林 芬
(廈門市同安區(qū)第一實驗小學(xué),福建廈門 361100)
數(shù)學(xué)知識的形成依賴于直觀,數(shù)學(xué)的發(fā)展過程也表明,再抽象的數(shù)學(xué)知識總能找到相對直觀的表征和揭示,很多重要的數(shù)學(xué)內(nèi)容、概念,不僅具有“數(shù)的特征”,也有“形的表征”。在數(shù)的計算教學(xué)中,對于一些抽象的數(shù)學(xué)計算,不妨充分利用圖形的幾何直觀,通過數(shù)形結(jié)合的方法,幫助學(xué)生理解和接受抽象的內(nèi)容與方法,把握計算的本質(zhì),促進(jìn)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,讓計算學(xué)習(xí)邁入深刻[1]。
事實上,無論是生活中還是課堂學(xué)習(xí)中,從開始認(rèn)數(shù),就在不斷使用幾何直觀。認(rèn)識小數(shù)、分?jǐn)?shù),理解整數(shù)、小數(shù)、分?jǐn)?shù)的四則運(yùn)算,也在大量地使用幾何直觀。例如:分?jǐn)?shù)乘法的幾何模型,為什么分母相乘、分子相乘,所得結(jié)果,有的也可化為最簡分?jǐn)?shù),采用數(shù)形結(jié)合,算理一目了然。如的分?jǐn)?shù)乘法計算,要使學(xué)生意識、體會到結(jié)合直觀的作用,很重要的一條策略是激活學(xué)生的主觀能動性,讓學(xué)生自己畫圖探索的結(jié)果,比起只觀察、不動手,效果要好得多。
課堂上,學(xué)生對抽象的運(yùn)算定律理解往往停留在模仿與生搬硬套的層面上,這給孩子的學(xué)習(xí)帶來了記憶的負(fù)擔(dān),在實際應(yīng)用中又容易產(chǎn)生運(yùn)算定律之間的混淆運(yùn)用,錯誤頻頻,讓師生煩惱不已。如在教學(xué)乘法分配率后,學(xué)生會出現(xiàn)許多的“(a×b)×c”與“(a+b)×c”混淆,“(a+b)×c”變成“a+b×c或a×c +b”等此類錯誤。究其原因,其實是學(xué)生對運(yùn)算定律的感悟不足,只建立的表象,沒有深入了解其內(nèi)在的本質(zhì)。
其實數(shù)與形之間是相互依存的共同體,存在著一一對應(yīng)的關(guān)系。在教學(xué)中,將直觀的“形”與抽象的“數(shù)”一一對應(yīng),以形表數(shù)理解運(yùn)算定律的直觀模型,使學(xué)生掌握抽象的運(yùn)算規(guī)律[2]。如在教學(xué)中可以利用長方形周長的計算經(jīng)驗引出抽象的乘法分配律。先讓學(xué)生用兩種方法求出長方形的周長,“5×2+4×2=18”,“(5+4)×2=18”,從形到數(shù),利用已有的解決問題經(jīng)驗得出算法。再讓孩子“指一指”式子中每一步運(yùn)算表示的是圖上的哪一部分,經(jīng)歷數(shù)與形的一一對應(yīng)過程,明晰每一步運(yùn)算代表的直觀意義,理解“5×2+4×2=(5+4)×2”的意義。隨后隱去圖中的具體數(shù)據(jù)變成字母a、b,讓學(xué)生再算周長。利用學(xué)生的錯誤質(zhì)疑“(長+寬)×2=長+寬×2”?讓學(xué)生作圖辨析,在這數(shù)形對應(yīng)的過程中,讓乘法分配率的抽象模型有了更深刻的了解。
幾何直觀解題的最大優(yōu)勢是將抽象問題形象化,將數(shù)字信息反映在圖形上,直觀地表現(xiàn)數(shù)量關(guān)系,從而獲得解題思路。例如求的和”這樣一道復(fù)雜的分?jǐn)?shù)連加計算題。學(xué)生通常是用“通分”進(jìn)行計算,伴隨著加數(shù)的增加,學(xué)生會因為“通分比較復(fù)雜”,而減少對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。因此,我啟發(fā)學(xué)生嘗試把算式轉(zhuǎn)化成圖形,在一個正方形中把所有加數(shù)所代表的區(qū)域都涂上顏色,二全部加數(shù)的和就是用整個正方形的面積減去空表部分的面積(即1-)。這樣簡便而直觀的教學(xué)方法,凸顯了數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征,提高了學(xué)生的思維能力,拓展了解題思路。
適時借助直觀幾何,滲透“數(shù)形結(jié)合”的思想,讓信息得到呈現(xiàn)與轉(zhuǎn)化,讓計算解題更簡便直觀,解題思路更多元。
復(fù)習(xí)課就像一根“雞肋”,總感覺單調(diào)乏味,復(fù)習(xí)了感覺也就是走過場,學(xué)生毫無興趣。特別是計算課的復(fù)習(xí),學(xué)生只停留在“知識層面”上,嚴(yán)重影響了學(xué)習(xí)效果。如果顛覆以往復(fù)習(xí)方式,巧妙借助幾何直觀,幫助學(xué)生梳理知識,構(gòu)建知識框架,會大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣并深化知識內(nèi)涵。
例如“運(yùn)算定律與簡便計算單元復(fù)習(xí)”的教學(xué)片段:①教師出示圖形(如圖一),問學(xué)生你想到了什么?
生1:周長C=(12+25)×2,生2:面積S=12×25。②課件展示:25×12和12×25,生:這個是我們學(xué)過的乘法交換律a×b=b×a。③師:如果把這長方形平均分成3份(如圖二),那么25×12=25×(4×3)……,這個等式運(yùn)用了學(xué)
過的什么性質(zhì)?生:乘法結(jié)合律(a×b)×c=a×(b×c)。
③師:如果是這樣的情況呢?(如圖三),你能求出長方形的面積嗎?生:能25×6+25×6,也可以25×(6+6)。那就是用了……。
利用幾何直觀貫穿復(fù)習(xí)內(nèi)容主線,巧妙溝通了運(yùn)算定律的產(chǎn)生與以往知識的聯(lián)系,讓學(xué)生感悟到運(yùn)算定律的產(chǎn)生及其應(yīng)用,體會了數(shù)學(xué)的變化之美、簡約之美。
數(shù)與代數(shù)的教學(xué)領(lǐng)域中,如果與幾何直觀有效結(jié)合,就能使知識點的學(xué)習(xí)環(huán)環(huán)相扣,形成一個網(wǎng)狀的知識結(jié)構(gòu),使學(xué)生在理解形與數(shù)的基礎(chǔ)上,有效提取并建構(gòu)抽象數(shù)的計算算理與規(guī)律。
[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版本)[S]北京:北京師范大學(xué)出版社,2012.
[2] 曹培英.“數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)”核心詞的解讀與實踐研究[J].上海:上海教育出版社,2017.