较茫然.
师:这位同学,你能说详细点吗?
生3:第一个方程的系数为5和6,第二个方程的系数为6和5,系数交换了位置.
生4:我把两个方程相加得到了11x+11y=33,然后两边同时除以11得到了x+y=3,然后和第一个方程组成一个新的方程组x+y=3,
5x+6y=12, 解这个方程组就比较方便.
师:很好,大家还有别的想法吗?
生5:我把两个方程相减得到了x-y=9,然后和第一个方程组成一个新的方程组x-y=9,
5x+6y=12,解这个方程组同样比较方便.
生6:我把刚才这两位同学的想法综合了一下,把原方程组中的两个方程相加和相减,得到了新方程组x+y=3,
x-y=9, 这个方程组的解一眼就能看出是x=6,
y=-3.
师:太精彩了,当初我们把两个方程相加(或相减)的目的是为了消去一个未知数,得到一个一元一次方程,从而解出这个方程组. 现在我们把这两个方程相加(或相减),得到x+y=3,x-y=9,我们把x+y,x-y看成一个整体,这种想法称为整体思想. 请大家按照这样的想法来完成以下练习:
1. 解方程组(2选1).
(1)x+y=3,
y+z=6,
z+x=9; (2)x+2y+z=12,
x+y+2z=18,
2x+y+z=24.
2. 已知二元一次方程组2x+3y=5,
x+4y=3, 则3x+7y=_____,2016-x+y=____.
设计说明 通过对一个对称方程组的解法的交流,从观察方程的系数特点出发,引起认知冲突,激发学习兴趣. 把两个方程相加(相减)的目的从消元化“简”,化二元为一元,从而可解方程,拓展提升为得到一个新的二元一次方程,而这个新方程的系数相对“简单”,用这个新的方程和原方程组中的方程组成方程组,或者把新得到的方程的左边看成一个整体,用整体代入的方法解决问题. 加减消元的目的是为了化“简”,化难为易,这个“易”可以是只有一个未知数,也可以是一个相对简单的等式,丰富学生的认知,拓宽了“加减消元”的内涵,提升学生的思维品质.
活动3:实际应用
有甲、乙、丙3种商品,某人购甲3件,乙7件,丙1件,共需24元;若购甲4件,乙10件,丙1件,共需33元,则此人购甲、乙、丙各1件,共需_____元.
学生顺利地将问题转化成了方程组3x+7y+z=24①,
4x+10y+z=33②, 则x+y+z=_____.
但在解方程组时遇到了问题,过了好一会儿才有学生回答,我好像有办法了.
生1:我是先消元,将方程转化成x+3y=9,通过解这个二元一次方程得到方程的一组解是x=6,
y=1, 再把这个解代回原方程,解得z=-1,从而得到x+y+z=6. 但是这个方程组中z=-1不符合实际.
师:很好,用特殊值法解题,的确不一定是问题的解,谁有办法完善一下解法呢?
生2:可以尝试几个数字试试.
師:那好,我们分别假设y=1,y=2,y=3……然后解方程,看看x+y+z=6是否仍然成立?
几分钟后教室里出现了兴奋的声音:“我做出来了!”“我也做出来了!”“x+y+z=6仍然成立. ”
师:太好了,我们通过假设y为一个确定的数时,通过解方程,虽然x,z的值发生了变化,但x+y+z的值始终不变,你们能说明这个“事实”的正确性吗?
生3:把x+3y=9中的3y移到方程的右边,得到x=9-3y③,然后把③代入方程①.
同学们听了提示后,赶紧计算起来,不久就有兴奋的声音传来:“我知道了.”
生4:方程的解为x=9-3y,
z=2y-3, 从而得到x+y+z=(9-3y)+y+(2y-3)=6.
师:同学们,你们真是太厉害了,通过消元法,成功地将三元一次方程组(不完整),转化为一个二元一次方程,然后通过假设y为一个确定的数时,猜测得到了x+y+z的值为定值,最后通过将y一般化,解出了方程组,说明了x+y+z为定值的正确性. 这题还有其他精彩的解法, 下面老师来介绍三种新的解法. 请同学仔细观察老师的解题步骤,猜猜看,老师是怎么解这个方程的.
方法一:3x+7y+z=24①,
4x+10y+z=33②, ②-①得x+3y=9③,把③代入①可得2(x+3y)+(x+y+z)=24④,解得x+y+z=6.
方法二:3x+7y+z=24①,
4x+10y+z=33②, 将方程组变形为2(x+3y)+(x+y+z)=24③,
3(x+3y)+(x+y+z)=33④, 解这个方程组得x+3y=9,
x+y+z=6, 即x+y+z=6.
方法三:3x+7y+z=24①,
4x+10y+z=33②,①×3-②×2得3(3x+7y+z)-2(4x+10y+z)=24×3-33×2,去括号,合并同类项得x+y+z=6.
设计说明 通过一个实际问题,而且是不定方程的实际问题,落实了方程组的实际应用,体现了数学的实际应用价值. 通过探索这个不定方程的解,使学生进一步明确方程组解的结构,解的探索方法. 从特殊值y=1,y=2,y=3…的尝试检验法,到一般解法(含待定字母)验证解的正确性,体现了从特殊到一般,从具体到抽象,帮助学生加深对方程组解的理解,符合学生的认知规律. 通过学生欣赏教师的方程组新解法,激发了学有余力的同学学习数学的兴趣,感受数学的结构美. 新的解题思路,蕴含着更深层次的数学思维,这将继续鼓舞着学有余力的同学认真学习数学.
教学反思
1. 整节课以题组的形式呈现了本单元的基本知识,没有单纯地讲概念. 在实际练习中巩固了知识点,把基本知识习题化,精选习题,不疏漏、不重复,系统地梳理了本单元的基本知识,基本方法. 题题有目的、题题有深意,有利于学生对学习内容的整体把握,形成自己的认知结构. 同时通过关于对“关于x,y的方程”的探讨,深刻理解了概念,同时也为后续的学习做好铺垫.
2. 注重了习题之间的内在逻辑联系,引发认知冲突,激发学习兴趣. 通过师生对话,引导学生积极探索怎样较方便地解方程组5x+6y=12,
6x+5y=21 的活动,促使学生的思维从单纯地利用“加减法消元化简”,提升到“加减法整体化简”. 丰富了学生的认识,促使学生加深对知识、技能、方法的理解和掌握,从而满足不同思维能力的学生的需求,完善学生的认知结构,并使其体会整体思想,提升了思维品质. 通过方程解法的探讨,引导学生学习从方程的系数特点、问题的结构特点出发,找到比较简洁的解法,培养学生灵活解题能力,并为今后学习整式乘法中的代数式求值、构造公式变形、因式分解中的整体思想做好了铺垫.
3. 采用“问题情境——建立模型——解释、应用”的模式展开活动3,向学生提供了现实、有趣、又富有挑战性的学习素材. 再一次经历了用尝试检验法解决问题,在质疑中尝试用字母y表示x和z,从而找到了方程组的通解,解答了问题. 在解题过程中,学生通过积极思维,掌握了获取知识的过程和方法,完善了认知结构,提升了解决问题的能力. 教师的新的解题方法更关注了学生个性特征与水平差异,满足了不同学生对数学学习的不同需求.