上周我们曾经讲过小学数学课程中应用题的解题方法变化,以及为什么不能简单的将认数字当做是数学启蒙(点击阅读:化解未来小学应用题的痛苦,从连续“数量”的数学认知开始)。
在上篇文章中我们提到,小学数学应用题,从5年级才开始学习未知数方程设x的解法,在这之前的应用题,大多则是用“线段图”的方法来解。当时配了几道题目和对应的解法,结果很多读者表示自己都看晕了。
这其实是因为这些年的数学教育,尤其是小学前几年打基础阶段的数学教育,出现了比较明显的教育方向的变化,而我们小时候往往没有接触过这些思路,所以很多家长在辅导的时候遇到了一些问题和焦虑。
不过这种问题也并不是很难解决。对于家长来说,如果了解了新教育思路背后的意义,就更清楚如何辅导小学阶段的功课,或者更早,如何在学前阶段进行数学启蒙。
我们今天还是从上周那道让很多同学有点晕的应用题开始:爸爸比小明大26岁,2年前爸爸的年龄是小明的3倍,问小明现在几岁?
现在小学的解题方法,是画这样一个线段图。

很多读者看完之后觉得看不懂,很晕,其实这种线段图并不难理解,我们上周说这其实是一个“数轴”的概念。更准确的来说,这种线段图,其实就是形象化的“四则运算”
基本上数学启蒙中的四则运算认知,就是类似于数苹果:
加法:2个苹果多1个就是3个;
减法:5个苹果少1个就是4个;
乘法:3堆苹果,每堆2个,就是6个;
除法:6个苹果平均分2堆,每堆3个。

这就是传统的加减乘除。用这种方法,理解起来线段图解应用题就很辛苦。
而线段图模式背后所蕴含的加减乘除,其实是将数看做数轴上的一段距离,或者一个点,而在这样的思路下,四则运算就变成了一种很形象的数轴变化:
从数轴变化的角度来看,什么是加法呢?

加法就是将数轴向右,也就是正无穷的方向移动。比如+1,就是移动1个距离,这样1就变成了2,π就变成了π+1,x就变成了x+1。

那减法就是对应的,向左移动。

所以
加减法,就是数轴的平移
。那乘法呢?

乘法我们就需要将数轴想象成一个弹簧,如果我们想×n,就相当于,保持0的位置不动,然后把数轴拉伸到原先的n倍长度。
除法也是个弹簧,只不过我们是把弹簧压缩,0的位置不变,÷n,就是把数轴压缩到原来的n分之一。
所以乘除法,就是数轴的伸缩。
那从这个角度,再看前面的线段图解题,会不会理解的更轻松一些呢?线段图所表达的,就是
把数轴向左挪动,然后再拉长的意思。
可能很多同学会有疑惑,为什么要用这样的画线段图、了解数轴变化的方式来学四则运算,做应用题,多累啊。列个x,分分钟解题不香么?

列x可能是最简单的解题方式,但为什么现在数学的教育非要小朋友很辛苦的画图呢?因为
这样的思路,可以让孩子更容易理解未来更复杂的数学概念。

我们来举个简单的例子:如何理解负负得正,也就是(-1)×(-1)=1。
正常来说,对于在课堂上学到负数的初中生来说,想理解为什么负负得正,也是件很困难的事情。大部分时候,只能依靠“这就是公理,没有为什么”来死记硬背。但实际上,利用我们今天文章讲述的方式,就能很简单的给孩子,哪怕只是小学生,来讲解什么叫做负负得正。
很多人可能认为“负数”的概念很抽象,孩子理解不了。其实在现代社会,负数一点都不抽象了。在古代的时候只认知到自然数、有理数,连0都是很晚才出现的数字。但对于现在社会长大的孩子来说,0都是在幼儿园就接触到的数学概念了。

负数也是,我们身边,都有很多负数的存在,最简单的例子,就在家里的温度计上。
所以小朋友很容易接受负数的存在。那前面我们提到了加减乘除四则运算,对应是怎样的数轴变化。

那乘以(-1)呢?
我们看看数轴上的数,一个数n乘以(-1),就变成了-n,1变成-1(挪了2格)、2变成-2(挪了4格)、3变成-3(挪了6格),而且正数在数轴上向左移动,负数在数轴上向右移动。这就导致我们没办法用前面表述加减乘除的平移,伸缩的方法来进行描述。

那可以用怎样的数轴移动来表示×(-1)呢?
其实就是把数轴翻转180度就好了啊?比如下面的2就变到了-2。
所以
×(-1)就是数轴的旋转180度。
那为什么负负得正呢?因为转2个180度,就是一圈,回到原来的位置了啊。

其实今天啰嗦这么多,就是想让大家理解我们之前说过的一个概念:在数学启蒙,以及之后的数学学习中,尽量将数和形进行结合,而不是简单机械地背数字,练加减法。
因为真正拉开数学差距的,不是四则运算速度,而是未来初高中、大学以后的对数学的理解。
而提升孩子对数学中“形”的理解,才能减少未来数学学习中的困难。

最后补一句,前面讲的那些数轴变化的内容,其实已经是在接触数学中“群论”的概念了哦。有没有瞬间有让小朋友学大学数学的感觉?

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