问题

如何引导不喜欢方程的表弟学习使用方程?方程思想到底是什么?

回答
首先,要理解你表弟为什么会对方程感到抗拒。很多时候,我们对一个事物的排斥,并非因为它本身有多么复杂,而是因为我们接触它的方式不对,或者它带给我们的负面体验太深。想想看,我们小时候第一次接触数学,是不是也觉得那些符号和数字枯燥乏味?方程对某些人来说,可能就是这样一种“枯燥乏味”的代名词,尤其是当它被笼统地塞进课本,变成了一堆冰冷的字母和数字组合,没有了生活中的温度。

那么,方程思想到底是什么? 抛开那些课本上的定义,我们可以把它想象成一种“寻找未知”的游戏。我们的生活处处充满了未知,而方程就是我们用来解开这些未知的工具。比如,你今天想买一包薯片,花了 5 块钱,还剩下 10 块钱。那么,你出门的时候带了多少钱?这就是一个简单的未知数问题,而方程就是一种精确描述和解决这种问题的方法。

方程的思想,本质上是一种平衡和等价的思维方式。你有没有想过,为什么方程两边要用等号连接?那个等号就像一个天平,它告诉你,等号左边的东西和等号右边的东西,它们的分量是完全一样的,是等价的。你对天平的一边做了什么操作,对另一边也必须做同样的操作,才能保持它的平衡。学习方程,其实就是在学习如何利用这种“平衡”的规则,一步一步地把那个藏起来的未知数“揪”出来。

现在,我们要引导你表弟学习使用方程。既然他不习惯,我们就得从他习惯的“语言”开始。

第一步:从生活中的“填空题”开始。 别一开始就甩给他一个“2x + 3 = 7”。我们可以用一些更贴近生活,更有趣的方式。比如说,我们可以玩一个“猜猜我藏了多少”的游戏。

“小明,我这里有 3 颗糖,你给我拿来一些,现在我总共有 8 颗糖了。猜猜你拿来了多少颗?”

这时候,你就可以引导他说:“你看,我们不知道你拿来了多少,我们可以用一个‘□’来代表它。所以,就是 3 加上‘□’等于 8。我们想知道‘□’里面是多少,是不是得从 8 里面把那 3 颗拿出来呢? 8 减去 3 等于 5。所以,你拿来了 5 颗!”

你还可以把这个过程写出来,用一个“?”代替那个未知数:“3 + ? = 8”。然后展示给他说:“你看,这个‘?’就像是你今天拿来的那几颗糖,我们想找到它到底是多少。就像我们刚才说的一样,8 减去 3 就是我们想要的答案。”

第二步:引入字母,但要解释清楚它代表什么。 当他熟悉了这种“填空”或者“问号”的游戏后,我们就可以逐渐引入字母,比如用 ‘x’ 来代替那个‘□’或者‘?’。但关键是要告诉他,这个 ‘x’ 并不是什么神秘的东西,它就是一个“代号”,一个用来代表我们不知道的数字的代号。

“你看,我们刚才用‘□’或者‘?’表示我们不知道的数字,有时候数学家们觉得用字母更方便,就像我们给每个人起了名字一样。所以,我们可以把 ‘3 + ? = 8’ 写成 ‘3 + x = 8’。这里的 ‘x’ 就是我们不知道的那个数字,也就是你拿来的那几颗糖。我们还是想知道 ‘x’ 是多少,怎么办呢?就像我们刚才说的,从 8 里面把 3 拿走。所以 ‘x’ 就等于 8 减 3,也就是 5。”

第三步:强调“平衡”的概念,并用直观的方式演示。 像刚才说的那个天平的比喻很重要。你可以找两个一样重的盘子,或者甚至用两杯水,来模拟天平。

“想象一下,我们有一个天平,左边放了 3 个苹果,右边放了 7 个苹果。现在,天平是平的,说明左边和右边一样重。如果我想在左边放 2 个苹果,让左边变重,是不是也得在右边也放 2 个苹果,它们才能保持平衡呢?同样,如果我想知道左边到底有多少苹果,才能和右边一样重,我就可以从右边拿走一些,同时也要从左边拿走同样数量的,才能保持平衡。”

然后,你可以把刚才的方程 “3 + x = 8” 放在这个天平的框架里:“你看,我们左边有 3 个苹果,外面还有一个‘未知数’(你可以画一个箱子或者问号代表 x)。右边有 8 个苹果。现在天平是平的。我们想知道这个‘未知数’箱子里有多少苹果,怎么办呢?我们先想办法让左边只有‘未知数’箱子,是不是得从左边拿走那 3 个苹果?如果从左边拿走 3 个,为了保持平衡,右边也得拿走 3 个。右边原来有 8 个,拿走 3 个,就剩下 5 个了。所以,这个‘未知数’箱子里,就有 5 个苹果。”

第四步:循序渐进,增加难度,但始终保持趣味性。 一开始可以从这种加法和减法的简单方程开始,比如“x 4 = 10” (你出门时有 10 块钱,花了 4 块,剩多少?),“2 x = 12”(你买了两本书,一共花了 12 块钱,一本书多少钱?)。

对于乘法,你可以用“分堆”或者“组数”来解释。比如,“2x = 12”,就可以说:“我们有 12 块糖,现在想把它们分成两堆,而且这两堆糖的数量是一样的。那么每一堆有多少颗糖呢?”

当涉及到除法时,可以用“平均分”来解释。“x / 3 = 5”,就可以说:“我把一些糖平均分成了三份,每一份有 5 颗。我总共有多少颗糖呢?”

第五步:鼓励他自己去尝试,并且在他出错的时候,不要批评,而是引导他找出原因。 当他遇到困难时,可以问他:“你觉得是怎么回事?有没有什么办法可以试试看?” 然后,如果他算错了,不要直接说“错了”,而是引导他回顾整个过程:“你刚才是怎么算的?我们再一起来看看这个天平,当你把那边拿走 3 个的时候,这边是不是也要拿走 3 个?”

最重要的是,要让他觉得学习方程是一个有趣且有用的过程,而不是一个枯燥的任务。多用生活中的例子,多一些互动和鼓励,让他感受到方程的力量,感受到自己能够解决未知问题的成就感。如果他觉得某个例子很有意思,就多用这种类型的例子。如果他觉得某个步骤很困惑,就换一种方式再讲一次。 patience and positive reinforcement are key.

网友意见

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代数恐怕是最颠覆人类轨迹的发明之一

0:00-1:20 算术和代数的区别

7分钟入门线性代数+微积分 https://www.zhihu.com/video/1045081946585608192

算术是应用已掌握的方法算出具体结果

然而是否想过,已掌握的方法是从哪里来的?

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