『途中式で迷子にならない』ワーキングメモリに配慮した連立方程式(代入法)の教え方

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中学1年生中学2年生

公立中2年(私立1年)で学ぶ連立方程式「代入法」は、その情報量と手順の多さで躓きが続出します。

子どもたちは「連立方程式-加減法」を終えたばかりなのに、気がつけば学校の黒板が「代入法」という違うものになっている。

『途中式で迷子にならない』ワーキングメモリに配慮した連立方程式(加減法)の教え方
計算が不得意な子が「一次方程式」の山をやっと超えたのに。束の間の休息のあと、さらに複雑な「連立方程式」が現れます。ドーンと。※公立中学では2年生、私立中学では1年生で学習します。「いま自分がどこをやっているか分からなねぇ!」「やっていくうち…

ここで子どもたちは叫びます。

「どこに何を代入するの!」
「さっきの問題とぜーんぜん、違うんだけど!」

代入法でも「連立迷子」はあります。

この記事では、算数・数学が苦手な子を専門に教えてきた先生が、計算の混乱が生じやすい子への連立方程式(代入法)の教え方を丁寧に解説します。

代入法の迷子は「2回の代入操作」が原因

代入法には2回の代入があります。1回目は「式を丸ごと入れる」代入。2回目は「求められた解を上の式に入れる」代入。

教える側は「なんでここで?」と思いますが、それぞれ異なる種類の脳負荷があります。その脳負荷を避けるために、やるべきことは3つです。

  • 視覚サポートの活用
  • 脳負荷の少ないノートデザイン
  • 出題のスモールステップ

さっそく、その迷子にならない代入法を解説します。

実際の授業の流れで説明

ノート1ページを使う

加減法と同じように、1問にノート1ページを使います。(かなり慣れてきたら1ページ2問でも構いません)

ノートの左上に2式をかきます。2式の隙間は「2行ほど」。この「2行の隙間」が、代入法でも大いに活躍します。

連立方程式(代入法):問題の提示

そしてすぐに手順を説明します。3つです。

  1.  Y=,X=の右を()する
  2. 文字を線でつなぐ→代入(Xがわかる)
  3. 式に代入(Yがわかる)

大切なのは手順2です。それではやっていきましょう。

Y=,X=の右を()する

改めて、手順を確認します。

  1.  Y=,X=の右を()する【←ココ】
  2. 文字を線でつなぐ→代入(Xがわかる)
  3. 式に代入(Yがわかる)

Y=,X=を探してみよう

えっと…Y=がありました

では=の右側をカッコでくくろう

連立方程式(代入法):ステップ1_カッコでくくる

ステップ1はこれだけです。では、次。ここからです。

文字を線でつなぐ→代入(Xがわかる)

改めて、手順を確認します。

  1.  Y=,X=の右を()する
  2. 文字を線でつなぐ→代入(Xがわかる)【←ココ】
  3. 式に代入(Yがわかる)

つぎは文字を線でつなぐよ。Y=,X=の部分に色をぬって、別の式の同じ文字をつなぐ。

百聞は一見にしかずです。すぐにやってみせます。

連立方程式(代入法):ステップ2-2_代入する

ここは薄い蛍光ペンで繋ぎます。印象深くするためです。

式と式を2行空けた理由
もちろん「線」を書くためです。大きな字を書く子は3行あけるといいでしょう。

本人の様子を確認します。

YとYを繋ぐんですね

そう。この線を「道」と思ってください。

はい

次、この道を通って「車」が下の式に入ります。

車とは(2x-1)のことです。車(2x-1)が道をとおって、下の式のYへうつる。

すると、どうなるか?書きます。

連立方程式(代入法):ステップ2-1_式を代入する
式を一方に代入した様子

レーザーポインタで(2x-1)をバスに見立てて、2度、3度とその操作を再現します。

わかりました

あとはこの方程式を解くんだ

連立方程式(代入法):ステップ2-3_1つの解を求める

なるほど、簡単ですね

道を作り、車をとめて、方程式を解く。このイメージを定着させます。

ここまでがステップ2です。さぁいよいよ、ラストスパートです。

式に代入(Yがわかる)

さて、手順の確認です。

  1.  Y=,X=の右を()する
  2. 文字を線でつなぐ→代入(Xがわかる)
  3. 式に代入(Yがわかる)【←ココ】

最後にひと仕事です。代入する式(Y=2X−1)を解の下にかきます。

それに求めたXの値を代入します。そして計算します。

連立方程式(代入法):ステップ1-4_解を求める

無事、XとYの値が出てきました。これで終了です。

ノート全体はこんな感じです。

Zoom授業で使用した連立方程式(代入法):ステップ1-4

つぎに練習に移ります。代入法のステップリストを横に並べてやっていきます。

Zoom授業で使用した連立方程式(代入法):練習問題1

お子さんは「Y=」が「…Y」となっています。意識はできているので「合格」です。

Zoom授業で使用した連立方程式(代入法):練習問題2

これも正解です。すばらしい★

さて、次のステップです。

一般の問題集等では「文字の種類や式の位置が変わるような違い」を特別に扱いません。しかし計算が苦手な子にとって、そのわずかな変化が全く別のものに見えたりします。

そこで出題のスモールステップです。

出題のスモールステップ

タイトル欄に「文字が変わったぞ!」と忠告します。

そのままスムーズにできれば、それでいいです。戸惑ったときには、合いの手をすこし出します。

Zoom授業で使用した連立方程式(代入法):文字が変化

やる流れは同じなのですぐにできるでしょう。

つぎは位置を変えた問題です。下の式から上の式へと代入します。

わずかな変化ですが、脳負荷が大きい子もいます。

Zoom授業で使用した連立方程式(代入法):代入する式の位置が変化

そして間違えやすいのがこのパターンです。関数で使うパターンです。これも忠実に文字を繋げばいいのです。

「どっちが車ですか?」と尋ねられたら、「好きな方でいいよ」と答えてあげます。

Zoom授業で使用した連立方程式(代入法):文字が左パターン

これができたら、いよいよ連立方程式「加減法・代入法」の混合問題です。

どちらで解くのか?あらかじめ「加減・代入」の選択肢を用意します。

まとめ

いかがでしょうか。

ワーキングメモリに配慮した連立方程式「加減法」につづき、「代入法」も変わった点があったと思います。簡単にいえば、

脳負荷のかかる「式を代入する操作」を“道”と“車”のイメージで補うという感じです。

それによって「何をすればいいんだっけ?あ、そうだ。道と車だ」という感じで解決のフックがうまれます。

ぜひ、ワーキングメモリでお子さんが困っている、塾内で生徒さんが困っているようでしたら、この方法を試してみてください。

こう教えています-中学2年生の数学
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