Линейное уравнение с одной переменной: решение и равносильные преобразования
Цели и задачи
- Цель по SMART: за 45 минут научиться решать линейные уравнения с одной переменной вида $ax+b=cx+d$, выполнять равносильные преобразования и проверять полученный корень; успешно решить не менее 3 из 4 обязательных уравнений.
- Образовательная задача: повторить понятия уравнения, корня уравнения, линейного уравнения и равносильных уравнений.
- Образовательная задача: отработать перенос слагаемых из одной части уравнения в другую и умножение или деление обеих частей уравнения на одно и то же ненулевое число.
- Развивающая задача: формировать умение анализировать структуру уравнения, выбирать рациональный порядок действий и находить ошибки в готовом решении.
- Воспитательная задача: развивать ответственность за запись решения, готовность к самопроверке и уважительное обсуждение различных способов решения.
Планируемые результаты
Личностные
- Осознавать практическую ценность алгебраических умений для точных расчётов, программирования, экономики и технических профессий.
- Проявлять положительное отношение к самостоятельному выбору уровня задания и готовность доводить решение до проверки.
- Понимать значение аккуратной математической записи и ответственности за обоснование каждого преобразования.
- Оценивать собственное продвижение и спокойно воспринимать ошибку как источник для коррекции способа действия.
Метапредметные
- Извлекать из записи уравнения информацию о неизвестном, коэффициентах и свободных членах.
- Планировать последовательность преобразований, контролировать промежуточные записи и проверять результат подстановкой.
- Сравнивать два решения одного уравнения и аргументировать, какое решение является более рациональным.
- Работать с материалом учебника, условием задания и эталоном самопроверки, выделяя существенные действия.
Предметные
- Знать определения уравнения, корня уравнения, линейного уравнения и равносильных уравнений.
- Уметь решать линейные уравнения вида $ax+b=cx+d$ с помощью равносильных преобразований.
- Уметь переносить слагаемые через знак равенства с изменением знака и делить обе части уравнения на ненулевой коэффициент.
- Уметь выполнять проверку найденного корня и определять наличие единственного корня, отсутствия корней или бесконечного множества корней в простейших случаях.
- Владеть алгоритмом оформления решения линейного уравнения в несколько последовательных строк.
Универсальные учебные действия (УУД)
Личностные УУД
- Определяют личную цель практикума: научиться решать уравнения без пропуска обоснованных действий.
- Проявляют смыслообразование через связь темы с задачами расчёта, моделирования и будущей профессиональной деятельности.
- Принимают необходимость проверки результата как элемент математической культуры.
- Осознают индивидуальный уровень освоения алгоритма и выбирают посильный уровень задания.
Регулятивные УУД
- Формулируют цель работы и планируют порядок решения уравнения.
- Сверяют каждый шаг с правилом равносильного преобразования.
- Осуществляют самоконтроль с помощью подстановки найденного значения.
- Находят ошибку, объясняют её причину и корректируют решение.
- Оценивают результат по заданным критериям.
Познавательные УУД
- Выделяют в уравнении слагаемые с переменной и свободные члены.
- Устанавливают причинно-следственную связь между преобразованием и изменением записи уравнения.
- Сравнивают уравнения до и после преобразования и определяют их равносильность.
- Моделируют решение с помощью краткого алгоритма и применяют его к новым примерам.
- Анализируют готовое решение и выявляют неверный перенос или недопустимое деление.
Коммуникативные УУД
- Обсуждают в парах порядок решения и формулируют математическое объяснение каждого действия.
- Задают уточняющие вопросы о равносильности преобразований.
- Аргументируют выбранный способ решения, используя термины «корень», «равносильность», «коэффициент».
- Сопоставляют решения одноклассников без перехода на оценку личности.
- При взаимопроверке формулируют конкретное замечание и рекомендацию по исправлению.
Подготовка учителя к уроку
- Подготовить учебник и заранее выбрать в нём материал по понятиям уравнения, корня, линейного уравнения и равносильных преобразований для опоры при выполнении практических заданий.
- Распечатать карточки трёх уровней: базовый — по одной на каждого ученика, повышающий — по одной на парту, дополнительный — по одной на группу из четырёх человек.
- Подготовить карточки для приёма «Найди ошибку» с двумя решениями уравнений, одно из которых содержит неверный перенос слагаемого.
- Вывести на доску или экран алгоритм: раскрыть скобки; перенести слагаемые с переменной в одну часть; свободные члены — в другую; привести подобные; разделить на коэффициент; выполнить проверку.
- Подготовить таблицу для самопроверки с ответами к обязательным заданиям, закрытую до начала самостоятельной работы.
- Распечатать лист самооценки по одному на каждого ученика и мини-билет на выход по одному на каждого ученика.
- Подготовить маркеры, листы формата А4 для групп, стикеры трёх цветов и таймер.
- Организовать на доске место для записи темы, цели, образца решения и типичных ошибок; обеспечить возможность открыть учебник на нужном разделе без указания страниц.
- Подготовить проектор или интерактивную доску для демонстрации алгоритма и условия практической задачи.
Ход урока
Этап 1. Организационный момент и мотивация (3 мин)
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
1 мин | Учитель приветствует класс и проверяет готовность: "Здравствуйте, ребята. Сегодня у нас не обычное объяснение новой темы, а практикум. На столе должны быть тетрадь, ручка и учебник. Проверьте, что всё готово, потому что основное время вы будете действовать самостоятельно и в парах." | Проверяют принадлежности, открывают тетради и учебник на разделе об уравнениях. |
2 мин | Учитель показывает на экране ситуацию: "Представьте, что программа рассчитывает стоимость заказа, а неизвестная величина обозначена буквой $x$. Почему недостаточно получить ответ наугад? Как убедиться, что найденное значение действительно подходит? Сегодня мы отработаем именно такой способ проверки." | Формулируют предположения: "Нужно составить уравнение", "Найти значение переменной", "Подставить ответ обратно и проверить равенство". |
Этап 2. Актуализация знаний (6 мин)
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель проводит устный опрос: "Что называется уравнением? Что такое корень уравнения? Какие уравнения называются равносильными? Подумайте 30 секунд, обсудите ответ с соседом и затем поделитесь формулировкой с классом. Я буду фиксировать ключевые слова на доске." | Индивидуально формулируют ответы, затем обсуждают их в парах. Отвечают: "Уравнение содержит неизвестное", "Корень — значение переменной, превращающее равенство в верное", "Равносильные уравнения имеют одни и те же корни". |
3 мин | Учитель записывает: $3x+5=17$, $7x-2=4x+10$ и спрашивает: "Какие действия вы выполните сначала? Можно ли прибавить или вычесть одно и то же число из обеих частей? Можно ли разделить обе части на ноль? Объясните почему." | Называют последовательность действий: переносят слагаемые, приводят подобные, делят на коэффициент. Объясняют: "Делить на ноль нельзя, потому что такое действие не определено". |
Посмотрите план целиком
Зарегистрируйтесь — и откройте план урока по этой теме полностью: цели, ход урока и рефлексия по ФГОС.
Этап 3. Инструктаж и постановка практической задачи (5 мин)
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель демонстрирует на доске уравнение $5x-7=2x+11$: "Решаем последовательно. Перенесём $2x$ в левую часть, а $-7$ — в правую: $5x-2x=11+7$. Приведём подобные: $3x=18$. Разделим обе части на 3: $x=6$. Теперь проверим: левая часть $5\cdot6-7=23$, правая часть $2\cdot6+11=23$. Корень найден верно. Обратите внимание: знак меняется именно при переносе слагаемого через знак равенства." | Записывают алгоритм и образец решения, проговаривают: "Перенести, привести подобные, разделить на коэффициент, проверить". |
2 мин | Учитель сообщает критерии: "В обязательной работе оцениваются не только ответы. Нужны последовательные равносильные преобразования, аккуратная запись и хотя бы одна проверка. Вы можете выбрать, с какого задания начать, но обязательный уровень выполняют все." | Задают уточняющие вопросы, выбирают порядок выполнения карточки и отмечают в тетради личную цель. |
Запись в тетрадях
Этап 4. Практическая работа по карточкам (12 мин)
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
2 мин | Учитель раздаёт базовые карточки: "Начните с обязательного уровня. Решите уравнения с подробной записью: $4x+9=25$ и $7x-3=2x+12$. Если закончили раньше, переходите к повышающему уровню. Не переписывайте только ответ — показывайте равносильные преобразования." | Решают два уравнения индивидуально, подчёркивают найденный корень и выполняют проверку хотя бы одного уравнения. |
5 мин | Учитель предлагает работу в парах: "Сверьте решения с соседом. Не называйте только число, а объясните, на каком шаге выполнено преобразование. Если ответы различаются, найдите первую строку расхождения и обоснуйте правильный вариант." | В парах сравнивают решения, находят первую ошибочную строку, формулируют объяснение: "При переносе $3x$ знак изменился на противоположный" или "Нельзя было делить на ноль". |
5 мин | Учитель раздаёт повышающие задания: $3(2x-1)=15$, $5x-4=2(x+3)$, а сильным учащимся предлагает дополнительное: $4(x-2)+3=4x-5$. Учитель адресно консультирует, задавая вопросы: "Что нужно сделать со скобками? Какой коэффициент получится при переменной?" | Решают выбранные задания, раскрывают скобки, приводят подобные слагаемые, оформляют проверку. Учащиеся, выбравшие дополнительное задание, формулируют вывод о числе корней. |
Эталон решения
Этап 5. Анализ ошибок и взаимопроверка (7 мин)
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель организует приём «Найди ошибку» и показывает решение: $3x+8=20$; $3x=20+8$; $3x=28$; $x=\frac{28}{3}$. Учитель спрашивает: "На какой строке допущена ошибка? Как должно измениться число 8 при переносе?" | Отмечают ошибочную строку и объясняют: "При переносе $+8$ вправо должно получиться $-8$, поэтому $3x=12$ и $x=4$". |
2 мин | Учитель показывает второе решение: $2(x-3)=2x-6$; $2x-6=2x+4$; $-6=4$. Реплика: "Что показывает полученное противоречие? Можно ли назвать исходное уравнение имеющим корень?" | Отвечают: "Получилось неверное равенство, значит корней нет"; объясняют, что после сокращения одинаковых выражений возникло противоречие. |
2 мин | Учитель предлагает взаимопроверку по трём критериям: правильный перенос, последовательность равносильных преобразований, проверка ответа. "Поставьте две звезды за сильные стороны и одно пожелание, если видите, что можно улучшить." | Проверяют решение соседа, записывают две сильные стороны и одно конкретное пожелание, например: "Добавь проверку" или "Покажи раскрытие скобок". |
Этап 6. Практическое применение в задаче (7 мин)
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель читает условие полностью: "В пункте проката велосипедов действует правило: за первые 2 часа аренды платят 300 рублей, а за каждый следующий час — 120 рублей. Клиент заплатил 780 рублей. Сколько часов он пользовался велосипедом? Обозначьте общее число часов буквой $x$ и составьте уравнение." | Выделяют известные и неизвестную величины, обозначают общее время буквой $x$, составляют уравнение $300+120(x-2)=780$. |
3 мин | Учитель спрашивает: "Раскройте скобки и решите уравнение. Почему выражение $x-2$ описывает число часов после первых двух? Проверьте смысл ответа: может ли количество часов быть отрицательным или дробным в данном контексте?" | Решают: $300+120x-240=780$; $120x+60=780$; $120x=720$; $x=6$. Объясняют: "После первых двух часов остаётся $x-2$ часов". Проверяют: $300+120\cdot4=780$. |
1 мин | Учитель подводит вывод: "Уравнение не заменяет рассуждение, а записывает его кратко. Если ответ не соответствует смыслу ситуации, необходимо проверить модель, вычисления и единицы измерения." | Записывают ответ с единицей измерения: «Клиент пользовался велосипедом 6 часов». |
Эталон решения
Этап 7. Самостоятельная работа с самопроверкой и рефлексия (5 мин)
Время | Действие учителя | Действие учеников |
|---|---|---|
3 мин | Учитель выдаёт мини-задание: "Самостоятельно решите уравнение $4(x+1)-3=2x+9$ и выполните проверку. Затем сравните результат с эталоном на экране. Не исправляйте решение молча: отметьте место, где возникло затруднение." | Решают: $4x+4-3=2x+9$; $4x+1=2x+9$; $2x=8$; $x=4$. Проверяют: $4(4+1)-3=17$, $2\cdot4+9=17$. |
2 мин | Учитель раздаёт билет на выход и говорит: "Ответьте письменно на два вопроса: какое преобразование сегодня стало понятнее; какая ошибка остаётся опасной лично для вас? Поставьте стикер: зелёный — решаю самостоятельно, жёлтый — нужна тренировка, красный — нужен разбор с учителем." | Заполняют билет на выход, выбирают цвет самооценки и формулируют личный следующий шаг. |
Критерии оценивания практической работы
- «5» — верно решены оба обязательных уравнения и не менее двух заданий повышенного уровня, преобразования записаны последовательно, выполнена проверка, в задаче получен осмысленный ответ с единицей измерения.
- «4» — верно решены оба обязательных уравнения и одно повышенное либо допущена одна вычислительная ошибка, исправленная при самопроверке; алгоритм и основные преобразования записаны корректно.
- «3» — решено не менее двух обязательных заданий с отдельными ошибками в переносе или вычислениях, но общий алгоритм распознан и часть преобразований выполнена верно; ученик может объяснить ошибку после подсказки.
Рефлексия
Вопрос для ученика | Цель вопроса |
|---|---|
Что означает, что два уравнения равносильны? | Проверить понимание ключевого понятия темы, а не только механическое владение алгоритмом. |
Какое преобразование при решении уравнения вы теперь выполняете уверенно? | Выявить осознанно освоенный шаг алгоритма и поддержать учебную мотивацию. |
На каком шаге вы чаще всего ошибаетесь: при раскрытии скобок, переносе слагаемых, приведении подобных или проверке? | Выявить индивидуальные точки затруднения для последующей дифференциации. |
Какой уровень домашнего задания вы выбираете и почему? | Проверить самооценку, готовность к автономному выбору и адекватность учебной цели. |
Завершающее слово учителя
Домашнее задание
Уровень | Что задать | Зачем |
|---|---|---|
Базовый (обязательный) | Решить 4 линейных уравнения вида $ax+b=cx+d$, включая одно уравнение со скобками; выполнить проверку каждого корня. | Закрепляет базовый алгоритм; при проверке обратить внимание на изменение знаков при переносе и запись проверки. |