摘 要:轉(zhuǎn)化是小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中常用的策略,根據(jù)從已知到未知,從簡(jiǎn)單到復(fù)雜,可以使問題化繁為簡(jiǎn),化難為易。本文從有效習(xí)題設(shè)計(jì)的角度,淺談轉(zhuǎn)化的一般策略。
關(guān)鍵詞:轉(zhuǎn)化;化繁為簡(jiǎn);化新為陳;數(shù)形結(jié)合;化隱為顯;等量變化
一、 在練習(xí)中感知轉(zhuǎn)化的一般規(guī)則
(一)化繁為簡(jiǎn)
在解決問題的過程,利用轉(zhuǎn)化的策略可以將較為復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的問題,從而獲得解決復(fù)雜問題的基本思路。學(xué)生在學(xué)習(xí)簡(jiǎn)便運(yùn)算時(shí)就是運(yùn)用的化繁為簡(jiǎn)的轉(zhuǎn)化規(guī)則。
【習(xí)題1】計(jì)算下面各題,怎樣簡(jiǎn)便怎樣算。
(1)75×1.25+12×1.25+13×1.25
(2)34+29+79
【說明】第(1)題可以運(yùn)用乘法分配律,將較為復(fù)雜的小數(shù)乘法計(jì)算轉(zhuǎn)化為100×1.25這樣整百數(shù)乘小數(shù)的計(jì)算。第(2)題利用加法結(jié)合律,變?yōu)橛?jì)算34+29+79,從而將原題轉(zhuǎn)化為分?jǐn)?shù)加整數(shù)的計(jì)算。這兩題從計(jì)算的角度而言都屬于舊知,但是都采用了轉(zhuǎn)化的策略,將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的問題,從而幫助學(xué)生從數(shù)學(xué)思想方法上再度認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)便運(yùn)算。
(二)化新為陳
學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中面對(duì)全新的知識(shí),需要一定的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備和基本經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)備,這些基礎(chǔ)知識(shí)、基本經(jīng)驗(yàn)的積累是學(xué)生探究新問題的基礎(chǔ)。在教學(xué)中,要引導(dǎo)學(xué)生將陌生的新問題盡可能轉(zhuǎn)化成熟悉的舊問題,幫助問題的解決。
【習(xí)題2】11. 求涂色部分的面積。(單位:cm)
【說明】此題是練習(xí)十六第11題。兩小題中涂色部分都是不規(guī)則的圖形,涂色部分的形狀顯然不是學(xué)生熟識(shí)的,其面積的計(jì)算方法對(duì)學(xué)生而言是個(gè)全新的問題。解決此類問題要指導(dǎo)學(xué)生盡量將全新的、不規(guī)則的圖形轉(zhuǎn)化為熟悉的、規(guī)則的平面圖形,這也是轉(zhuǎn)化策略的基本思想。在本題中,根據(jù)觀察可見,第1小題可將左右兩側(cè)的半圓通過旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)至圖中空白部分,從而將涂色部分的面積轉(zhuǎn)化為邊長(zhǎng)是4厘米的正方形的面積。第2小題圖中的左下方的涂色部分可以通過旋轉(zhuǎn)至右上方,從而將涂色部分面積轉(zhuǎn)化為底和高都是12厘米的直角三角形的面積。
(三)數(shù)形結(jié)合
數(shù)學(xué)家華羅庚指出:“數(shù)缺形時(shí)少直觀,形缺數(shù)時(shí)難入微。”在研究數(shù)學(xué)問題時(shí),由數(shù)想形,由形思數(shù),數(shù)和形之間的相互轉(zhuǎn)化、相互依托,常常會(huì)打開數(shù)學(xué)研究的新局面。教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生通過數(shù)與形的轉(zhuǎn)化,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)本質(zhì)。
【習(xí)題3】7. (1)觀察下面每個(gè)圖形中圓的排列規(guī)律,并填空。
1=1×1
1+3=4=2×2
1+3+5=9=3×()
1+3+5+7=()=()×()
(2)根據(jù)上面的規(guī)律用簡(jiǎn)便方法計(jì)算。
1+3+5+7+9+11
1+3+5+7+9+11+13+15+17+19
【說明】此題是教材練習(xí)十六第7題,觀察每個(gè)圖形中的排列規(guī)律,圓的個(gè)數(shù)總和既可以看成是從1開始的連續(xù)個(gè)奇數(shù)相加,也可以看成是正方形邊長(zhǎng)與邊長(zhǎng)的乘積(邊長(zhǎng)的平方)。引導(dǎo)學(xué)生將圖和算式進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)加法算式中加數(shù)一共有幾個(gè),正方形的邊長(zhǎng)就是幾;而連加算式的結(jié)果就是正方形邊長(zhǎng)的平方。在數(shù)形結(jié)合的基礎(chǔ)上尋找出規(guī)律后再解決第(2)小題的簡(jiǎn)便計(jì)算,學(xué)生就易于理解了。關(guān)于圓的排列規(guī)律還不致如此,如果教師放手請(qǐng)學(xué)生觀察2×2、3×3、4×4的三幅點(diǎn)陣圖,還能發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律,從而豐富學(xué)生對(duì)轉(zhuǎn)化策略的理解。
2×2=1+2+1
3×3=1+2+3+2+1
4×4=1+2+3+4+3+2+1
(四)化隱為顯
在解決問題的過程中,有時(shí)看似解決問題的條件不具備,其實(shí)往往是呈隱形狀態(tài),如果能根據(jù)已有條件,尋找出必要的隱形條件,問題就迎刃而解了。
【習(xí)題4】如圖,三角形ABC是一個(gè)直角三角形,已知陰影部分b的面積比陰影部分a少23平方厘米,求BC的長(zhǎng)是多少?
【說明】初讀題目,覺得此題中BC的長(zhǎng)度難以求得,因?yàn)槿切蜛BC的面積未知。仔細(xì)分析已知條件,結(jié)合圖示,根據(jù)條件“陰影部分b的面積比陰影部分a少23平方厘米”,不難發(fā)現(xiàn)由于半圓和三角形重疊,都有共有的部分即圖中空白部分,所以三角形ABC的面積比半圓少23平方厘米。尋找到這個(gè)必要的隱藏條件,問題就迎刃而解了,只需要計(jì)算出半圓的面積是π×102÷2=157(平方厘米),就可以求出三角形
ABC的面積是157-23=134(平方厘米),故而BC的長(zhǎng)為134×2÷20=13.4(厘米)。學(xué)生在今后的學(xué)習(xí)中經(jīng)常會(huì)遇到隱藏條件的問題,如表面積的變化、體積的變化中,故而化隱為顯的轉(zhuǎn)化策略對(duì)學(xué)生今后的學(xué)習(xí)也起著非常重要的作用。
二、 在運(yùn)用中形成轉(zhuǎn)化策略
(一)遵循等量變化的轉(zhuǎn)化原則
轉(zhuǎn)化策略的運(yùn)用十分廣泛,無論是計(jì)算、圖形還是解決問題中都會(huì)運(yùn)用到。在轉(zhuǎn)化的過程要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到在具體轉(zhuǎn)化的過程中,只有等量的轉(zhuǎn)化,才能達(dá)到化繁為簡(jiǎn)、化難為易的目的。
【習(xí)題5】2. 用分?jǐn)?shù)表示各圖中的涂色部分。
【說明】此題是教材練習(xí)十六的第2題,題中的涂色部分通過適當(dāng)?shù)姆指睿闷揭苹蛐D(zhuǎn)的方式進(jìn)行轉(zhuǎn)化,就可以看出涂色部分與圖形整體之間的關(guān)系,進(jìn)而用分?jǐn)?shù)來表示。此題轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵就是圖形的某些部分在進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)前后,大小不能發(fā)生變化,進(jìn)行等量的轉(zhuǎn)化。第三幅圖,學(xué)生比較容易將整個(gè)涂色部分的正方形進(jìn)行旋轉(zhuǎn),從而得到916,就是沒有進(jìn)行等量間的轉(zhuǎn)化造成的錯(cuò)誤。
【習(xí)題6】有三堆圍棋子,每堆24枚。第一堆里的黑子數(shù)與第二堆里的白子數(shù)一樣多,第三堆的一半都是白子。這三堆圍棋子中白子共有多少枚?
【說明】分析題意,不難發(fā)現(xiàn),因?yàn)椤暗谝欢哑遄永锏暮谧訑?shù)與第二堆棋子里的白子數(shù)一樣多”,所以第一、第二堆的白子合起來就是24枚,而第三堆白子為24÷2=12(枚),所以三堆一共有24+12=36(枚)白棋子。也可以結(jié)合畫圖(如下圖)進(jìn)行分析,要解決這個(gè)問題也是在等量變化的基礎(chǔ)上,將第一堆的黑子轉(zhuǎn)化為第二堆的白子,故而,等量變化是轉(zhuǎn)化的必須遵守的原則。
一:
二:
三:
(二)巧用分解和組合
在解決問題的過程中,常常需要將復(fù)雜的問題分解為若干個(gè)簡(jiǎn)單的小問題逐一突破,有時(shí)也需要尋找問題間的聯(lián)系,將問題重組。根據(jù)具體的問題靈活的使用分解和組合,也是進(jìn)行轉(zhuǎn)化的常用方法。
【習(xí)題7】
12. 光明小學(xué)有一個(gè)花壇(如下圖)。圖中正方形的邊長(zhǎng)為10米,正方形的頂點(diǎn)正好是四個(gè)圓的圓心,圓的半徑是3米。
【說明】解決這個(gè)問題,先要根據(jù)要求將圖形進(jìn)行分解,花壇的面積是中間正方形面積和4個(gè)34圓面積的和。將四角4個(gè)的34圓進(jìn)行組合,轉(zhuǎn)化為3個(gè)整圓的面積,再與正方形面積相加,求出花壇的面積。解決問題的過程中有分到合,充分體現(xiàn)了學(xué)生靈活使用轉(zhuǎn)化策略的能力。
(三)善用題組對(duì)比
【習(xí)題8】明明、東東和為學(xué)校同一塊長(zhǎng)方形草坪設(shè)計(jì)了不同的行走方案。其中灰色直條都是寬為1米的小路,你能比較一下三個(gè)設(shè)計(jì)方案中草地的面積相等嗎?
【說明】通過觀察發(fā)現(xiàn)將明明設(shè)計(jì)方案中的小路向左、向下平移就可以轉(zhuǎn)化成東東的設(shè)計(jì)方案,所以明明和東東設(shè)計(jì)方案中小路的面積是相等的,草地的面積也是相等的。但是丁丁設(shè)計(jì)方案中有一條小路的形狀是平行四邊形,所以丁丁設(shè)計(jì)方案的小路面積和其他兩人不等,草地的面積也就不相等了。通過這樣的題組練習(xí),學(xué)生對(duì)于轉(zhuǎn)化過程中的等量變化理解的就更深刻了。
作者簡(jiǎn)介:章春瑋,江蘇省蘇州市,蘇州市滄浪實(shí)驗(yàn)小學(xué)校。