Методика обучения уравнения в начальной

Работа над уравнениями в начальной школе
методическая разработка на тему

Методическая разработка «Работа над уравнениями в начальной школе» поможет учителям начальных классов в работе над уравнениями. Здесь же прилагаются алгоритмы по решению уравнений разного вида.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа N135″ имени академика Б.В.Литвинова»

Работа над уравнениями в начальной школе.

Подготовила учитель начальных классов:

Самойлова Анжелика Владимировна

Работа над уравнениями в начальной школе.

Большую трудность для младшего школьного возраста представляет умение решать уравнения. Изучение уравнений в начальной школе носит пропедевтический характер. Поэтому очень важно подготовить детей в начальной школе к более глубокому изучению уравнений в старших классах. В начальной школе в процессе работы над уравнением закрепляются правила о взаимосвязи части и целого, сторон прямоугольника с его площадью, формируются вычислительные навыки и понимание связи между компонентами действий, закрепляется порядок действий и формируется умения решать текстовые задачи, идет работа над развитием правильной математической речи. На уроках закрепления уравнения позволяют разнообразить виды заданий.

Изучение уравнений начинается с подготовительного этапа уже в 1 классе, когда дети, действуя с предметами, решают такие «задачи»:

Затем учащиеся переходят к действиям над числами и выполняют задания, связанные с нахождением неизвестного числа в «окошке», например:

Дети находят число либо подбором, либо на основе знаний состава числа. На данном этапе учителю необходимо включать в устные упражнения следующие задания:

— Сколько надо вычесть из 3, чтобы получилось 2?

— Сколько надо прибавить к 2, чтобы получилось 4?

На втором этапе учащиеся знакомятся с понятиями «уравнение» и «корень уравнения». На протяжении нескольких уроков дети учатся решать уравнения с неизвестным слагаемым, уменьшаемым, вычитаемым. Названия компонентов арифметических действий были введены в речевую практику учащихся и использовались для чтения равенств и выражений, пока правило нахождения неизвестного компонента в уравнениях не заучивается. Уравнения решаются на основе взаимосвязи между частью и целым. При изучении данной темы дети должны научиться находить в уравнениях компоненты,

соответствующие целому (сумма, уменьшаемое), и компоненты, соответствующие его частям (слагаемое, уменьшаемое, разность). При решении уравнений детям нужно будет вспомнить лишь два известных правила:

— Целое равно сумме частей.

— Чтобы найти часть, надо из целого вычесть другую часть.

Эту работу облегчает графическое обозначение части ______ и целого , а также понимание того, что целое – это большее число.

Для того чтобы облегчить работу над формированием навыка решения уравнений, можно проводить в классе следующую работу.

1. Составление и решение уравнений по схеме.

2. Составление и решение уравнений с помощью модели числа.

— Замените модели числами:

3. Уравнения с буквами.

— Как из волка получить вола ?

4. Составление и решение уравнений с помощью числового луча.

5. Выполни проверку и найди ошибку.

Дети решают: 24 + 8 = 16

6.Составиьуравнения с числами Х, 4, 10 и реши их.

Х + 4 = 10; 10 – Х = 4; Х – 10 = 4 и т.п.

7. Из данных уравнений реши те, где Х находится сложением.

Х +16 = 20; Х -18 = 30; 29 – Х = 19

8. Рассмотри решение уравнения и вставь соответствующий знак.

К концу изучения темы дети учатся комментировать уравнения через компоненты действий. Работа строится следующим образом:

1) читаю уравнение;

2) нахожу известные и неизвестные компоненты (части и целое);

3) применяю правило (по нахождению части или целого);

4) нахожу, чему равен Х;

5) комментирую через компоненты действий.

Следующий этап – решение уравнений вида: а ∙ Х = в; а : Х = в; Х : а = в .

Уравнения этого вида решаются на основе взаимосвязи между площадью прямоугольника и его сторонами. Поэтому изменяется и графическое обозначение компонентов уравнения:

— площадь прямоугольника, а _____ — его стороны. Здесь важно понять то, что обучение решению и комментированию уравнений ведется по определенной схеме:

1 этап: Решение с одновременным комментированием правил нахождения площади и его сторон. Например, Х : 2 = 5 ( Х – площадь прямоугольника, 2 и 5 – его стороны).

Х = 2 ∙ 5 (чтобы найти площадь прямоугольника, надо перемножить его стороны)

2 этап: Решение уравнений с комментированием(через площадь прямоугольника и его стороны).

Комментирование через компоненты действий после решения уравнения.

Для отработки навыков решения уравнений на умножение и деление можно использовать следующие упражнения.

1. Выполни проверку и найди ошибку.

Дети решают: 2 : 2 = 4

2. Проанализируй решение уравнения и найди ошибку.

Ошибки: 1) 9 – это площадь, на целое, ее надо обозначить прямоугольником;

2) Х – это сторона, надо площадь разделить на другую сторону.

3. Составь уравнения с числами 3, Х, 12 и реши их.

Дети составляют: 12 : Х = 3; 3 ∙ Х = 12 и т.п.

4. Изданных уравнений реши те, которые решаются делением.

Х ∙ 2 = 6; Х : 4 = 16; 12 : Х = 4

5. Рассмотри решение уравнений и вставь соответствующий знак в запись уравнения.

6. Составь и реши уравнение:

— Какое число надо умножить на пять, чтобы получилось 25?

Х ∙ 3 = 15; Х : 4 = 5; 16 : Х = 2

— Какое уравнение лишнее? Объясни свой выбор.

— первое уравнение – Х равен нечетному числу;

— второе уравнение – Х находим умножением;

— третье уравнение – неизвестен второй компонент и т.п.

Последний этап при работе с уравнениями в начальной школе – знакомство учащихся с составными уравнениями. Решение таких уравнений строится на качественном анализе выражения, стоящего в левой части уравнения: какие действия указаны в выражении, какое действие выполняется последним, как читается запись этого выражения, какому компоненту этого действия принадлежит неизвестное число и т.п. К этому времени учащиеся должны твердо овладеть следующими умениями:

— решение простых уравнений,

— анализ решений уравнений по компонентам действий,

— чтение записи выражений в два – три действия,

— порядок выполнения действий в выражениях со скобками и без них.

На данном этапе дети должны понимать, что в записи уравнений в качестве неизвестного числа могут использоваться различные буквы латинского алфавита, например: К + 4 = 3; Р – 3 = 8; Z : 7 = 6 и т.п.

Запись решения уравнений сопровождается словесным описанием выполняемых действий. Для выработки правильной математической речи и навыков решения первых уравнений данного вида необходимо использовать таблицы с образцами решений. Но так как дети уже с 1-го класса знакомы с записью различных алгоритмов, то можно использовать только алгоритм решения уравнений, по которому дети и анализируют уравнения.

Решение уравнений в начальных классах

Ключевые слова: математика

«Овладение основами логического и алгоритмического мышления, пространственного воображения и математической речи, измерения, пересчета, прикидки и оценки, наглядного представления данных и процессов, записи и выполнения алгоритмов» — из ФГОС НОО Предметные результаты освоения основной образовательной программы начального общего образования.

Уже в начальной школе дети должны овладеть элементами логических действий (сравнения, классификации, обобщения, анализа и др.). Поэтому одной из важнейших задач, стоящих перед учителем начальных классов, является развитие основ логического мышления, которая позволила бы детям строить умозаключения, приводить доказательства, высказывания, логически связанные между собой, делать выводы, обосновывая свои суждения, и, в конечном итоге, самостоятельно приобретать знания. Математика именно тот предмет, где можно в большой степени это реализовывать.

В этой статье хочу рассмотреть уравнение как один из видов упражнений, направленных на развитие логического мышления, и использования алгоритмов при его решении.

Уравнения в начальных классах рассматриваются как верные равенства. Решение его сводится к отыскиванию того значения буквы (неизвестного числа), при котором данное выражение имеет указанное значение. Решить уравнение — значит найти число (значение переменной), при котором равенство будет верным.

В первую очередь, уравнения — очень мощный и наиболее универсальный инструмент для решения вычислительных задач. Самых разных.

1. В школе, как правило, работают с текстовыми задачами. Это задачи на движение, на работу, на проценты и многие-многие другие. Однако применение уравнений не ограничивается одними лишь школьными задачками.
2. Без умения составлять и решать уравнения не решить ни одной сколь-нибудь серьёзной научной задачи — физической, инженерной ли экономической. Например, рассчитать, куда попадёт ракета. Или ответить на вопрос, выдержит или не выдержит нагрузку какая-нибудь ответственная конструкция (лифт, мост…). Или спрогнозировать погоду, рост (или падение) цен или доходов.
3. В повседневной жизни без решения уравнений тоже не обойтись. Например, если вы строите дом, то вычисляете расстояния и углы. Если покупаете квартиру в ипотеку, подсчитываете размер кредита так, чтобы он вписался в Ваш бюджет. Или выбрать самую выгодную банковскую карту, просчитать литры краски для ремонта, уложить асфальт… Чаще всего в повседневной жизни встречаются задачи оптимизации: проехать за минимальные время, получить наибольший доход от своих вложений, закупиться материалами по наименьшей цене и т.п.

В общем, уравнение — ключевая фигура в решении самых разнообразных вычислительных задач.

Во-вторых, знания, умения и навыки, приобретенные школьниками при решении уравнений в начальной школе, помогут им в изучении математических дисциплин в старших классах и будут способствовать скорейшему усвоению нового материала. Обучение решению уравнений способствует развитию мышления у школьников, которое так необходимо не только при изучении стереометрии и геометрии в целом, но и в обыденной жизни.

В-третьих, можно так же отметить, что обучение навыкам решения уравнений в начальной школе является своевременным и необходимым, так как именно в этом возрасте учащиеся лучше усваивают полученную от преподавателя информацию и с раннего возраста начинают понимать основные принципы и методики решения более сложных задач.

Методика изучения уравнений

I. Подготовительный

Изучать уравнения дети начинают уже с первого класса, используя в помощь различные фигуры или предметы.

Следующие действия, к которым переходят учащиеся, связаны с нахождением числа в «окошке».

1. Какие записи верны?

Как изменить результат, чтобы записи стали верными?

2. Почитай выражение: 15 — в. Найди значение выражения, если в = 3, 4, 10, 11, 16.

3. Среди чисел, записанных справа, подчеркните то число, при подстановке которого в окошко, получится верное равенство.

• 3+ ___ = 9 4, 5, 6, 7
• ___ — 2 = 4 1, 2, 3, 4, 5, 6

В процессе выполнения таких упражнений дети привыкают к мысли, что неизвестным может быть не только сумма или разность, но и одно из слагаемых/уменьшаемое/вычитаемое.

На этом этапе я объясняю детям, что такое часть и целое. Кстати эти понятия помогут в решении не только уравнений, но и задач. Давайте более подробно остановимся на том, как же объяснить ребёнку, что такое часть и целое. Нам важно чтобы ребёнок понимал часть не только как отдельный кусок чего-то целого, но и в значении множества и подмножества. Сами эти термины будут использоваться только в 4-5 классе, но осознать суть этих понятий вполне способен и первоклассник, если объяснять на конкретных, доступных примерах, используя действия с предметами.

Сделать это очень просто.

Например, положите перед ребёнком 4 кружка красного цвета и 3 кружка синего цвета. Кружки должны быть одинакового размера и отличаться только цветом. Это обязательное условие. Предметы должны отличаться только одним признаком. Спросите, как можно назвать все эти фигуры. Всё это кружки. Чем они отличаются? Разложи кружки на группы. Какие группы у тебя получились?

Все кружки — это целое. Целое можно разделить на части. На какие части ты разделил все кружки? (На красные кружки и синие кружки). Назови что здесь целое, а что часть — это главный вопрос упражнения.

Возьмите одинаковые по размеру кружки 3-х цветов и повторите упражнение. Затем возьмите кружки одного цвета двух или трёх размеров и повторите задание. Помните, что основная цель подобных упражнений — чёткое понимание ребёнком таких понятий как целое и части. Предметы для выполнения таких заданий должны быть самые разнообразные: пуговицы одинакового размера, но разные по цвету или по форме, причём, обязательно должны быть группы полностью одинаковых пуговиц. Чайные, десертные и столовые ложки, блюдца, тарелки и чашки — посуда и так далее. Попутно при выполнении этих упражнений закрепите классификацию предметов и повторите слова-обобщения и дифференциацию предметов (одежда и обувь, мебель и бытовые приборы, пассажирский и грузовой транспорт, овощи, фрукты и ягоды и т.д.).

Нужно будет научить ребёнка отвечать на вопросы:

1. Как, одним словом можно все эти предметы правильно назвать?
2. На какие части можно разделить эти предметы?
3. Как назовём целое? Как назовём часть? Или что здесь целое, а что часть?

Как только вы заметите, что ребёнок свободно различает и называет целое и части, начинайте при помощи тех же предметов складывать части и вычитать часть из целого. Теперь основной целью обучения является понимание, и запоминание двух основных правил, на основе которых можно решать любые задачи и уравнения на сложение и вычитание.

Следует объяснить и выучить формулу этих правил:

1. Чтобы найти целое необходимо все эти части сложить: Ц = Ч + Ч
2. Чтобы найти часть, нужно из целого вычесть другую (известную) часть Ч = Ц — Ч
3. Немного подробнее о том, как это сделать, объясню на примере с кружками красного и синего цвета. Назови что здесь целое, а что часть? Что нужно сделать, чтобы на столе остались только красные кружки? (Убрать синие кружки).

Запомни правило: Чтобы найти одну часть, нужно из целого вычесть другую (известную) часть. Что нужно сделать, чтобы на столе были все кружки? (Сложить вместе красные и синие кружки).

Запомни правило: Чтобы найти целое число, необходимо все части сложить.

Начиная с подготовительного этапа, я в своей работе использую алгоритмы решения уравнений. Алгоритм — это набор понятных и точных инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения результата. Алгоритм решения уравнений помогает учащимся быстро и правильно находить корень уравнения. Схематичные алгоритмы в Приложение 2.

II. Введение понятия «уравнение»

Знакомство с уравнением происходит при решении задачи с отвлеченными числами. Например, к неизвестному числу прибавили 3 и получили 8; найти неизвестное число. По данным задачи составляется пример с неизвестным числом ( ___ + 3 =8). Затем учитель поясняет, что в математике принято обозначать неизвестное число латинскими буквами (н-р, Х (икс)). Предлагается записать пример с заменой неизвестного буквой. Ставиться цель научиться решать такие примеры. Решение основывается на знании состава числа и использовании наглядных пособий (кружки к примеру). Аналогично еще несколько примеров. После чего учитель поясняет, что такие примеры называются уравнениями и, что найти неизвестное число — значит решить уравнение. Определение уравнения и корня уравнения не дается в начальных классах.

III. Формирование умения решать уравнения

Способы решения уравнений

1. Способ подбора. Подбирается подходящее значение неизвестного числа из заданных значений, либо произвольного множества чисел. При подстановке данного числа в уравнение, оно должно превращать его в верное равенство. При подборе необходимо обращать внимание на то, с какого числа целесообразно начинать подбор. Подбор неизвестного числа может осуществляться с использованием числового ряда, по таблице сложения, с опорой на состав числа, в том числе на десятичный.

Накопленный опыт у школьников при решении уравнений позволяет им сократить количество подборов, что способствует углублению осознанности.

Очевидно, что неизвестное м. принимать только нулевое значение.

Очевидно, что х = 1, поскольку 78-1-1=76. математических выражений: «Найди уравнение среди предложенных записей:

2. Способ, опирающийся на взаимосвязь компонентов действий. Используются правила взаимосвязи компонентов действий. Трудность использования данных правил заключается в том, что многие дети путают правила взаимосвязи компонентов действий и названия компонентов (необходимо знать 6 правил и название 10 компонентов).

9+х=14. Неизвестно слагаемое. Чтобы найти неизвестное слагаемое, нужно из суммы вычесть известное слагаемое. Значит х = 14-9, х=5.

7-х=2. Неизвестно вычитаемое. Чтобы найти неизвестное вычитаемое, нужно из уменьшаемого вычесть разность. Значит х=7-2, х=5.

Для решения уравнений данным способом в первое время в своей практике использую алгоритм-помощник для решения уравнений. (Приложение 1)

Особо хочется отметить пункт «проверка»:

1. подставь найденное значение неизвестного в уравнение.
2. вычисли значение левой части уравнения.
3. сравни значение левой и правой части уравнения.

При проверке уравнения следует показать учащимся, что результат, полученный в левой части уравнения, нужно сравнить со значением в правой части. Необходимо добиться осознанного выполнения проверки.

Для уравнений со скобками вида (6+х)-5=38 используется правило взаимосвязи компонентов действий. Левую часть уравнения рассматривают сначала как разность, считая выражение в скобках единым неизвестным компонентом. Этот единый неизвестный компонент — уменьшаемое. Чтобы найти неизвестное уменьшаемое, нужно к разности прибавить вычитаемое и т.д.

Ряд альтернативных учебников математики для начальных классов практикуют знакомство детей с более сложными уравнениями (Аргинская, Петерсон), для решения которых правила взаимосвязи компонентов действий рекомендуется применять многократно.

IV. Формирование умения решать задачи с помощью уравнений

Процесс решения текстовой задачи с помощью уравнений состоит из следующих этапов:

1. Восприятие текста задачи и первичный анализ ее содержания.
2. Поиск решения:
   1. выделение неизвестных чисел;
   2. выбор неизвестного, которое целесообразно обозначить буквой;
   3. переформулировка текста задачи с принятыми обозначениями;
   4. запись полученного текста.
3. Составление уравнения, его решение, проверка, перевод найденного значения переменной на язык текста задачи.
4. Проверка решения задачи любым известным способом.
5. Формулирование ответа на вопрос задачи.

Общеобразовательная школа выступает в качестве того учреждения, которое самым непосредственным образом отвечает за качество человеческой истории.

Каждое поколение людей предъявляет свои требования к школе. Раньше первостепенной задачей считалось вооружение учащихся глубокими знаниями, умениями и навыками. Сегодня задачи общеобразовательной школы иные. Обучение в школе не столько вооружает знаниями, умениями, навыками. На первый план выходит формирование универсальных учебных действий, обеспечивающих школьникам умение учиться, способность в массе информации отобрать нужное, саморазвиваться и самосовершенствоваться. Используя алгоритм, дети легко определяются с выбором действия, чей компонент нужно найти. В процессе алгоритмического решения необходимо выбрать нужный алгоритм, что требует конкретных знаний, переноса знаний в новую ситуацию, что учит думать.

Методика изучения уравнений в начальных классах.

Методика изучения уравнений в начальных классах.

Понятия «уравнение», «решить уравнение».

Перед введением понятия «уравнение» необходимо повторить понятия:

· а также проверить уровень сформированности навыка читать буквенные выражения.

Изучение уравнений в младших классах должно подготовить учащихся к решению уравнений в средних и старших классах. Решение уравнений способствует формированию знаний о свойствах арифметических действий и формированию вычислительных навыков, а также развитию мышления учащихся.

· сформировать у учащихся представление об уравнении на уровне узнавания;

· сформировать умение понимать смысл задания «решить уравнение»;

· научить читать, записывать, решать уравнения той сложности, которая определена программой;

· научить решать задачи с помощью уравнений (алгебраический способ решения).

Основные подходы к обучению младших школьников решению уравнений.

I . Раннее ознакомление детей с уравнением и способами его решения (М.И.Моро, М.А.Бантова, И.Э.Аргинская, Л.Г.Петерсон и др.) – с 1-2 класса.

Этапы ознакомления младших школьников с уравнениями, способами их решения.

1) Подготовительный

1. Какие записи верны?

3 + 5 = 8 7 + 2 = 10 10 – 4 = 5

Как изменить результат, чтобы записи стали верными??

2. Почитай выражение: 15 — в. Найди значение выражения, если в = 3, 4, 10, 11, 16.

3. Среди чисел, записанных справа, подчеркните то число, при подстановке которого в «окошко», получится верное равенство.

□ — 2 = 4 1, 2, 3, 4, 5, 6

2) Введение понятия «уравнение»

Учащимся сообщается, что в математике вместо □ используется латинские буквы (х, у, а, в, с) и такие записи называются уравнением: 3+х=6, 10 : х = 5 и т.п.

Важно на этом этапе закрепить у учащихся умение узнавать уравнение среди математических выражений:

«Найди уравнение среди предложенных записей:

3) Формирование умения решать уравнения

Способы решения уравнений:

В курсе математики УМК «Школа России»:

· подбор (его применение на первых этапах является необходимым для того, чтобы учащиеся усвоили суть решения уравнения);

· на основе знания зависимости между компонентами и результатом арифметического действия.

По программе И. И. Аргинской (система обучения Л. В.Занкова):

· с использованием числового ряда, например: х+3=8

· по таблице сложения;

· с опорой на десятичный состав, например: 20+х=25. Число 20 содержит 2 десятка, 25 – это 2 десятка и 5 единиц, значит х=5 единицам;

· на основе зависимости между компонентами и результатом действий;

· с опорой на основные свойства равенств: 15●(х+2) = 6● (2х+7)

а) воспользуемся правилом умножения числа на сумму: 15х+30=12х+42 (распределительный закон);

б) вычтем из обеих частей равенства 30: 15х=12х+12;

в) вычтем из обеих частей равенства 12х : 3х=12;

г) найдем неизвестный множитель: х=12 : 3; х=4.

В курсе математики Л.Г.Петерсон ( «Школа 2000…) учащиеся знакомятся со следующими способами решения уравнений:

· на основе зависимости между компонентами и результатом действий (между частью и целым);

· исходя из понятий «часть-целое», с использованием схемы в виде отрезка:?

· с помощью модели числа;

· с помощью числового луча;

· на основе взаимосвязи между площадью прямоугольника и его сторонами.

В курсе математики В.Н.Рудницкой («Начальная школа XXI века») в процессе решения уравнений широко используются графы. Например: х+3=6, х:3=18

При проверке уравнения следует показать учащимся, что результат, полученный в левой части уравнения, нужно сравнить со значением в правой части. Необходимо добиться осознанного выполнения проверки.

4) Формирование умения решать задачи с помощью уравнений.

Процесс решения текстовой задачи с помощью уравнений состоит из следующих этапов:

1. Восприятие текста задачи и первичный анализ ее содержания.

2. Поиск решения:

· выделение неизвестных чисел;

· выбор неизвестного, которое целесообразно обозначить буквой;

· переформулировка текста задачи с принятыми обозначениями;

· запись полученного текста.

3. Составление уравнения, его решение, проверка, перевод найденного значения переменной на язык текста задачи.

4. Проверка решения задачи любым известным способом.

5. Формулирование ответа на вопрос задачи.

Задача: На двух заводах выплавили за сутки 8430т стали. На первом заводе выплавили в два раза больше стали, чем на втором. Сколько стали выплавили на первом заводе и сколько на втором?

х тонн стали выплавил второй завод,

2х т стали выплавил первый завод,

(х+2х) т стали – два завода вместе. По условию известно, что это равно 8430т.

х+2х=8430 Проверка: 2810+2х2810 = 8430

2810т стали выплавил второй завод, тогда 2810х2=5620т стали выплавил первый завод.

Ответ: 2810т стали выплавил второй завод, 5620т стали выплавил первый завод.

Виды упражнений, направленные на обучение младших школьников решению уравнений в учебниках математики УМК «Школа России»

Вид упражнения

Пример задания

Задания с «окошками» и пропусками чисел

2) Какие числа пропущены?

3) Заполни пропуски так, чтобы равенства стали верными.

Нахождение уравнений среди других математических записей

1) Найди среди следующих записей уравнения, выпиши их и реши.

30+х>40 45-5=40 60+х=90 80-х 38-8

2) Найди лишнюю запись:

х+3=15 9+в=12 с-3 15-d=7

Решение уравнения подбором

1) Из чисел 7, 5, 1, 3 подбери для каждого уравнения такое значение х, при котором получится верное равенство.

9+х=14 7-х=2 х-1=0 х+5=6

х+7=10 5-х=4 10-х=5 х+3=4

2) Прочитай уравнение и подбери такое значение неизвестного, при котором получится верное равенство.

k+3 = 13 18=y+10 14=х+7

3) Подбирая значения х, реши уравнения:

Нахождение неизвестного компонента арифметического действия