江蘇蘇州高新區(qū)達善小學校(215151) 羅曉喻
數(shù)形結(jié)合是一種常見的數(shù)學思想,但是,具體教學中,許多教師忽視了它的強大功能,或是一筆帶過,或是片面地強調(diào)它輔助解題、幫助理解題意的功用。其實,深究起來,數(shù)形結(jié)合不僅是輔助理解那么簡單,它還有揭示數(shù)學概念、驗證算理、尋求解題突破口等用途。
2011版課程標準將幾何圖形的教學內(nèi)容按照“三維——二維——三維”的回環(huán)結(jié)構(gòu)編排,并且在同一階段中,對圖形的認識設(shè)計一定的梯度,從“辨認”到“認識”再到“建?!保寣W生經(jīng)歷借“形”思“形”的過程。
【案例1】長方體和正方體的認識。
教師拿出土豆,然后讓學生按照要求切分土豆。學生切下第一刀后,電腦演示將土豆一剖為二。讓學生觸摸切面,比較新切面和原表面有何差異。學生發(fā)現(xiàn)切面為平面。在這個平面上再切第二刀,電腦演示分切過程。教師提問:“出現(xiàn)了什么變化?”學生答復(fù):“出現(xiàn)一條直直的線”。教師指明這條線就叫“棱線”,揭示“兩個平面相交形成棱”。學生再切一刀又出現(xiàn)一條棱,除了多出一條棱,還生成了一個頂點。此時教師引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)三條棱交匯產(chǎn)生一個頂點,即三棱交接處為頂點。接著,再切三刀就得到長方體。教師讓學生數(shù)出長方體的棱、面、頂點的數(shù)量。最后,請學生分享探究成果:長方體一共有8個頂點、6個面、12條棱。
借“形”思“形”,簡而言之就是經(jīng)過動手操作,感受幾何直觀。學生雖是首次接觸立方體,對其中的一些概念名詞也是初次接觸,但是他們在幼兒時期接觸過許多類似的物件,對長方體的結(jié)構(gòu)都有感性經(jīng)驗,只是沒有形成明確的學科概念。因此,課始階段,切土豆的活動就能調(diào)取學生已有的面、棱、頂點等感性經(jīng)驗,為學生構(gòu)想長方體的幾何元素提供表象支架。
著名數(shù)學家華羅庚說過:“數(shù)以形而直觀,形以數(shù)而入微?!眻D形總是以其生動、形象的特點,給人以強烈的視覺信號。通過幾何直觀,可以將生活中抽象難比擬的事理,簡明直接地呈現(xiàn)出來,于是,課堂上用鮮明搶眼的“形”去詮釋、證實抽象的“理”是最佳選擇。
【案例2】筆算乘法。
教師出示例題:每盒有12支鋼筆,4盒鋼筆一共多少支?學生列式:12×4=48。
教師讓學生簡述計算過程,并匯報交流。(點名幾位學生上臺書寫)
教師讓學生重點解說最后一種豎式解法:
將圖解與算式相結(jié)合,可得:
分析圖示可知,先是將每個12分成兩部分,然后分別擴增4倍,變?yōu)?個10和4個2,對應(yīng)到豎式中,4乘2等于8,是計算4個2這部分;4乘十位上的1(代表10)等于40,是計算4個10這部分,合并計算兩部分就是48。
在圖解乘法豎式時,將所有運算步驟“10×4=40,2×4=8,40+8=48”全部用圖形進行說明,做到數(shù)形結(jié)合,算理清晰,讓學生徹底開悟。
解應(yīng)用題時,“數(shù)”依靠“形”可將題意直觀化,培養(yǎng)學生的形象思維;用圖來解析和推斷,能化難為易,提高解題效率。
【案例3】題目:甲乙兩輛汽車同時從A、B兩地相向而行,甲車行駛了總里程的,乙車行駛了總里程的,此時,兩車相距220千米,求A、B兩地距離是多少?
解析:單看文字表述,題干中的“220千米”無法確定為全長的幾分之幾,而依題意畫出線段圖,其中玄機自然顯現(xiàn):
看圖可知:“220千米”是兩車相遇之后錯開的距離,在兩車行駛路線的重疊處:
③僅僅截取中間一段距離看:“220千米”對應(yīng)全長的份額是,所以全長為220÷;
④對比全長看,“220千米”是兩車行駛總里程與全長的差,所以全長為。
從上例可以看出,復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系,通過圖解可以做出不同角度的判斷,在看似無關(guān)的數(shù)據(jù)間,可以捕獲到有利和有效的解題線索。
在教學過程中,充分利用幾何直觀,可以讓學生另辟蹊徑,把抽象問題變得具體可操作,把靜止的數(shù)字問題變成靈活的游戲問題,增強題目的趣味性和可塑性。
【案例4】“雞兔同籠”問題。
題目:雞兔同籠共有8個頭和26條腿,分別求雞和兔的數(shù)量。
教師先要求學生畫圖解決問題,學生展示做法。用圓圈代表頭數(shù)用短線表示腿數(shù),在每個頭下面配上兩條腿,得到8個頭、16條腿,比題目中給出的條件少了10條腿,把剩下的10條腿補畫到5個頭下,每個頭補加2條腿,這樣一來,就有5個頭有四肢,所以兔子數(shù)為5個,由此可推斷雞數(shù)為3只。
數(shù)形結(jié)合,其目的就是通過“形”來簡化解題程序,降低思維難度,克服思維障礙。通過畫圖可以給出數(shù)字無法表現(xiàn)的解題線索,讓學生切實感受到幾何直觀對解題的重要作用。