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中學以下的素養教育與經驗談:國二上數學篇──乘法公式與二次方根(上)

2022/02/08閱讀時間約 6 分鐘
每篇都要再次說明,所有的教學方法與手段,完全要看:
  1. 個人因素
  2. 社經背景
  3. 對應教材與年齡
沒有百分百適用,也不會有一招行天下的密技,最大差異在於針對個人或是多人數上課。而且不管多好的教材,只要學生本身完全沒有學習的意願,都是沒有用的,這時候就得要換其他方式,不能只看教材與方式。

恭喜各位同學進入國中二年級,或者說要恭喜家長,小孩終於進入正規課程了。就跟高一會有銜接課程,大學也有一樣,國一課程基本上也算是有很強烈的銜接意味,但也有不少打底的意思。這也代表,各種綜合運用的技術會在國二的課程中出現。
就先從數學開始,國二上的數學內容,分為「乘法公式」、「二次方根」、「因式分解」、「一元二次方程式」。後面兩個算同一組,所以這節我們先談前面兩部分。
乘法公式顧名思義就是公式,二次方根是工具,如果要純粹以過關的角度來看,這蠻簡單的。但若我們想要把眼光放遠點,則乘法公式跟二次方根可以說是後面數理的基礎,只求過關死背跟活用理解,到國三的落差會很大。

乘法公式:分配律是基礎

乘法公式有三個,「和平方」、「差平方」、「平方差」。基礎就是分配律,這個務必要求照順序,不少中上程度的學生,分配律是亂乘一通,底子不好就學飛。分配律的概念如下:
(a+b)×(c+d)=ac+ad+bc+bd
也就是,把兩組數字的前後項,各標為第1項跟第2項,那麼應該列出的順序是11+12+21+22。為何說順序不能錯?改成實際題目,各位師長應該就會發現會出什麼問題。
正常11+12+21+22順序
把分配順序對調,不會有什麼差,如下:
順序亂調為11+22+21+12
各位有沒發現,這不是降冪排列,國二的多項式不會遇到三次方,項數也沒太多,所以亂乘一通也還好,但這習慣若保留到後面,就會出現項數太多,排列不整齊,導致漏東漏西的錯誤。所以筆者才說,一定要要求分配律照順序,最好是降冪排列的展開,日後會比較輕鬆。

只背公式不理解分配律,是最常見的問題

分配律運作正確,乘法公式的問題,看起來會很像用背的,這三個公式如下,各位家長應該都會。
  • 和平方:(a+b)^2=a^2+2ab+b^2
  • 差平方:(a-b)^2=a^2-2ab+b^2
  • 平方差:a^2-b^2=(a+b)╳(a-b)
好了,這邊要解釋,常見的錯誤跟壞習慣在哪裡。常錯的地方,倒不是公式背不熟,而是公式背太熟,熟到只會代公式,完全忘記乘法公式是一種分配律展開,所以當題目跟公式對不上,或是要稍微變化的時候,整個就昏頭了。
下面稍微展開平方公式,解釋給各位家長聽:
以上這兩個是沒有差的吧?但對不少學生來說,明明上下兩個完全一樣的和平方展開,卻是不一樣的東西,原因出在記憶公式的學生,採取的是「記形狀」,也就是他腦袋瓜的公式長以下這樣:
這其實很常見,對這類同學來講,代數很難理解,所以會先記得數字。請師長別以為筆者在找麻煩,通常數學成績在一半以後的,這類人「真的很多」。這也就導致把公式換成下面那種,他眼中看到的是:
當然會昏,覺得這哪裡一樣?
差平方也類似,解決辦法不是狂練題目,是要他重頭開始,把分配律的過程好好做一次。

和平方與差平方:依分配律順序,搞懂公式中的2ab從何而來

但不建議給(a+b)^2去一直死背,建議給題目,手把手像是對小學生的帶法,幫助他重新建立順序的概念。
範例題目
簡單說就是從最基本的,改數字練個三五題,讓他發現那個2ab是怎麼來的。接下去再把題目倒過來練三題:
讓同學去想起,中間的2ab要怎樣拆出來,就是看到一次項,把參數除2。到了這一步,如果學生基本上都沒太大問題,那麼就可以進到中間的2╳X變成2ab,也就是非整數讓學生去寫。等到這些都好了,那就可以把題目改成:
讓他去想,分配律出來的是降冪排列,那麼要還原也該先把它排回去,一旦可以想到此點,並能排好反套公式得回(x+1)^2,那就算大功告成。可以說他的筋脈被打通,可以練功了。
筆者的經驗是,程度還可以的學生,的確可以透過大量反覆的練習,練到想通上面的概念,但大概中間一半左右的,就開始沒辦法。若沒有帶著做,很可能會讓學生痛苦到放棄。
這筆者尤其要跟家長再三提醒,萬一你家孩子就真的不是數學這塊料,或真的之前底子不好,那麼遇到這種「套公式而已這麼簡單你怎麼不會」的狀況,請先檢視看看,他到底是哪邊不會。
個人的案例是,多半出在對分配律的降冪排列完全不理解,以及公式沒有實際照著好好練兩次,學校趕進度下只記得那個形式,就開始練題目。

平方差:一步一步練習,拆解步驟才不會搞混

第三個平方差,這是很極端的公式,依照經驗碰到的,有的學生對平方差超容易上手,左邊到右邊、右邊回左邊,完全沒障礙,但也有的學生老跟差平方弄混,怎樣都混在一起,痛苦萬分。
會出這種問題,也是因為沒有照著分配律去做的緣故,這邊要稍微得罪一下學校數學老師,以前在補習班遇到學生的平方差障礙,大多是老師帶太快,「練習題」沒時間練。個人都建議,留下學習單的時間,上課帶著做,最後五分鐘,花時間在黑板上,用最基本的分配律,把題目重新演示一次,以下拆解步驟給家長看,便於在家發掘問題後解決:
就是這樣,別以為這很蠢,筆者說過一半的程度,代表台灣有一半的學生,遇到平方差的問題,很多都出在沒弄清楚分配律,就跟差平方搞混了。這拚命背公式,罰寫一百遍,都遠遠不如帶著5分鐘過去。
然後,非常重要的Step 4,請家長出任何平方差展開題目一題,看著學生一步步寫出來,步驟絕對不能跳躍。
等到確定不會弄錯,在多練幾題,左邊到右邊、右邊回左邊,這具體一點講給家長聽就是以下的形式:
真的,別懷疑,有學生就是反過來看不懂。個人經驗上,這多是分配律沒有徹底練好的結果。
不過,筆者也見過不少例子,是在安親班、補習班,太早把公式背熟,背得太熟之後,反而忘了這是分配律,考試只想帶題目,忘記了其實最笨的方法「展開」,比找公式代還快。
這邊的應用題,嗯……
坦白說沒辦法這樣解釋,因為都太吃題目的敘述法,而且學校考試為了配合乘法公式,題型非常固定。若要用題型練功力,效果反而適得其反,一般參考書的題目就很夠練了,沒必要額外出題。真要問筆者的建議,那大概就是基礎打好,再去看有敘述跟圖形等的應用題。
畢竟,連乘法公式都寫不出的,應用題會寫很好的例子,幾乎沒遇到過。
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王立第二戰研所在方格子的主要基地
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