湯利萍
(江蘇省南通市海門市三廠小學(xué),江蘇南通 226121)
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)離不開解題,解題的方式可以從一定程度上暴露學(xué)習(xí)水平。但為什么很多學(xué)生做了那么多的題目,還是無法提高解題能力呢?這是一個值得數(shù)學(xué)教師深思的問題。著名數(shù)學(xué)家波利亞曾經(jīng)從宏觀到微觀,對解題過程、解題思維進(jìn)行了系統(tǒng)而又全面的論述。他認(rèn)為相較于具體的解題思路、策略,解題中的數(shù)學(xué)思想更加重要。數(shù)學(xué)思想是學(xué)生解題的靈魂,它猶如一雙“看不見的手”,始終牽引著學(xué)生。因此,研究解題思想無論對于教師的教,還是對于學(xué)生的學(xué),都具有無可比擬的效用。作為一名小學(xué)數(shù)學(xué)教師,應(yīng)通過研究解題思路、策略,幫助學(xué)生掌握解題方法后面蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想,點(diǎn)亮課堂的智慧之燈。
著名數(shù)學(xué)教育家華羅庚說過,“數(shù)形結(jié)合百般好,割裂分家萬事休”。數(shù)(數(shù)與代數(shù))與形(圖形與幾何),是小學(xué)數(shù)學(xué)兩大最為重要的板塊。在解題中,教師要引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系數(shù)與形,以數(shù)析形、以解釋數(shù),從而讓數(shù)與形完美結(jié)合[1]。
例如,在教學(xué)《解決問題的策略》(蘇教版五下)時,教材中有這樣一道習(xí)題:觀察每幅圖中圓的排列規(guī)律,并填空。1=1×1 1+3=4=2×2 1+3+5=9=3×( ) 1+3+5+7=16=( )×( )并且在每個算式前配上了圖形(圖形略)。在一個班進(jìn)行教學(xué)時,筆者按照教材的編寫,按部就班地展開教學(xué)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),學(xué)生對教材意圖并不“領(lǐng)情”,他們不理解轉(zhuǎn)化思想,體會不到轉(zhuǎn)化的作用,對轉(zhuǎn)化的思想沒有形成認(rèn)同,認(rèn)為不轉(zhuǎn)化反而簡便一些。為此,筆者在另一個班教學(xué)時,將題目進(jìn)行了巧妙的“變臉”。
直接出示“1+3+5+……+99”,開始大部分學(xué)生不知所措,幾個思維活躍的學(xué)生開始借助等差數(shù)列進(jìn)行求和,但也是不得要領(lǐng)。顯然,學(xué)生沒有意識到這道題可運(yùn)用數(shù)形轉(zhuǎn)化的思想。當(dāng)學(xué)生處于“心求通而未得”的憤悱狀態(tài)時,筆者畫出了教材中的示意圖(如圖1、圖2、圖3)啟發(fā)學(xué)生。
圖1
圖2
圖3
當(dāng)筆者畫到第三幅圖(圖3)時,學(xué)生恍然大悟,紛紛拿起自己的筆開始構(gòu)圖。他們不僅“以小見大”,發(fā)現(xiàn)了算式中隱藏著的規(guī)律,探尋到解決問題的策略,而且更為重要的是,其通過數(shù)形結(jié)合探究,領(lǐng)略到了數(shù)學(xué)的神奇,感受到數(shù)學(xué)具有的一種內(nèi)在和諧之美。
“數(shù)是形的抽象概括,形是數(shù)的直觀表現(xiàn)。”“數(shù)與形”之間的轉(zhuǎn)化,是小學(xué)高學(xué)段數(shù)學(xué)普遍運(yùn)用的一種轉(zhuǎn)化方法,是轉(zhuǎn)化思想在數(shù)學(xué)中最生動的表現(xiàn)。通過“數(shù)形轉(zhuǎn)化”,不僅能讓學(xué)生認(rèn)識到“數(shù)的意義”,更能讓學(xué)生理解“形的精微”。
數(shù)學(xué)問題,概括而言即為兩類問題:一類是靜態(tài)的數(shù)學(xué)問題;另一類是動態(tài)的數(shù)學(xué)問題。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,動靜是相互轉(zhuǎn)化的。動靜轉(zhuǎn)化,能化復(fù)雜為簡單、化未知為已知。只有將問題轉(zhuǎn)化成我們所熟悉、已知的條件,問題才能迎刃而解。有時,靜態(tài)的問題要進(jìn)行適當(dāng)?shù)膭討B(tài)化才能解決;有時,動態(tài)的問題需要適當(dāng)?shù)撵o態(tài)化方能攻克。只有在動與靜之間實(shí)行轉(zhuǎn)化,才能凸顯問題的本質(zhì),從而辯證、靈動地解決問題[2]。
比如,在教學(xué)《平面圖形的面積》(蘇教版五上)時,遇到了這樣一道習(xí)題:求圖4中“甲三角形的面積”比“乙三角形的面積”大多少平方厘米?
圖4
許多學(xué)生初看到問題時,往往會做靜態(tài)地分析,即學(xué)生會想方設(shè)法地直接求出甲、乙三角形的面積,然后求出面積差,這是一種常態(tài)的分析。這種分析會將問題帶入越來越復(fù)雜的境地,從而走入“死胡同”。教學(xué)中,筆者是這樣啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行轉(zhuǎn)化的:甲、乙、丙三個三角形是怎樣的三角形?(一般三角形)我們所要解決的問題是哪兩個三角形的面積差?(甲、乙兩個三角形的面積差)丙這個三角形和甲、乙兩個三角形有著怎樣的關(guān)系?通過這樣的點(diǎn)撥,觸發(fā)了學(xué)生的數(shù)學(xué)直覺,讓靜態(tài)的問題動態(tài)化。學(xué)生發(fā)現(xiàn),甲、丙兩個三角形組成了一個直角三角形,乙、丙兩個三角形也組成了一個直角三角形,而這兩個直角三角形都可以通過已知條件求出面積。據(jù)此,學(xué)生豁然開朗:要求甲、乙兩個三角形的面積差,也就是要求甲、丙兩個三角形與乙、丙兩個三角形的面積差。將靜態(tài)的問題轉(zhuǎn)化成動態(tài)的問題,問題很快得到解決。
動靜轉(zhuǎn)化能化繁為簡、化難為易、化零為整。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,它是一把解決數(shù)學(xué)問題的鑰匙,常常能讓學(xué)生以具化的數(shù)學(xué)問題顯出它的本質(zhì),露出它的“廬山真面目”。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師就要善于運(yùn)用動靜轉(zhuǎn)化思想,打破學(xué)生的思維桎梏、思維習(xí)慣,從而提高學(xué)生思維的靈通性。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,許多學(xué)生對題目的思考往往浮于文字表面,不能洞察題目深層的數(shù)學(xué)本質(zhì),結(jié)果導(dǎo)致解題時捉襟見肘,甚至舉步維艱。作為教師,要善于引導(dǎo)學(xué)生深入地解讀題目,并積極地展開聯(lián)想。只有這樣,才能將題目中隱含的數(shù)學(xué)本質(zhì)發(fā)掘出來。如果學(xué)生對題目的解讀浮光掠影、蜻蜓點(diǎn)水,那么他們對題目的理解就有可能一知半解、一團(tuán)霧水,從而影響題目的正確解答。作為一種具有普遍意義的思想方法,轉(zhuǎn)化在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中具有十分重要的地位。
比如,在教學(xué)《梯形的面積》(蘇教版五上)時,學(xué)生遇到了這樣一道習(xí)題:一堆鋼管,最上面一層有5根,最下面一層有15根,一共11層。這堆鋼管一共有多少根?學(xué)生乍一看,紛紛列式:5+6+7+……+15。部分學(xué)生直接動筆計算,部分學(xué)習(xí)過奧數(shù)的學(xué)生開始用等差數(shù)列求和。在學(xué)生運(yùn)用各種方法計算后,筆者啟發(fā)學(xué)生:這堆鋼管堆放成的是什么形狀?一語驚醒夢中人,大部分學(xué)生恍然大悟。如果將最上面一層的鋼管看成是梯形的上底,最下面一層的鋼管看成是梯形的下底,層數(shù)看成是梯形的高,那么求這堆鋼管一共有多少根不就是求梯形的面積嗎?于是,看似具有代數(shù)性質(zhì)的問題,被轉(zhuǎn)化成了圖形的面積計算問題,而這正是問題的數(shù)學(xué)本質(zhì)。數(shù)量關(guān)系與空間形式是小學(xué)數(shù)學(xué)的兩翼,這兩翼在數(shù)學(xué)中的邊界有時是互通的。換言之,數(shù)學(xué)中的數(shù)與形,不是涇渭分明的,而是你中有我,我中有你的交融關(guān)系。作為教師,要善于引導(dǎo)學(xué)生將隱性的數(shù)學(xué)本質(zhì)顯性化,從而幫助學(xué)生解決問題。
授人以魚,不如授人以漁。數(shù)形轉(zhuǎn)化、動靜轉(zhuǎn)化、顯隱轉(zhuǎn)化是基本的數(shù)學(xué)方法,當(dāng)前高年級的數(shù)學(xué)教學(xué)開始著重于拓展、實(shí)踐和應(yīng)用,這為拓展學(xué)生思維、培養(yǎng)轉(zhuǎn)化思想提供了巨大的實(shí)踐空間。一切數(shù)學(xué)問題的解決過程都可以看作是一種轉(zhuǎn)化。只是有時候可以“單刀直入”,有時候卻需要“另辟蹊徑”。只有經(jīng)過了“山重水復(fù)疑無路”的思維困厄,學(xué)生才能領(lǐng)略到問題得以解決時“柳暗花明又一村”的豁然開朗。