中國(guó)歷史上有個(gè)很有名的故事——“曹沖稱象”。年僅六歲的曹沖用許多石頭代替大象,讓石頭的重量和大象等重,通過(guò)一次次稱石頭的重量,從而解決了困擾當(dāng)時(shí)很多有學(xué)問(wèn)的成年人的難題。他的聰明在于將“大”轉(zhuǎn)化成“小”,將無(wú)法稱的“大象”轉(zhuǎn)化成可以稱的“石頭”。由此可見,轉(zhuǎn)化的思想就蘊(yùn)藏于我們的實(shí)際生活中。
日本著名數(shù)學(xué)教育家米山國(guó)藏指出:“學(xué)生所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí),在進(jìn)入社會(huì)后幾乎沒(méi)有什么機(jī)會(huì)應(yīng)用,因而這種作為知識(shí)的數(shù)學(xué),通常在走出校門后不到一兩年就忘掉了。然而不管他們從事什么工作,惟有深深銘刻于頭腦中的數(shù)學(xué)思想和方法等隨時(shí)地發(fā)生作用,使他們受益終身?!笨梢姡處熢诮探o學(xué)生知識(shí)的同時(shí),更應(yīng)滲透數(shù)學(xué)思想與方法。小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的數(shù)學(xué)思想有很多,其中“轉(zhuǎn)化”的思想貫穿整個(gè)小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué),所以顯得尤為重要。
“轉(zhuǎn)化”作為一種基本的數(shù)學(xué)思想,雖然沒(méi)有被單獨(dú)、明顯地提出來(lái),但在小學(xué)各個(gè)年級(jí)都或多或少地有所涉及。那么在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中如何去挖掘并適時(shí)地加以滲透呢?筆者根據(jù)自身的數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐談幾點(diǎn)見解。
一、在推導(dǎo)計(jì)算公式時(shí)滲透“轉(zhuǎn)化”的思想
平面圖形的面積計(jì)算是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分。如三角形、平行四邊形的面積計(jì)算公式都是在長(zhǎng)方形面積計(jì)算的基礎(chǔ)上教學(xué)的。比如在教學(xué)《平行四邊形面積計(jì)算》時(shí),筆者是這樣設(shè)計(jì)的。
在導(dǎo)入新課時(shí),筆者首先出示一個(gè)長(zhǎng)方形,要求學(xué)生說(shuō)出其面積計(jì)算的方法:長(zhǎng)×寬(a×b)。接著,筆者在圖旁出示一個(gè)平行四邊形,讓學(xué)生思考這個(gè)平行四邊形的面積怎樣算。學(xué)生有兩種回答:一是用數(shù)小方格的方法來(lái)算面積;二是兩邊相乘(a×b)。顯然,第二種想法是錯(cuò)誤的。筆者不去評(píng)判對(duì)錯(cuò),而是肯定這位學(xué)生運(yùn)用了“類推”的數(shù)學(xué)思想方法。然后,筆者從這位學(xué)生的錯(cuò)誤想法引導(dǎo)開去,師生共同探討,得出結(jié)論。這時(shí)將平行四邊形左移至長(zhǎng)方形圖上,筆者引導(dǎo)學(xué)生比較:兩個(gè)圖形的面積一樣大嗎?(不一樣大。)哪個(gè)大?大多少?經(jīng)過(guò)仔細(xì)觀察比較,學(xué)生發(fā)現(xiàn)右圖中的陰影部分就是長(zhǎng)方形面積比平行四邊形面積大的部分。既然兩個(gè)圖形的面積不一樣大,這位同學(xué)的a×b能算出平行四邊形的面積嗎?(不能。)學(xué)生懂得了這個(gè)想法是錯(cuò)誤的。那么,這個(gè)平行四邊形的面積到底怎樣計(jì)算呢?今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)《平行四邊形面積的計(jì)算》(板書課題)。
新知識(shí)教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生限于自己的知識(shí)水平,在思考的過(guò)程中出現(xiàn)一些錯(cuò)誤想法是正常的。教師應(yīng)在備課時(shí)“下水”思考,超前估計(jì),順勢(shì)進(jìn)行引導(dǎo)點(diǎn)撥,引出正確想法,為下面求平行四邊形面積時(shí)需要用到它的高而不是斜邊埋下伏筆。
在面積計(jì)算公式的推導(dǎo)過(guò)程中,筆者引導(dǎo)學(xué)生討論:上圖中平行四邊形的面積應(yīng)該怎樣計(jì)算?有的學(xué)生將長(zhǎng)方形外的小直角三角形平移進(jìn)來(lái),原來(lái)的平行四邊形就變成了一個(gè)長(zhǎng)方形。這個(gè)長(zhǎng)方形的面積要用平行四邊形的底乘以平行四邊形的高來(lái)計(jì)算。筆者充分肯定了學(xué)生的發(fā)現(xiàn),然后要求學(xué)生操作驗(yàn)證:上面的平行四邊形經(jīng)過(guò)平移之后,剛巧變成了一個(gè)長(zhǎng)方形,我們能不能把任何一個(gè)平行四邊形都轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)方形呢?試試看。這一問(wèn)題拋給學(xué)生后,筆者組織學(xué)生動(dòng)手操作,通過(guò)割補(bǔ)的方法將平行四邊形變成和它面積相等的長(zhǎng)方形,讓學(xué)生從中感受到轉(zhuǎn)化的思想(如圖1),進(jìn)而根據(jù)平行四邊形與長(zhǎng)方形兩者之間的關(guān)系,類推出平行四邊形的面積計(jì)算公式。
在學(xué)生操作時(shí),筆者進(jìn)一步追問(wèn):是不是每個(gè)平行四邊形都可以剪拼成長(zhǎng)方形?平行四邊形剪拼成長(zhǎng)方形后,它的面積大小有沒(méi)有改變?
學(xué)生通過(guò)多次驗(yàn)證,推導(dǎo)出平行四邊形的面積公式,筆者提問(wèn):我們已經(jīng)會(huì)求長(zhǎng)方形的面積,那么怎樣求平行四邊形的面積呢?我們看,平行四邊形的底和高分別相當(dāng)于拼成的長(zhǎng)方形的什么?板書:長(zhǎng)方形的面積=長(zhǎng)×寬,平行四邊形的面積=底×高。
在此基礎(chǔ)上,筆者進(jìn)行了小結(jié):各種平面圖形是有一定聯(lián)系的,也是可以互相轉(zhuǎn)化的。我們將平行四邊形轉(zhuǎn)化為已經(jīng)學(xué)過(guò)的長(zhǎng)方形,從而找到了計(jì)算平行四邊形面積的方法。這種方法,我們以后還會(huì)用到。
學(xué)生通過(guò)轉(zhuǎn)化推導(dǎo)不僅可以經(jīng)歷從難到易,從未知到已知的過(guò)程,而且可體會(huì)轉(zhuǎn)化思想在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)中的作用。轉(zhuǎn)化指導(dǎo)也為學(xué)生以后學(xué)習(xí)梯形的面積計(jì)算提供了策略和方法。
二、計(jì)算教學(xué)中滲透“轉(zhuǎn)化”思想
數(shù)學(xué)家波利亞曾說(shuō):“當(dāng)原有問(wèn)題看來(lái)不可解時(shí),你不要忘記人類的文明之處,就在于迂回繞過(guò)不能直接克服的障礙,就在于像出某個(gè)設(shè)當(dāng)?shù)妮o助問(wèn)題。”這兒所指的“繞過(guò)不能直接克服的障礙”實(shí)質(zhì)就是轉(zhuǎn)化。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化思想是“把問(wèn)題元素從一種形式向另一種形式轉(zhuǎn)化的能力”。例如口算125×56時(shí),我們可將它轉(zhuǎn)化成125×8×7,將56這個(gè)數(shù)轉(zhuǎn)化成8×7這一條算式,從而避免繁瑣的筆算過(guò)程。轉(zhuǎn)化思想還表現(xiàn)為“把求解的過(guò)程轉(zhuǎn)化為已有知識(shí)范圍內(nèi)可解的問(wèn)題”。比如小數(shù)乘小數(shù)的計(jì)算教學(xué)中,就是將小數(shù)乘法轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法來(lái)計(jì)算。例如計(jì)算3.6×0.18,先將它轉(zhuǎn)化成36×18,再根據(jù)積的變化規(guī)律,最終得出積。
三、解決實(shí)際問(wèn)題中滲透“轉(zhuǎn)化”思想
如果數(shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)的靈魂,那么轉(zhuǎn)化思想就是數(shù)學(xué)思想的核心和精髓,是數(shù)學(xué)思想的靈魂。“稱象”的問(wèn)題在今天看來(lái)已經(jīng)不是一個(gè)難題了。類似于這樣的問(wèn)題有很多,如在計(jì)算不規(guī)則圖形的面積(周長(zhǎng))時(shí),將不規(guī)則的圖形“轉(zhuǎn)化”成學(xué)過(guò)的平面圖形,從而可以運(yùn)用面積(周長(zhǎng))公式輕松解決。例如圖(2),如果用常規(guī)的思維很難解答,但如果轉(zhuǎn)化思維,通過(guò)割補(bǔ)的方法,將其轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)方形,難題便迎刃而解了。再如圖(3),如果想求出左邊圖形的周長(zhǎng),需要了解各條邊的數(shù)據(jù),事實(shí)并非如此,我們只需稍作移動(dòng),并能將其轉(zhuǎn)化成右邊的長(zhǎng)方形。看來(lái)解決類似問(wèn)題的關(guān)鍵還是“轉(zhuǎn)化”。通過(guò)轉(zhuǎn)化,將未知轉(zhuǎn)化為已知,將繁瑣轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單,將抽象轉(zhuǎn)化為具體??梢哉f(shuō)解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),“轉(zhuǎn)化”思想幾乎無(wú)處不在。
轉(zhuǎn)化思想方法的特點(diǎn)是具有靈活性和多樣性。在應(yīng)用轉(zhuǎn)化的思想方法去解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的模式去進(jìn)行。在數(shù)學(xué)操作中實(shí)施轉(zhuǎn)化時(shí),我們要遵循熟悉化、簡(jiǎn)單化、直觀化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則,即遇到的問(wèn)題,通過(guò)轉(zhuǎn)化變成比較熟悉的問(wèn)題來(lái)處理;或者將較為繁瑣、復(fù)雜的問(wèn)題,變成比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題;或者比較難以解決、比較抽象的問(wèn)題,轉(zhuǎn)化為比較直觀的問(wèn)題,以便準(zhǔn)確把握問(wèn)題的求解過(guò)程;或者從非標(biāo)準(zhǔn)型向標(biāo)準(zhǔn)型進(jìn)行轉(zhuǎn)化。按照這些原則進(jìn)行數(shù)學(xué)操作,轉(zhuǎn)化過(guò)程省時(shí)省力,有如順?biāo)浦郏?jīng)常滲透轉(zhuǎn)化思想,可以提高解題的水平和能力?!缎W(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:課程內(nèi)容,不僅包括數(shù)學(xué)結(jié)論,而且包括數(shù)學(xué)結(jié)論的形成過(guò)程和數(shù)學(xué)思想方法??梢姅?shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)的靈魂,數(shù)學(xué)方法是數(shù)學(xué)的行為。教師應(yīng)充分挖掘教材中的數(shù)學(xué)思想方法,讓學(xué)生了解、學(xué)習(xí)并掌握這些思想方法,以便更好地、有效地開展自主學(xué)習(xí)。