摘 要:數(shù)和形是數(shù)學研究的主要對象。它們就像數(shù)學的左膀右臂,形是數(shù)的翅膀,數(shù)是形的靈魂。二者結合起來形成的數(shù)形結合思想方法,是解決數(shù)學問題的利器。它貫穿于數(shù)學發(fā)展的始終,使數(shù)學在實踐中的應用更加廣泛和深遠。文章立足教學實踐,就數(shù)形結合在小學數(shù)學教學中的運用意義和策略做出探討,以期優(yōu)化課堂教學,實現(xiàn)小學數(shù)學教學新的突破。
關鍵詞:小學數(shù)學;數(shù)形結合;優(yōu)化教學
中圖分類號:G427 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼:A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:2095-9192(2022)07-0031-03
引 ?言
數(shù)學用符號和數(shù)字描述數(shù)量關系和反映空間特征,看似簡單的符號和數(shù)字卻有著深奧的意義,這也使得數(shù)學具有高度的抽象性和嚴謹?shù)倪壿嬓?。?shù)學對于以形象思維為主的小學生來說是一個挑戰(zhàn)。面對僵硬呆板的數(shù)學概念、公式、定理,學生常常不知所措。相對于枯燥的數(shù)學理論而言,圖形就顯得更加直觀,能夠增加學生對知識的直觀認識。數(shù)形結合像一條紐帶,將直觀與抽象、感知與思維有效地連接在一起,使學生的數(shù)學學習如魚得水、如虎添翼,讓他們在數(shù)學知識的海洋里盡情遨游。
一、數(shù)形結合的思想概述
數(shù)與形是組成數(shù)學的基本元素,數(shù)學教學就是圍繞這兩個最古老的元素展開的。中小學數(shù)學學習的主要內容就是這兩大部分。二者是你中有我、我中有你的關系。代數(shù)中的很多知識需要借助幾何圖形解決,幾何圖形也需要利用數(shù)量關系反映幾何特征。因此,在數(shù)學教學中常常需要將兩者結合起來,形成一種思想方法,即數(shù)形結合,以此幫助學生更好地理解、學習數(shù)學知識。根據(jù)數(shù)形結合的組成特點,它大致可分為以數(shù)解形和以形助數(shù)兩種情況。
所謂數(shù)形結合,就是通過數(shù)與形的有效轉化解決數(shù)學問題的思想。它可以使隱含的數(shù)量關系、抽象的數(shù)學符號、概括的數(shù)學語言直觀形象地展現(xiàn)出來,降低數(shù)學學習的難度,將復雜的數(shù)學問題用一種簡單直觀的方法高效解決,優(yōu)化學生的解題思路[1]。數(shù)學正是因為有了數(shù)形結合才變“靜態(tài)”為“動態(tài)”,變“無形”為“有形”,獨具魅力。
二、數(shù)形結合在小學數(shù)學教學中的意義
(一)有助于拓展學生的思維能力
數(shù)形結合是代數(shù)與幾何的結合,學生利用圖形能夠直觀地反映數(shù)量關系、建立數(shù)學模型,使問題條件的顯現(xiàn)更加直觀形象,從而充分調動其思維的積極性和主動性。因此,教師不能將“數(shù)與形”思想剝離開來,也不能僅用抽象思維和形象思維中的某一類思維類型去審視數(shù)學知識。在小學數(shù)學教學中運用數(shù)形結合的主要目的是將抽象的知識直觀化、具體化,促使學生的思維由具體向抽象過渡,拓展思維能力,掌握將抽象問題與具體形象相結合、相融合的技巧。
(二)有助于激發(fā)學生的學習興趣
興趣在學生的數(shù)學學習中起著至關重要的作用,能夠激發(fā)學生內在的學習動機,提高認知能力。對于小學數(shù)學教學來說,激發(fā)興趣往往比傳授知識更重要。學生一旦對數(shù)學產(chǎn)生濃厚的興趣,就會全身心投入到學習中,效果自然有保證。傳統(tǒng)理論說教的教學模式常常讓學生叫苦不迭,因為他們的抽象思維還處于形成階段。數(shù)形結合則不同,它可以使抽象的數(shù)學符號直觀化、具體化、形象化,使復雜的問題簡單化。問題簡單了,學生的學習興趣自然就有了。他們會覺得數(shù)學學習不難,進而樂學、愛學,越學越有意思,學習的自主性也會大大提升。
(三)有助于培養(yǎng)學生主動學習的習慣
數(shù)形結合思想方法的運用能夠幫助學生更加高效地解決問題。學生在品嘗成功的喜悅后會產(chǎn)生更加強大的學習動力。他們會積極主動地分析、探索問題,不再是被動地接受知識,改變了傳統(tǒng)的學習模式,消除對數(shù)學學習的恐懼感,從而以積極的心態(tài)和飽滿的情緒投入到學習中。同時,學生在主動探究過程中不斷挖掘學習潛力,其想象力和創(chuàng)造力都得到有效的提升。借助數(shù)形結合思想,學生可以進行代數(shù)與空間的轉換,從而提高解題能力,這對提高教學質量有著重要意義。
三、數(shù)形結合在小學數(shù)學教學中的運用策略
(一)運用數(shù)形結合,理清數(shù)量關系
理解題目中的數(shù)量關系是解決問題的重要環(huán)節(jié),一旦數(shù)量關系清晰明了,學生就能找到問題的突破口。但由于數(shù)學語言含蓄簡練,學生從有限的文字描述中很難提煉出各個數(shù)量之間的關系,若用一般的思考方法很難發(fā)現(xiàn)解題線索。這時,教師就可以將數(shù)形結合運用其中,引導學生“按圖索驥”,理清數(shù)量關系,突破重難點,使問題迎刃而解[2]。
例如,人教版數(shù)學六年級“分數(shù)除法應用題”一課中有這樣一道練習題:一堆煤用去后,又運來8噸,這時比原來增加了,原來這堆煤有多少噸?
讀題后,學生對于具體量8噸對應的分率以及和對應的具體數(shù)量不清楚。這些數(shù)量之間的關系使學生一頭霧水,理不清它們之間重疊的數(shù)量關系。這時教師就可以借助數(shù)形結合這一思想幫助學生理順思路。教師可以先指導學生找出題目中單位“1”的量——原來煤的噸數(shù),并用一條線段表示,在線段圖上標出它的,
再用一段虛線表示運來的8噸,最后用括弧標注現(xiàn)在的噸數(shù)。有了線段圖的輔助,學生一下茅塞頓開,思路開闊了許多。有的學生說:“從圖上可以看出運進的這8噸不僅把原來用去的填補了,而且還多出了原來的,也就表明8噸對應的分率是與的和”;還有的說:“由于運進8噸,這時煤的噸數(shù)比原來多,也就是現(xiàn)在煤的數(shù)量是原來的(1+)。原來倉庫里還有(1-),因此,8噸對應的分率即為(1+)-(1-)。”
這時再利用具體的量÷對應分率=單位“1”的量就可列式為:8÷(+)或8÷[(1+)-(1-)]。
由此可見,學生的解題思路非常清晰。這樣借助線段圖形象地揭示出問題與條件、條件與條件之間的數(shù)量關系,將未知與已知的內在關系一覽無余地呈現(xiàn)在學生面前,能夠激活學生的思路,使問題得以高效解決。
(二)運用數(shù)形結合,突破重點難點
小學生的抽象思維還有所欠缺,他們的數(shù)學學習需要有感性材料的支撐。數(shù)形結合是一種直觀形象的表達符號,能夠使抽象復雜的數(shù)學問題以一種直觀形象的方式呈現(xiàn)在學生面前,刺激學生對數(shù)學知識的理解,突破教學重難點[3]。
計算是小學數(shù)學教學的基礎,也是重要的模塊。學生的計算能力直接影響著他們對問題的分析和解決水平,可以說在數(shù)學學習中時時刻刻都要用到計算。因此,培養(yǎng)學生的計算能力就至關重要。但受傳統(tǒng)教學理念的影響,部分教師在計算教學中只注重對計算結果的探討,忽視算理,導致學生在計算中出現(xiàn)這樣或那樣的問題。殊不知,算理是計算的理論準則,學生只有弄清算理才能確保計算結果正確。然而算理的推導、闡述錯綜復雜,是教學的重難點。為了突破這一難點,教師要善于借助數(shù)形結合這一思想方法,在直觀中加深學生對計算算理的理解。
例如,人教版數(shù)學六年級“分數(shù)乘法”一課中有這樣一道練習題:“修一段路,每小時可以修,小時可以修這段路的幾分之幾?”學生讀題理解題意,根據(jù)“工作時間×工作效率=工作總量”很快可以列出算式×。學生之前已經(jīng)學過“分數(shù)與整數(shù)的乘法”,但仍無法推導出兩個分數(shù)相乘的計算結果。這時,教師可以引導學生借助數(shù)形結合推導最后的結果:將一張長方形紙的面積看作單位“1”,橫向平均分成2份,涂出其中的1份表示,再豎向平均分成5份,用不同的顏色涂出其中的3份,兩種顏色重合的部分即為計算結果,由此,學生可以明顯地看出結果為,并總結出“分子乘分子、分母乘分母”的計算法則。數(shù)形結合思想可以使計算過程直觀呈現(xiàn)出來,讓學生經(jīng)歷知識的形成過程,從而更好地理解計算算理。
最后,教師可以引導學生借助數(shù)形結合談一談對于“分子乘分子、分母乘分母”的理解,學生們各抒己見。有的學生說:“先把長方形紙的面積看作單位‘1,平均分成2份,取其中的1份,再把這1份看作單位‘1,平均分成5份,取其中的3份。實際上,相當于把原來的單位‘1平均分成10份,取其中的3份。因此是分子與分子相乘,分母與分母相乘?!庇械膶W生說:“正是因為分了再分,取了再取,才導致乘積比原分數(shù)小?!庇辛藬?shù)形結合的幫助,可以使學生對計算算理的內涵和外延有深刻而全面的理解,有效地突破教學重點和難點。
(三)運用數(shù)形結合,拓寬解題思路
數(shù)形結合作為一種重要的思想方法,在解決問題中具有重要的策略指導與調節(jié)作用,被稱為“看得見的思維”。數(shù)學是一門注重思維的學科。圖形能夠為思維提供支撐,使學生依托圖形獲得不同的認知體驗,得到不同的解題思路,最大限度地激發(fā)學生的創(chuàng)新思維。教師要學會引導學生借助直觀圖、線段圖等方法,尋求解決問題的多種方案,拓寬解題思路。
例如,在教學人教版數(shù)學六年級“分數(shù)乘法”中的例題“美術小組有25人,比航模小組多,航模小組有多少人?”時,教師可以借助線段圖引導學生多角度思考,尋求多種解題方法,拓寬解題思路。首先找出單位“1”的量——航模小組,用一條線段表示并將其平均分為4份,美術小組在單位“1”的基礎上多1份,按照相同的單位長度畫出5個這樣的單位長度表示美術小組。學生從圖上可以得到不同的啟示。有的學生用份數(shù)解題,5份的量是25人,則每份人數(shù)為25 ÷5=5(人),航模小組有4份,因而人數(shù)為5×4=20(人);有的學生用方程解題,從圖上可以看出美術小組的人數(shù)占航模小組人數(shù)的(1+)。設航模小組的人數(shù)為x人,方程為x(1+)=25;還有的學生從圖上找出等量關系:航模小組人數(shù)×(1+)=美術小組人數(shù),再利用逆運算用除法列出算式,25÷(1+)=20(人)。
若沒有數(shù)形結合這一思想方法,學生的思維就得不到發(fā)散,解題方法就僅僅局限于固定的模式,難以獲得對知識的全面理解,也不能對各個知識點展開縱橫交錯的分析和建構。而借助數(shù)形結合,數(shù)學學習就不再是零敲碎打,而是系統(tǒng)化的,更有利于學生對知識的理解和把握。
(四)運用數(shù)形結合,培養(yǎng)空間觀念
空間觀念是數(shù)學學科核心素養(yǎng)的重要組成部分,是對幾何物體形狀、特征、位置的表象認知。空間觀念的培養(yǎng)需要教師為學生提供豐富的感性支撐,學生的感性認知越豐富,越能建立幾何體的表象意象,從而發(fā)現(xiàn)幾何體的性質、規(guī)律。數(shù)形結合可以讓學生在觀察、操作、想象等交流活動中積累豐富的表象認知,培養(yǎng)空間觀念,提升核心素養(yǎng)。
例如,人教版數(shù)學六年級(上冊)“圓柱體的體積”中有這樣一道練習題:有塊正方體的木料,它的棱長是5分米,把這塊木料加工成一個最大的圓柱體,求這個圓柱的體積是多少立方分米?教師可以先讓學生拿出橡皮泥實際操作,初步建立相關模型,再讓學生在紙上畫出來,從而拓展解題思路,提高分析解決問題的能力。有了一系列的直觀操作,學生便找出了隱藏的條件,發(fā)現(xiàn)了圓柱體底面圓的直徑就是正方體的棱長,因此很快就得出了正確答案。
新課程改革背景下的數(shù)學教學不再僅僅是教師講解、學生模仿的機械教學模式,而是倡導學生動手操作、實物觀察、抽象概括的新型教學模式,通過讓學生經(jīng)歷將具體問題簡化為數(shù)學模型的學習過程,使觀察物的整體模型儲存于腦海中形成印象從而高效解決問題。在境物交融中,學生參與過、經(jīng)歷過、思考過,從而使空間觀念在活動體驗中得以培養(yǎng)和形成。由此可見,數(shù)形結合的思想方法在數(shù)學教學中的運用,可以有效促進新課程改革理念在數(shù)學教學中的落實。
結 ?語
總之,數(shù)形結合是數(shù)學思想體系中一顆耀眼的星星,它囊括了以形助數(shù)、以數(shù)輔形的方法。教師將其運用于小學數(shù)學教學中,就等于為學生找到了攀登數(shù)學高峰的腳手架,可以使機械枯燥的數(shù)學學習變得簡單快樂,激發(fā)學生的學習動力。小學數(shù)學教師應該對數(shù)形結合這一思想方法的價值和功效進行充分的研究,并能夠巧妙地運用在教學中,更好地助力學生的數(shù)學學習,培養(yǎng)學生的數(shù)學精神、數(shù)學思想,實現(xiàn)學生的可持續(xù)發(fā)展。
[參考文獻]
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作者簡介:王海燕(1979.11-),女,甘肅慶陽人,任教于甘肅省慶陽市西峰區(qū)向陽小學,大專學歷。