数学教育白皮书:符号的第一道坎
本文性质: 实证 + 模型(Evidence / Model) 证据标签: 观察 Observation/模型 Model/假设 Hypothesis/实证 Evidence
本篇涉及的证据类型:实证 Evidence/模型 Model/假设 Hypothesis。凡属本院课堂观察与教学模型的部分,均不作效果承诺。
小学的等号后面永远等着一个答案,中学的等号两边都可以有东西。同一个符号,两种读法,中间没有人正式告诉学生换了。
等号不是算出结果,是两边相等
这不是个别现象。本院在课后辅导里做过一个口头检查:给学生 8 + 4 = □ + 5,不少学生填 12,也有学生直接说题错了。他们不是不会算,而是把等号读成得出,于是得出后面只能放结果。这个检查不是测验,只是课堂里的即时提问,样本很小,不足以说明比例。
从算术到代数,变的是等号的意思
实证支持这个方向。Knuth 等 2006 发现,学生对等号的理解(关系式还是操作式)与方程解题表现相关;McNeil 与 Alibali 2005 的纵向研究显示,儿童早期形成的算出结果读法会持续影响后来的等式判断,而且一旦固化,纠正需要专门设计。要注意的是,这些属于相关与纵向观察,不能读成教会了就能提分的因果结论。
三个动作:读等式、造等式、破等式
本院的三动作是教学模型。第一,读等式:把 3x + 2 = 11 读成某数乘三再加二,等于十一,先不求解。读法是入口,因为读错了后面全是代公式。第二,造等式:给一个答案,让学生写出三个成立的等式,两边都可以动,让他亲手体验两边同时改、等式仍成立。第三,破等式:给一个错等式,找出哪一步坏了。三个动作都指向同一件事:等号是关系,不是指令。
两条边界:不靠刷题跨过、不把符号错误当成粗心
两条边界。第一,不能靠刷题跨过。刷题会强化算出结果的读法,因为绝大多数题确实只有一个空。第二,不把符号错误当成粗心。把 2x = 8 写成 x = 4 却漏了负号,可能是运算失误,也可能是没理解等价变形;两者处理完全不同,下次细心点解决不了第二种。
今天就能开始
下次讲方程之前,先让学生用自己的话读一遍等式,听他怎么读那个等号。
本文依据
- 观察来源: 本院课后辅导与家长咨询中的课堂提问记录(非随机、无对照),以小学高年级至初中学生为主;比例数字不足以推断总体。
- 模型出处: 读等式、造等式、破等式三个动作出自本院数学教育白皮书工作框架,用于教学设计,未经信效度检验。
- 待验证项: 「先建立关系式读法再学方程是否优于同步推进」为本院待验证假设,尚无对照实验支持。
- 外部文献: Knuth 等 2006(等号理解与方程解题);McNeil 与 Alibali 2005(等号知识的发展与变化);Kieran 2007(代数教学研究综述);Carraher 与 Schliemann 2007(算术到代数的过渡)。