周建毅
【摘要】數(shù)形結合思想是小學數(shù)學教學的重要思想,掌握數(shù)形結合思想方法是學生學習數(shù)學知識的引路人,是培養(yǎng)數(shù)學能力的重要方法之一,是將解答數(shù)學實際問題由難變易的重要方法。數(shù)形結合思想讓我們在教學中將抽象的數(shù)學語言與直觀圖形結合起來,將抽象的數(shù)學問題簡單化、形象化,從而達到事半功倍的效果。
【關鍵詞】數(shù)形結合;數(shù)學模型;滲透思想
數(shù)學是研究“數(shù)”(數(shù)量關系)與“形”(空間形式)的科學,數(shù)和形之間是既對立又統(tǒng)一的關系,在一定條件下可以相互轉化。數(shù)形結合思想正是通過數(shù)與形之間的對應關系和相互轉化來解決數(shù)學問題的一種思想方法。我們在研究“數(shù)”的時候,往往要借助于“形”,在探討“形”的時候,又往往離不開“數(shù)”,使得抽象的數(shù)學問題直觀化、復雜的數(shù)學問題簡潔化。因此,學習數(shù)學思想的方法是培養(yǎng)和提高學生數(shù)學能力的重要途徑之一。
小學是學生學習數(shù)學知識的啟蒙階段,在這一階段,學生的思維發(fā)展水平還不夠成熟,理解抽象的內(nèi)容難度較大。運用數(shù)形結合的方法分析問題和理解問題,構建數(shù)學模型,有助于學生真正地解決數(shù)學問題,進一步提高學生的數(shù)學思維水平。所以,小學階段教學中滲透數(shù)形結合思想,構建數(shù)學模型顯得尤為重要。
下面就小學數(shù)學教學中如何構建數(shù)學模型,滲透數(shù)形結合思想,談談我的幾點認識和體會:
一、利用形象直觀的“形”幫助學生理解抽象的“數(shù)”,在數(shù)學課堂中建立“形→數(shù)”的數(shù)學模型
小學階段是學生邏輯思維起步的階段,他們的思維主要以具體形象思維為主,這時,建立“形→數(shù)”的數(shù)學模型非常適合中低年級的數(shù)學教學。我們可以借助于圖形的直觀性,讓學生用多種感覺器官充分感知,將抽象模糊的數(shù)學概念和數(shù)量關系簡單化、形象化,形成符合學生生活實際的數(shù)學模型,并在此基礎上進行聯(lián)想,讓缺乏數(shù)學概念的孩子逐步建立數(shù)感。
例1,在教學“20以內(nèi)的進位加法” (新人教版一年級上冊)中的“9+2=?”時,教師可以通過擺小棒的方法去演示,如下圖:
通過分解動作,一步一步地演示出9根小棒添上1根就是10根,再捆成1捆,然后加上1根,最后得到1捆和1根,這樣就是11根了。這樣的過程使學生清楚地感受到11是在圈外的2根中拿出1根給9,讓9補足一個10,再加上余下的1根,從而得到9+2=11的答案。這樣圖形演示讓學生對“20以內(nèi)的進位加法”的認識有很強的提示作用,最后還要讓學生也親自動手去試一試擺小棒,多種感覺器官充分感知,對學生理解抽象的“數(shù)”,有事半功倍的效果。
例2,在教學 “一個數(shù)是另一個數(shù)的幾倍”(新人教版三年級上冊)這一問題時,設計了以下一個直觀圖形:
乙是甲的( )倍。
以上這個線段圖充分利用直觀形象的“形”去滲透抽象的倍數(shù)關系,幫助學生建立數(shù)學模型,從抽象到具體,整個教學過程運用了數(shù)形結合思想,一目了然,非常清晰。
在小學階段,建立“形→數(shù)”的數(shù)學模型是最普遍的,每冊教材中都有體現(xiàn)。低年段教材上,都配有相應的直觀圖形,借助形的幾何直觀性來闡明數(shù)學概念和數(shù)與數(shù)之間的關系;高年段教材,利用線段圖表示復雜的數(shù)量關系,以借助直觀的“形”幫助學生理解抽象的“數(shù)”,讓我們在數(shù)學課堂中注重滲透數(shù)形結合思想的方法,建立“形→數(shù)”的數(shù)學模型。
二、滲透用定量的“數(shù)”去描述具體的“形”的數(shù)形思想,在數(shù)學課堂中建立“數(shù)→形”的數(shù)學模型
中高年級階段的學生邏輯思維已逐漸上升到一定的水平,我們教學時應注意把具體的“形”放在主體的地位,逐步建立“數(shù)→形”的數(shù)學模型。通過這種課堂教學應用,學生的數(shù)學思維能力才能上升到更高的層次。
例3,在教學“人心臟跳動的次數(shù)隨年齡而變化。青少年心跳每分鐘約75次,嬰兒每分鐘心跳的次數(shù)比青少年多 。嬰兒每分鐘心跳多少次?”(新人教版六年級上冊)這一例題時,我們首先讓學生在認真讀題和初步思考后匯報算式,并說明列式的理由。
學生的匯報與交流是邏輯思維水平發(fā)展的重要體現(xiàn),這樣的教學設計能讓學生的直覺思維與初步計算出現(xiàn)矛盾,迫使學生去驗證答案,解決問題,這時教師就要及時引導學生畫線段圖來分析:
青少年:
嬰兒:
當線段圖完成的時候,學生的爭論也得到最終的答案了。因為有了線段圖的合理支撐,學生可以想到兩種方法去做,方法一,青少年75次有5個格子,即一個格子有75÷5=15次,而嬰兒有9個格子,即15×9=135次;方法二:由圖形可知,75次占“1”,則嬰兒占“1+ ”,所以嬰兒每分鐘心跳次數(shù)為:75×(1+ )=135次,但學生覺得方法二的算式更簡單。
可見,根據(jù)學生的實際情況采取先主動思考,再引導畫圖的策略,能有效地將抽象的數(shù)量關系直觀形象地表示出來,降低解題難度,增強學生的學習積極性,同時學生的邏輯思維能力也不斷得到鍛煉和提高。通過這種課堂教學應用,滲透數(shù)形結合思想的方法,建立“數(shù)→形”的數(shù)學模型。
三、“數(shù)”“形”互相變換,在數(shù)學課堂中建立“數(shù)→形→數(shù)”或“形→數(shù)→形”的數(shù)學模型
在某些復雜數(shù)學問題中,不能簡單地以“形→數(shù)”或“數(shù)→形”去解決,而是需要“數(shù)”和“形”互相轉化,也就是在課堂教學中,教師將根據(jù)問題的具體情況,把直觀圖形與數(shù)量關系互相轉化,使復雜的問題簡單化,抽象的問題形象化,從而提升學生的邏輯思維能力水平。
例4,在教學“兩輛貨車4次能運完9600千克的貨物,平均每輛車每次運多少千克?”(人教版三年級下冊)這一道連除應用題時,我們就可以通過建立“數(shù)→形→數(shù)”的數(shù)學模型進行教學。
在教學這個題目時,要求學生用不同的方法寫出算式,然后學生經(jīng)過思考和交流,呈現(xiàn)如下精彩的答案,教師在旁邊演示對應圖形的變化,并驗證答案: ① 9600÷4÷2 ,教師畫出對應圖形:
先平均分成4份,再將獲得的一份平均分成2份;
② 9600÷2÷4 ,教師畫出對應圖形:
先平均分成2份,再將獲得的一份平均分成4份;
③ 9600÷(2×4) ,教師畫出對應圖形:
先平均分成8份,再取出其中的1份。
這道例題通過數(shù)形結合思想,驗證了學生的算式,讓抽象的數(shù)量關系與直觀的圖形性質很好地進行轉化,使解題思路和過程具體化,易于理解,這樣可以更好地幫助學生形成數(shù)的概念和空間觀念,建立“數(shù)→形→數(shù)”的數(shù)學模型,使學生深刻理解數(shù)學運算的意義。
例5,在教學“將兩盒長20cm、寬15cm、高5cm的糖果包成一包,怎樣包裝才能節(jié)約包裝紙(接口處不計)?”
(新人教版五年級下冊)這一道應用題時,筆者讓學生制作相應的紙盒作為學具,用擺一擺的方法,滲透數(shù)形結合思想,并完成表格。通過觀察表格的數(shù)據(jù),我們能悟出結論:重疊部分面積越大,長方體表面積越小,所需包裝紙越節(jié)省,即長、寬、高的和越小,所需包裝紙越節(jié)省。
這個教學過程讓學生感受“操作→觀察→抽象→想象→結論”的過程,從眼看到手動,從手動到思考,一步一步地感知具體事物的模型,建立“形→數(shù)→形”的數(shù)學模型,讓數(shù)形結合思想在培養(yǎng)學生數(shù)學能力時得以滲透和加強。
綜上所述,在小學數(shù)學教學中,能夠滲透數(shù)形結合思想的地方還有很多,如筆算乘法、小數(shù)的近似數(shù)、百分數(shù)的意義等概念的推導,組合圖形的計算等,運用數(shù)形結合思想讓學生建立“形→數(shù)”“數(shù)→形”“數(shù)→形→數(shù)”或“形→數(shù)→形”的數(shù)學模型,充分體現(xiàn)到“數(shù)”與“形”之間的相互轉化,發(fā)揮抽象思維和形象思維的協(xié)同作用,使學生的數(shù)學思維發(fā)展更具創(chuàng)造性。
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