□文/重慶市南岸區(qū)天臺(tái)崗小學(xué)校 鄒冰秋
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)》指出:數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學(xué)。由此可見:數(shù)學(xué)研究的問題就是數(shù)與形這兩方面的問題,所以“數(shù)”與“形”是數(shù)學(xué)中最基本的兩個(gè)研究對(duì)象。他們分別是數(shù)量關(guān)系和空間形式的體現(xiàn),兩者看似對(duì)立卻又相互統(tǒng)一,在一定的條件下還可相互轉(zhuǎn)化。數(shù)與形之間的關(guān)系叫做“數(shù)形結(jié)合”?!皵?shù)形結(jié)合”既是一種重要的數(shù)學(xué)思想,也是一種重要的數(shù)學(xué)方法。主要包含了兩方面內(nèi)容:“以形助數(shù)”和“以數(shù)解形”。利用“數(shù)形結(jié)合”的思想解決數(shù)學(xué)問題不僅能使復(fù)雜、抽象、枯燥、無味的數(shù)學(xué)問題變得簡單、直觀、有趣、生動(dòng),而且還助于學(xué)生理解題目的含義,有利于學(xué)生分析題目中顯性和隱性條件的聯(lián)系,有利于拓寬學(xué)生的解題的思路,所以運(yùn)用“數(shù)形結(jié)合”的思想解決問題在數(shù)學(xué)中有著重要的指導(dǎo)意義。那么在現(xiàn)行的小學(xué)數(shù)學(xué)教材中哪些內(nèi)容體現(xiàn)了“數(shù)形結(jié)合”思想?“數(shù)形結(jié)合”思想在教學(xué)中有什么作用?筆者認(rèn)為可從以下幾個(gè)方面來分析:
小學(xué)數(shù)學(xué)教材中的數(shù)學(xué)知識(shí)呈現(xiàn)方式大多以情景為主,許多學(xué)生在閱讀教材時(shí)被情景吸引,不能對(duì)情景背后所蘊(yùn)含的知識(shí)本質(zhì)進(jìn)行分析和理解。通過數(shù)形結(jié)合可以將情景中的數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行提煉,讓看似粗淺的問題變?yōu)樯羁獭?/p>
例如:在數(shù)學(xué)人教版教材六年級(jí)上冊(cè)《分?jǐn)?shù)乘分?jǐn)?shù)》時(shí),由于學(xué)生在前一節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)了《求一個(gè)數(shù)的幾分之幾是多少?》即整數(shù)乘分?jǐn)?shù)的含義及方法,學(xué)生通過遷移、類推的方法能計(jì)算出分?jǐn)?shù)乘分?jǐn)?shù)的結(jié)果,但這僅僅只是計(jì)算方法的求解,對(duì)分?jǐn)?shù)乘分?jǐn)?shù)的含義及為什么要這樣計(jì)算并沒有真正的凸顯,所以教材把利用“數(shù)形結(jié)合”的方式對(duì)分?jǐn)?shù)乘分?jǐn)?shù)的含義進(jìn)行了凸顯。
例題為:李伯伯家有一塊1/2公頃的地,其中的1/5種土豆,種土豆的面積是多少公頃?根據(jù)題意本題也就是1/2公頃的1/5是多少?列式為1/2×1/5=?根據(jù)整數(shù)乘分?jǐn)?shù)的方法可得:
從上圖清晰的表達(dá)出:
通過“數(shù)形結(jié)合”我們可以清晰的知道:求1/2的1/5所表示的含義,通過含義我們理解了算理,有利于加深學(xué)生對(duì)分?jǐn)?shù)乘分?jǐn)?shù)含義和算理的理解,使原本粗淺的知識(shí)變得深刻。
據(jù)研究表明:小學(xué)生的思維以具體形象思維為主,特別是小學(xué)一、二年級(jí)的學(xué)生,而且他們的已有認(rèn)知有限,對(duì)于某些抽象的概念認(rèn)識(shí)比較困難,而數(shù)學(xué)卻是以抽象為核心的學(xué)科,所以數(shù)學(xué)教材中的某些知識(shí)中對(duì)于小學(xué)生來說具有一定程度的模糊性和不易理解性。利用“數(shù)形結(jié)合”的思想和方法能使這些模糊的、難理解的知識(shí)轉(zhuǎn)化為清晰、具體的知識(shí),便于學(xué)生理解與掌握。
例如,人教版教材在二年級(jí)(上冊(cè))《認(rèn)識(shí)乘法》一課中,教材出現(xiàn)了如下主題圖:
通過分析得出:教材調(diào)動(dòng)了學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)——看圖列式,并利用數(shù)形結(jié)合的思想直觀、形象、生動(dòng)的展示出了情景,引導(dǎo)學(xué)生列出加數(shù)相同的算式:3+3+3+3+3=15由此讓學(xué)生初步感知乘法由來。教材運(yùn)用數(shù)與形相結(jié)合的方式,降低了學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的難度。在實(shí)際教學(xué)中教師運(yùn)用多媒體技術(shù)連續(xù)展現(xiàn)一架小飛機(jī)上有三人,然后依次出現(xiàn)這樣的第二架飛機(jī),第三架飛機(jī)……,一直到第五飛機(jī),提問:一共有多少人呢?學(xué)生用同數(shù)相加的方法來列式。接著,教師繼續(xù)出示多架小飛機(jī)的畫面提問:“如果有6架飛機(jī),10架飛機(jī),甚至100架呢,怎么辦?”,學(xué)生驚呆了:?。√嗔?,太難寫了,寫不完?!边@時(shí),建立乘法的概念水到渠成!教師順勢(shì)而導(dǎo):我們可以用乘法來表示。然后揭示課題“認(rèn)識(shí)乘法”。3+3+3+3+3=15也就是5個(gè)3相加,可寫成5×3=15,然后用形表示出5、3和15分別表示圖中哪些含義。在此數(shù)形結(jié)合不僅使學(xué)生理解了乘法的意義,體會(huì)到乘法產(chǎn)生的必要性,而且懂得了乘法就是求幾個(gè)相同加數(shù)的和的簡便運(yùn)算。
由此可見整個(gè)數(shù)形結(jié)合的引導(dǎo)過程。首先,教材利用學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn),利用數(shù)形結(jié)合的思想和方法使學(xué)生體會(huì)到“乘法”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)形成過程;其次,教師對(duì)教學(xué)材料的加工(把5架飛機(jī)增加到6架、30架、100架……)使學(xué)生充分感悟到在加數(shù)相同且數(shù)量較多時(shí),列加法算式的不便,促使乘法產(chǎn)生的必要性;最后,學(xué)生理解乘法的含義,且通過比較,感悟到乘法的簡便。從學(xué)生思維活動(dòng)過程來看,經(jīng)歷了從具體到抽象,一般到特殊的過程。由此證明:在教學(xué)中運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想,能夠把對(duì)學(xué)生比較模糊的數(shù)學(xué)知識(shí)變得讓學(xué)生看得見,摸得著,從而清晰、深刻理解知識(shí)的本質(zhì),讓看似模糊的知識(shí)變得清晰。
在教學(xué)中,為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)知識(shí)的有用,教師通常以實(shí)際生活中的問題進(jìn)行教學(xué),但通常現(xiàn)實(shí)生活中的問題都不易于理解,所以教師常常將生活問題進(jìn)行數(shù)學(xué)化,將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)學(xué)問題,再將數(shù)學(xué)問題轉(zhuǎn)換成用符號(hào)或其他圖形表示的題目,這樣易于理解題意,方便我們解題,并且還能拓寬我們解題的思路。所以教師要培養(yǎng)學(xué)生將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,再將數(shù)學(xué)問題抽象為圖形或符號(hào)表達(dá)的形式,這樣當(dāng)我們把實(shí)際問題數(shù)學(xué)化,再與形結(jié)合起來,很多問題就迎刃而解了。
例如:人教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材五年級(jí)上冊(cè)內(nèi)容(如下圖):
像這樣借助直觀的線段圖把復(fù)雜的數(shù)學(xué)行程問題變得簡明、形象,有利于學(xué)生對(duì)題目含義的理解,能幫助學(xué)生能直觀地建立“小林走的路程+小云走的路程=4.5千米”這一數(shù)量關(guān)系,并在此基礎(chǔ)上拓寬了學(xué)生解決問題的思路。本題通過揚(yáng)數(shù)之長,取形之優(yōu),使數(shù)量關(guān)系與空間形式相得益彰,使抽象的數(shù)學(xué)問題變得直觀、形象,加深了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解從而解決問題。
通過對(duì)教材的分析,可以看出數(shù)形結(jié)合的思想與方法幾乎貫穿于整個(gè)小學(xué)數(shù)學(xué)教材之中。數(shù)形結(jié)合通過“以形助數(shù)”或“以數(shù)解形”,將復(fù)雜的問題簡單化,抽象的問題具體化,讓數(shù)學(xué)知識(shí)由粗淺變得深刻,由模糊變得清晰,由抽象變直觀,從而使學(xué)生深刻的理解知識(shí)的本質(zhì),拓寬了學(xué)生解決問題的思路。