草圖是一種畫圖形式,在數(shù)學(xué)教學(xué)中更是一種重要的解題策略。草圖策略,即根據(jù)數(shù)學(xué)信息和問題畫出相應(yīng)的圖形來幫助審題、理解題意和分析數(shù)量關(guān)系,從而使復(fù)雜的問題變得簡單,抽象的問題變得直觀,最終輕松地解決實際問題。本文旨在通過對學(xué)生畫圖解題的現(xiàn)狀的分析,并結(jié)合筆者的教學(xué)經(jīng)驗,談?wù)劜輬D策略在小學(xué)高年級數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。
一、探究的背景
近幾年,筆者一直擔(dān)任小學(xué)高年級數(shù)學(xué)的教學(xué)。在課堂練習(xí)、課后作業(yè)和考試測驗中發(fā)現(xiàn),得分率較低的題型主要有:稍微復(fù)雜且抽象的應(yīng)用題、較難的空間幾何知識題以及綜合題。學(xué)生對這些類型的題目往往是一知半解,尤其是遇到那些數(shù)學(xué)信息較隱蔽、數(shù)量關(guān)系較抽象的題目時更是束手無策。
例如,在一次六年級上冊第四單元的測試之后,筆者通過對本班的試卷分析發(fā)現(xiàn):第五大題“解決問題”中的第5小題得分率只有30%。題目是這樣的:在一個直徑為10米的花園的外邊沿鋪一條寬1米的小路,求這條小路的面積。本題的特點是:文字少,條件少,看起來簡單。但是,題中的數(shù)量10米和1米之間的關(guān)系卻較為抽象,不能直接看出它們之間的關(guān)系。因此,學(xué)生在解題時,容易出現(xiàn)以下錯誤:
3.14×(102-12)=310.86(平方米);10÷2=5(米),3.14×(52-12)=75.36(平方米)。
其實,只要我們根據(jù)該題的數(shù)學(xué)信息畫出相應(yīng)的草圖,就可以使題中的數(shù)量關(guān)系變得清晰、明了,從而輕松解題。從圖1中便可看出:
求小路的面積就是求圓環(huán)的面積。內(nèi)圓半徑:10÷2=5(米);外圓半徑:5+1=6(米);小路的面積:3.14×(62-52)=34.54(平方米)
由此可見,畫圖解題既是數(shù)形結(jié)合思想的體現(xiàn),又是重要的解題策略。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,畫圖策略主要表現(xiàn)在把抽象的數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)膱D形,從圖形的直觀特征發(fā)現(xiàn)數(shù)量之間存在的聯(lián)系,以達到化復(fù)雜為簡單、化抽象為直觀和化隱為顯的目的,最終更輕松地解出題目。
值得深思的是:既然畫圖可以幫助學(xué)生順利解題,為什么大多數(shù)學(xué)生在解題時卻不愿畫圖呢?于是,筆者對學(xué)生畫圖解題的現(xiàn)狀進行了調(diào)查分析。
二、學(xué)生畫圖解題的現(xiàn)狀分析
筆者對班上的學(xué)生進行了一次問卷調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容如下:
①在平時解題中,如果遇到一些稍復(fù)雜的問題(既不是空間圖形題,又沒有作圖要求),有沒有嘗試過畫圖來幫助解題?
A.經(jīng)常 B.偶爾 C.沒有
?、谀阆矚g通過畫圖來解決問題嗎?為什么?
A.喜歡 B.不喜歡
喜歡的原因:______________
不喜歡的原因:_____________
調(diào)查結(jié)果可歸納為兩點。其一,平時解題時,如果遇到稍復(fù)雜的問題(既不是空間圖形題,又沒有作圖要求),只有約11%的學(xué)生會嘗試畫圖去解題。其二,學(xué)生喜歡畫圖解決問題是因為畫圖可以使復(fù)雜的問題變得簡單,可以更清楚地分析數(shù)量之間的關(guān)系;學(xué)生不喜歡畫圖解決問題是因為覺得畫圖很麻煩,很浪費時間。
調(diào)查顯示,學(xué)生畫圖解題的意識較淡薄,究其原因是受到平時畫圖規(guī)范的影響,認(rèn)為畫圖不但要用尺子一板一眼地畫,還要畫得準(zhǔn)確,結(jié)果學(xué)生把圖畫得很漂亮,可是畫圖的意識卻被壓抑了。
其實,在教學(xué)中我們不難發(fā)現(xiàn),在解決許多較為復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時是不需要畫規(guī)范圖的,只要能根據(jù)題意畫出簡單明了的草圖,幫助分析題中的數(shù)量關(guān)系就可以了。而且,同一道題的數(shù)量關(guān)系可以用不同的草圖來表達。草圖既可以突顯畫圖的靈活性,發(fā)揮學(xué)生的思維創(chuàng)造力,又可以節(jié)省時間,有效地提高解題效率。
因此,筆者認(rèn)為,在小學(xué)階段,尤其在小學(xué)高年級數(shù)學(xué)的教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生深刻體會到草圖解題的應(yīng)用價值,培養(yǎng)學(xué)生畫草圖解題的習(xí)慣,讓草圖成為學(xué)生的解題策略。
三、草圖策略的應(yīng)用
小學(xué)數(shù)學(xué)教材中有許多數(shù)學(xué)問題都可以通過畫草圖來解決,這就需要教師充分挖掘能體現(xiàn)畫草圖的教學(xué)內(nèi)容,在教學(xué)中根據(jù)具體情況適當(dāng)?shù)貞?yīng)用草圖策略,讓學(xué)生體驗草圖策略的價值。現(xiàn)以人教版五、六年級的相關(guān)知識內(nèi)容為例,談?wù)劜輬D策略的應(yīng)用。
1. 畫草圖解決稍復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題——化復(fù)雜為簡單
在解決一些稍復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時,由于題中數(shù)量關(guān)系比較復(fù)雜,學(xué)生較難理解數(shù)量之間的關(guān)系。這時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生畫草圖,通過數(shù)與形相結(jié)合的形式,將數(shù)量之間的關(guān)系清晰地梳理出來。
例如,教學(xué)例題“白色皮有20塊,比黑色皮的2倍少4塊。共有多少塊黑色皮?”筆者要求學(xué)生熟讀題目,明確題目中的條件和問題,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題意,用自己喜歡的方式畫草圖來理清數(shù)量之間的關(guān)系。
結(jié)果學(xué)生所畫的草圖主要有:示意圖和線段圖。
生1:
生2:
生3:
對于學(xué)生畫出的各種草圖,教師都應(yīng)給予肯定,鼓勵學(xué)生的求異思維,并讓學(xué)生通過自己所畫的圖說說自己的解題思路。通過對比不同的草圖,讓學(xué)生認(rèn)識到,畫草圖來解題是一種很重要的解題策略。
然后,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)線段圖列出數(shù)量關(guān)系式。最后,列出方程:
?、俸谏さ膲K數(shù)×2-白色皮的塊數(shù)=4 → 2x-20=4
②黑色皮的塊數(shù)×2-4=白色皮的塊數(shù) → 2x-4=20
?、酆谏さ膲K數(shù)×2=白色皮的數(shù)+4 → 2x=20+4
④黑色皮的塊數(shù)=(白色皮的塊數(shù)+4)÷2 → x=(20+4)÷2
如果學(xué)生僅從字面理解題意,那么班上只有很少的學(xué)生能準(zhǔn)確地列出數(shù)量關(guān)系式,而且這些學(xué)生只會列一種或兩種方程;如果教師引導(dǎo)學(xué)生畫草圖分析題意,那么班上大部分學(xué)生能準(zhǔn)確地列出數(shù)量關(guān)系式,并列出不同的方程來解題。
另外,草圖除了可以幫助分析稍復(fù)雜的方程問題,還可用于稍復(fù)雜的分?jǐn)?shù)或百分?jǐn)?shù)問題的分析上,均可有效地幫助學(xué)生解題(見表1)。
2. 畫草圖解決抽象的數(shù)學(xué)問題—— 化抽象為直觀
“數(shù)學(xué)廣角”的設(shè)置是教材改革的一大亮點,也是教學(xué)內(nèi)容中的一個難點。許多學(xué)生都覺得“數(shù)學(xué)廣角”里的知識很抽象,難以理解,尤其是到了小學(xué)中高年級以后,中差等生學(xué)起“數(shù)學(xué)廣角”里的知識更是格外吃力。其實,在解決這些抽象的數(shù)學(xué)問題時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過畫草圖分析題意,化抽象為直觀,最終解決問題。
例如,教學(xué)例題“籠子里有若干只雞和兔。從上面數(shù),有8個頭,從下面數(shù),有26只腳。雞和兔各有幾只?”許多學(xué)生對題中的數(shù)量關(guān)系不理解,覺得無從下手。這時,筆者引導(dǎo)學(xué)生畫草圖來解題:
①假設(shè)全部是雞:(教師在黑板上畫圖)
那么就有8×2=16只腳,這樣就多出26-16=10只腳。
師:那多出的腳是誰的,怎么辦?
生:多出的腳是兔子的,每只兔子少了2只腳,把腳還給兔子。
?、诎讯喑龅哪_還給兔子:(指名學(xué)生上臺畫圖)
可以還給10÷2=5只兔子。
所以籠子里有5只兔子,3只雞。
通過畫草圖,把形象思維與抽象思維相結(jié)合,于是,題中數(shù)量之間的抽象關(guān)系就在生動形象的草圖中變得一目了然。在課堂練習(xí)中,筆者發(fā)現(xiàn)絕大部分學(xué)生都能用假設(shè)法準(zhǔn)確地解決“雞兔同籠”類的問題(見表二)。
3. 畫草圖解決較難的空間幾何問題——化隱為顯
在解決一些較難的空間幾何問題時,由于題中所給的條件較為隱蔽,學(xué)生則要一邊根據(jù)題意在頭腦中建立表象,一邊從表象中提取有效的信息解題,這樣往往會顧此失彼,導(dǎo)致解題失敗。這時,教師可以引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題意畫草圖,把題中隱蔽的條件充分地顯露出來,更有效地解決問題。
例如,教學(xué)六年級下冊教材第30頁的習(xí)題:有塊正方體的木料,它的棱長是4dm。把這塊木料加工成一個最大的圓柱。這個圓柱體的體積是多少?
筆者先不讓學(xué)生看圖,而讓他們思考怎樣解題。結(jié)果,有一半的學(xué)生不能較好地理解題意,無法找出求圓柱體積的條件??吹竭@種現(xiàn)象,筆者在黑板上畫出草圖:,讓學(xué)生說說從草圖中發(fā)現(xiàn)了什么。結(jié)果,學(xué)生恍然大悟,紛紛舉手回答:正方體的棱長其實就是圓柱的底面直徑和高。
通過畫草圖,學(xué)生找出了題中隱藏的條件,感受到了畫草圖策略的價值(見表3)。
四、草圖策略教學(xué)的建議
要想讓學(xué)生較好地應(yīng)用草圖解題,教師在教學(xué)中應(yīng)指引學(xué)生做到以下三點:
1. 掌握基本圖形的正規(guī)畫法,熟練地手繪草圖
畫草圖時,雖然隨意性較強,但有時也需要一定的畫圖功底,所以,在教學(xué)中應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生掌握一些基本圖形的正規(guī)畫法,在此基礎(chǔ)上逐漸向草圖轉(zhuǎn)移,并適當(dāng)?shù)剡M行拓展。
例如:在教學(xué)五年級下冊第三單元長方體的知識時,筆者先示范畫長方體的正規(guī)圖;當(dāng)學(xué)生掌握畫法后,讓學(xué)生嘗試不用尺子較快地畫出長方體的草圖;接著在筆者的指導(dǎo)下,讓學(xué)生畫出長方體的兩種截面草圖(見圖2):
有了以上的鋪墊,在解決類似問題時就可迎刃而解了。
且看這道例題:一根長3米的方體木料,切成3段,表面積增加80平方厘米,這根木料原來的體積是多少?
相應(yīng)草圖:,由圖可突破難點80平方厘米=4個底面的面積。
2. 草圖力求簡潔明了,目的在于解決問題
畫草圖并不要求精確地把握圖的準(zhǔn)確性,只要能表達出題中數(shù)量之間的關(guān)系,有助于解題即可。但是,據(jù)筆者觀察,有些學(xué)生在畫圖時有一種“畫得不漂亮就決不罷休”的心理,于是就把時間和精力都花在了畫圖上,而不是解題上,造成本末倒置的后果。因此,教師應(yīng)要求學(xué)生在畫草圖的時候做到簡潔明了,速度快,讓學(xué)生明白畫草圖是一種解題策略,最終目的在于解決問題。
例如,解答前面所列舉的那道題:在一個直徑為10米的花園的外邊沿鋪一條寬1米的小路,求這條小路的面積。
雖然該草圖里的圓并不是正規(guī)圖,缺乏美觀,但是該圖簡潔明了,從圖中可以輕松地獲取解題所需的信息。
3. 分享草圖策略的成果,讓學(xué)生體驗成功
每一種習(xí)慣的培養(yǎng)都不可能是一蹴而就的,尤其是畫草圖解決問題的習(xí)慣,它必須經(jīng)過學(xué)生循序漸進、反復(fù)訓(xùn)練才能形成。然而,習(xí)慣的形成必須要有興趣的支撐,而興趣又來源于成功的體驗,因此,要讓學(xué)生充分地感受到畫草圖策略帶來的成功感。
具體做法有三個:一是在練習(xí)中,學(xué)生之間互相分享所畫的草圖,交流解題思路;二是教師應(yīng)多鼓勵學(xué)生采用畫草圖的方法來解題,肯定學(xué)生所畫的不同草圖;三是在學(xué)生完成練習(xí)時,教師細心巡堂,善于在練習(xí)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生畫草圖解題的閃光點,及時在課堂上展示學(xué)生所畫的草圖,并讓學(xué)生根據(jù)草圖說說自己的解題思路,共享畫草圖策略的成果。
小學(xué)高年級的學(xué)生正處于從解決簡單數(shù)學(xué)問題向解決復(fù)合型數(shù)學(xué)問題的發(fā)展過程中,涂涂畫畫有助于學(xué)生對問題的分析和理解。實踐表明,畫草圖是提高學(xué)生解決問題能力的一種有效策略,因此,教師要把畫草圖策略貫穿到教學(xué)中去,并持之以恒。
?。ㄗ髡邌挝唬簭V東省東莞市萬江小享小學(xué))
?。ㄘ?zé)任編輯:徐蘋 梁