摘?要:小學(xué)圖形與幾何教學(xué)中復(fù)雜問(wèn)題的解決需要運(yùn)用轉(zhuǎn)化思想,轉(zhuǎn)化思想就是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí)采用某種方式將問(wèn)題變換、轉(zhuǎn)化,從而解決問(wèn)題的一種方法。使復(fù)雜的問(wèn)題變簡(jiǎn)單,抽象的問(wèn)題變具體,難解的問(wèn)題變?nèi)菀?,使未解決的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為已解決的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)化思想;幾何圖形;解決問(wèn)題
數(shù)學(xué)的靈魂是思想,那轉(zhuǎn)化思想就是核心和精髓,是數(shù)學(xué)思想的靈魂。圖形與幾何一直是數(shù)學(xué)教學(xué)的重要內(nèi)容,能有效發(fā)展學(xué)生的空間觀念。兒童時(shí)代是空間知覺(jué)能力發(fā)展的重要階段,在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生形成空間觀念,運(yùn)用轉(zhuǎn)化思想能促使教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成和滿足學(xué)生發(fā)展的需要,使我們的數(shù)學(xué)教學(xué)工作達(dá)到“教師教得有思想,學(xué)生學(xué)得有深度”。
下面談?wù)勑W(xué)圖形與幾何教學(xué)中問(wèn)題的轉(zhuǎn)化策略。
一、 多種平面圖形面積問(wèn)題的轉(zhuǎn)化策略
小學(xué)階段學(xué)習(xí)的圖形大多為直線型,從最簡(jiǎn)單的長(zhǎng)方形、正方形開始,通過(guò)學(xué)生數(shù)、剪、拼、擺等操作活動(dòng)推導(dǎo)出公式。在教學(xué)《平行四邊形的面積》公式推導(dǎo)時(shí),引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)割補(bǔ)、平移的方式將平行四邊形彩紙轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)方形,學(xué)生通過(guò)動(dòng)手操作,很清楚地知道:拼出的長(zhǎng)方形面積等于長(zhǎng)×寬,因此平行四邊形的面積等于底×高。有了這樣的轉(zhuǎn)化思想的滲透,學(xué)生在學(xué)習(xí)“梯形的面積”時(shí)便有了大膽的猜測(cè):梯形可以轉(zhuǎn)化成我們學(xué)過(guò)的什么圖形呢?學(xué)生自己嘗試、動(dòng)手操作后發(fā)現(xiàn):可以將兩個(gè)同樣的梯形拼成一個(gè)平行四邊形或長(zhǎng)方形,拼成的平行四邊形的底等于梯形的上底加下底的和,拼成的平行四邊形的高等于梯形的高,其中一個(gè)梯形的面積就等于拼成的平行四邊形面積的12。同樣,三角形的面積也可以轉(zhuǎn)化為平行四邊形或長(zhǎng)方形的面積來(lái)求。
學(xué)習(xí)曲線圖形時(shí),可以利用轉(zhuǎn)化思想把曲線圖形轉(zhuǎn)化為直線圖形進(jìn)行研究和探索。它們的“形”雖有很大的不同,但是通過(guò)轉(zhuǎn)化,意義是相互統(tǒng)一的。例如,教學(xué)“圓的面積”一課時(shí),先讓學(xué)生回顧在解決三角形、梯形等圖形面積時(shí),是把它們轉(zhuǎn)化成什么圖形進(jìn)行研究的,接著引導(dǎo)學(xué)生思考:圓可以轉(zhuǎn)化成什么圖形來(lái)研究它的面積呢?學(xué)生利用學(xué)具動(dòng)手操作、探究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn):圓與所轉(zhuǎn)化成的長(zhǎng)方形有聯(lián)系,面積不變,長(zhǎng)方形的寬是圓的半徑、長(zhǎng)方形的長(zhǎng)是圓周長(zhǎng)的一半。通過(guò)長(zhǎng)方形的面積推導(dǎo)出圓的面積公式,學(xué)生感受到化曲為直的轉(zhuǎn)化思想。
二、 規(guī)則立體圖形面積問(wèn)題的轉(zhuǎn)化策略
“圓柱體的表面積”是由兩個(gè)底面積加一個(gè)側(cè)面積組成,底面積是圓形,面積公式已經(jīng)學(xué)過(guò),關(guān)鍵是側(cè)面的曲面面積該怎么求呢?學(xué)生在底面周長(zhǎng)涂上一圈彩色,將圍成的側(cè)面按自己的方式剪下來(lái),有的說(shuō)可以沿著一條高剪開,使側(cè)面轉(zhuǎn)化成長(zhǎng)方形,長(zhǎng)方形的長(zhǎng)等于底面周長(zhǎng),長(zhǎng)方形的寬即圓柱的高,得出側(cè)面的面積=底面周長(zhǎng)×高。也有人說(shuō),沿斜線剪開也是可以的,側(cè)面轉(zhuǎn)化成平行四邊形,平行四邊形的底相當(dāng)于底面周長(zhǎng),平行四邊形的高即圓柱的高,因此側(cè)面的面積=底面周長(zhǎng)×高。滲透轉(zhuǎn)化思想,將求立體的圓柱表面積轉(zhuǎn)化成兩個(gè)圓形底面積和一個(gè)長(zhǎng)方形側(cè)面積的平面圖形的面積之和,學(xué)生得出公式:S=2πr2+Ch。
通過(guò)研究有學(xué)生發(fā)現(xiàn),圓柱體的表面積還可以轉(zhuǎn)化成一個(gè)更大的長(zhǎng)方形。側(cè)面剪開成一個(gè)小長(zhǎng)方形后,將底面圓形剪拼成一個(gè)近似的長(zhǎng)方形,長(zhǎng)為底面圓周長(zhǎng)的一半,寬為圓的半徑,兩個(gè)這樣的底面圓形正好可以拼成一個(gè)長(zhǎng)為底面周長(zhǎng)、寬為半徑的長(zhǎng)方形,將側(cè)面展開圖與這個(gè)長(zhǎng)方形拼在一起,形成一個(gè)更大的長(zhǎng)方形,長(zhǎng)方形的長(zhǎng)=底面周長(zhǎng),寬=圓柱的高+底面半徑,由此可以得出另一個(gè)求圓柱表面積的公式:S=C×(r+h),而這個(gè)公式也可以通過(guò)乘法分配律進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)循序漸進(jìn)的方法學(xué)生逐漸領(lǐng)會(huì)了轉(zhuǎn)化思想,并不斷深化和運(yùn)用這一思想解決了求立體圖形的面積困惑。
三、 不規(guī)則立體圖形面積問(wèn)題的轉(zhuǎn)化策略
轉(zhuǎn)化思想不僅可以推導(dǎo)出幾何圖形的面積公式,同樣在解決立體圖形體積問(wèn)題時(shí)發(fā)揮巨大的作用。學(xué)生在求不規(guī)則近似圓柱的立體圖形體積時(shí)發(fā)現(xiàn),可以將兩個(gè)這樣的立體圖形拼接在一起,底面積不變,圓柱的高是上邊加下邊的和,那么這個(gè)不規(guī)則近似圓柱的立體圖形的體積就是拼接成的大圓柱體積的一半。
將不規(guī)則圖形轉(zhuǎn)化為規(guī)則圖形求體積能幫助學(xué)生更好地優(yōu)化解決復(fù)雜問(wèn)題的思路。是不是所有類似的立體圖形的體積都可以用底面積×(上邊+下邊)÷2呢?學(xué)生列舉了幾組不同的數(shù)據(jù)驗(yàn)證,得出方法成立。在積極探討和熱烈交流中,學(xué)生發(fā)現(xiàn),求這種不規(guī)則近似圓柱的立體圖形的體積公式類似于平面圖形中求梯形的面積,可見運(yùn)用轉(zhuǎn)化策略可以將復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化,使看似不可能解決的難題簡(jiǎn)潔化。
通過(guò)轉(zhuǎn)化思想的滲透與轉(zhuǎn)化方法的應(yīng)用,學(xué)生在學(xué)會(huì)知識(shí)的同時(shí)能感悟和體會(huì)轉(zhuǎn)化策略的好處。例如下面這道題就很好地體現(xiàn)了轉(zhuǎn)化思想在解決復(fù)雜問(wèn)題中的優(yōu)化策略。
例:已知一個(gè)長(zhǎng)方形的表面積是67.92平方分米,底面積是19平方分米,底面周長(zhǎng)是17.6分米,求這個(gè)長(zhǎng)方體的體積?
在探究過(guò)程中學(xué)生發(fā)現(xiàn):把長(zhǎng)方體表面積轉(zhuǎn)化成圓柱表面積來(lái)求,即長(zhǎng)方體的表面積=側(cè)面積+兩個(gè)底面積,側(cè)面積=底面周長(zhǎng)×高,已知長(zhǎng)方體表面積、底面積和底面周長(zhǎng)求高,用(長(zhǎng)方體的表面積-兩個(gè)底面積)÷底面周長(zhǎng)=高,解題思路就變得非常簡(jiǎn)單,最后得出長(zhǎng)方體體積=底面積×高。將六個(gè)面的長(zhǎng)方體轉(zhuǎn)化成三個(gè)面的直柱體能優(yōu)化解題思路,減少計(jì)算量。
數(shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)的靈魂,轉(zhuǎn)化思想是小學(xué)階段重要的數(shù)學(xué)思想方法之一,尤其在解決幾何圖形面積和體積問(wèn)題時(shí)能有效加強(qiáng)知識(shí)間的聯(lián)系,幫助學(xué)生理解幾何公式的由來(lái),使學(xué)生學(xué)得有深度,從而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和思維能力。
參考文獻(xiàn):
[1]薛來(lái)鳳.淺談小學(xué)數(shù)學(xué)幾何公式推導(dǎo)的教學(xué)策略[J].新課程學(xué)習(xí)(上),2013(2):70-70.
作者簡(jiǎn)介:
陽(yáng)婷,湖南省衡陽(yáng)市,湖南省衡陽(yáng)高新區(qū)衡州小學(xué)。