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现在的5岁小朋友,一般来说,整数加减法应该比较熟练了,乘除法可能仅仅会背一点小九九。这个时期已经可以开始教授孩子一些代数知识了。
我们的基本思路是这样的:孩子熟悉加减法之后,就具备了理解代数中交换律与结合律的条件;接下来,掌握了乘除法之后就可以学习领会分配律。这样当孩子接下来接触分数/小数/百分数的时候,就有条件使用代数变量来辅助理解上述三种数字形式的转换,并且可以有基础使用代数公式快速进行上述转换的计算过程。相对于正常课本的教学进度而言,提前从高观点的角度来让孩子理解初等算术概念,往往能够起到事半功倍的效果。
举个例子,如何在30分钟之内让孩子接受代数的概念:
第一步,带领孩子摆数字,图案。围棋是一个很好的教具,能够让孩子看不见阿拉伯数字符号,同时又能够感受到数字。代数中的变量即代表着数字,同时也不是实际的数字。
家长:拿出4个棋子,让孩子分组,摆图案。
孩子:可能会摆成一条直线,或者两两分组,或者分成4组,每组1枚棋子。
家长:现后可以拿出5枚棋子,让孩子分组;然后6枚、8枚、9枚、10枚、12枚甚至更多。
孩子:可能会将棋子分组,或者摆出各种有趣的图案,如箭头、碗之类的。这时候家长记得要表扬孩子有创意。
家长:重新拿出4枚棋子、6枚、8枚、9枚、10枚、12枚甚至更多,让孩子平均分组,并组合成一体。
孩子:通过练习,会发现4枚棋子只能组成2*2的正方形;6枚棋子只能组成2*3的长方形;9枚棋子只能组成3*3的正方形;10枚棋子只能组成2*5的长方形;但12枚棋子不仅仅能够组成4*3的长方形,也能能够组成2*6的长方形;16枚棋子不但能够组成4*4的长方形,也能能够组成2*8的长方形。孩子通过这样的练习会在潜意识中意识到,一个数不止是自身,同时也是由其它不同的数组合而成。
接下来,可以拿出一张纸,让孩子在纸上写出算式,并尽量多写一些。比如5+6=11;23+31=54;21+6=27...
孩子写了一些算式之后,家长向提出问题:能不能只用一行,就写出全世界所有的加法?然后只用一行写出全世界所有的减法?
孩子很可能会尝试在上面的基础上继续写出更多不同的算式,但很快就会感觉疲倦了,停下来。
这个时候家长可以问孩子:写完全了吗?
孩子一定会意识到,自己还有很多不同的算式没有写在纸上呢。
那么家长可以继续提问:你认为要是把所有的算式都写下来,你感觉需要多少页纸?
孩子想了之后可能会给出一个自己认为很大的数字,比如10页纸。于是家长继续问道:10页纸真能够写得完吗?
孩子会意识到可能会需要更多的纸才行。
这个机会,家长就可以利用问题来勾起孩子的兴趣:想不想知道怎么用一行就写出全世界所有的加法的?
应该没有孩子会禁得住这个诱惑。
家长可以如下讲述:任何东西里面都有数字,一盘苹果、一串香蕉,里面都有个数。我们不但可以使用围棋来表示数字,在数学上,我们还可以使用常见的字母来表示数字,比如a,b,c,d都可以表示数字,并且可以表示任何数字。所以说,任何两位数的加法我们都可以写成a+b=c。它可以代表1+2=3;2+3=5;3+5=8;12+13=25.......无穷无尽。
这时应该可以在孩子的眼中感受到,他看见另一个世界的大门在徐徐打开。
家长要马上向孩子介绍,上面的字母a,b,c叫做变量,整个算式叫做等式。并需要要求孩子自己举几个例子。
孩子会试图写下一些数字去填充a,b,c。也可能全对,也可能会有错误。常见的错误是a=2,b=3,c=6之类的。这个时候家长要指出:因为孩子已经给a,b赋值,因为等式的存在,所以c的值是一定的。孩子经过几次练习明白了这一点之后,潜意识中就会有了等式中的约束的一些概念。
家长接下来要锻炼让孩子填入更多的数字组合。
一旦孩子写下诸如:a=2,b=2,c=4的时候,这就是一个好时机,家长可以进一步介绍等式的基本写法:当两个变量被最初设定相等的时候,我们需要将等式写成a+a=c,这样好能够代表我们在使用两个一样的未知数。接下来让孩子自己再举一些例子来熟悉它。
家长还可以出一些费一点点脑筋的等式让孩子举例子:比如,什么数能够让下面的等式成立?a+b=a? a+a=a? b+b=a.....
孩子熟悉了加法等式之后,还可以同孩子一起练习减法等式a-b=c
如上