□甘肅省張掖市甘州區(qū)甘泉街小學(xué) 陳麗
轉(zhuǎn)化思維的本質(zhì)是將復(fù)雜、未知的問題轉(zhuǎn)變?yōu)楹唵魏鸵阎膯栴},從而解決新問題。作為數(shù)學(xué)教學(xué)中一種常用方法,轉(zhuǎn)化思維在數(shù)學(xué)教學(xué)中有著廣泛應(yīng)用,對培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維有著十分重要的作用,更是數(shù)學(xué)解題時一種常用方法。當(dāng)學(xué)生掌握轉(zhuǎn)化思維的應(yīng)用方法后,很多的數(shù)學(xué)問題可以迎刃而解,并且學(xué)生在解決問題的過程中可以培養(yǎng)新知識與舊知識銜接的能力,形成更為良好的思維能力。從小學(xué)數(shù)學(xué)的解題教學(xué)這一角度來說,因為小學(xué)階段學(xué)生所掌握的知識點較少,抽象思維和形象思維均處于發(fā)展階段,所以在一些有難度的數(shù)學(xué)題目解決時會遇到較大難度,解題效率與質(zhì)量均會因此而受到影響。針對此,教師非常有必要在數(shù)學(xué)解題中引導(dǎo)學(xué)生使用轉(zhuǎn)化思維思考和解題,從而更好地解決問題,助力學(xué)生的更好地發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。本文對小學(xué)數(shù)學(xué)解題中轉(zhuǎn)化思維的有效應(yīng)用作了分析探討,現(xiàn)作如下的論述。
小學(xué)數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)中重點凸顯出了計算能力,要求教師要多角度培養(yǎng)學(xué)生的計算能力。數(shù)學(xué)計算為創(chuàng)新與鞏固數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的重要形式,小學(xué)數(shù)學(xué)教師需在學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的初期不斷強(qiáng)化其計算能力,使其借助適宜的計算能力增加對公式、概念等知識點的記憶性,在提升學(xué)生思維能力的同時,完善學(xué)生思維方法運(yùn)用的靈活性、敏捷性,適時增強(qiáng)數(shù)學(xué)素養(yǎng)。為此,計算題目也就自然而然地成為了小學(xué)數(shù)學(xué)解題教學(xué)的重點,可以得到教師的高度重視。為確保學(xué)生可以在計算題目的解決過程中有更為活躍的思維,精準(zhǔn)且快速的解題,教師需要培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)化思維。
比如,在人教版五年級上冊“小數(shù)乘除法”這一節(jié)教學(xué)中,教師便可以在課堂和解題過程中向?qū)W生滲透轉(zhuǎn)化思維,讓學(xué)生可以將小數(shù)乘法轉(zhuǎn)化成整數(shù)乘法,將小數(shù)除法轉(zhuǎn)化成整數(shù)除法,此時學(xué)生的學(xué)習(xí)難度可以大大降低。傳統(tǒng)數(shù)學(xué)計算能力的培養(yǎng)中,教師與學(xué)生更看重計算結(jié)果,對學(xué)生的計算習(xí)慣與計算過程較忽略,部分學(xué)生由于計算過程馬虎,再加上字跡潦草,在完成習(xí)題計算后難以驗算其準(zhǔn)確性,該現(xiàn)象也阻礙學(xué)生計算能力的提升。部分低年級學(xué)生在進(jìn)行實際計算時,由于計算習(xí)慣不佳,計算時會忘記“進(jìn)位”和“退位”,“0”與“6”的字跡形態(tài)較接近,在書寫時也經(jīng)常會將兩者搞混。該類現(xiàn)象都極大限制了學(xué)生的計算能力,嚴(yán)重影響其計算水平的提升,對此,教師應(yīng)在日常教學(xué)與練習(xí)中幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的計算習(xí)慣,全面提升其計算水平。在有關(guān)于小數(shù)乘除法的題目中,教師可以考慮指導(dǎo)學(xué)生將無法使用運(yùn)算定律的計算題目轉(zhuǎn)化成可以使用運(yùn)算定律的題目。有這樣的一道例題,即“20.67×35+2.4×206.7+2.067×330=?”,若是按照傳統(tǒng)解題方式去一步步計算,則會花費(fèi)很長的時間,此時教師可以指導(dǎo)學(xué)生使用轉(zhuǎn)化思維,繼而將計算式子轉(zhuǎn)變?yōu)椤?0.67×35+24×20.67+20.67×33=?”式子中的 24 是由2.4 擴(kuò)大 10 倍得到,20.67 是由 206.7 縮小 10 倍得到,2.067 擴(kuò)大 10 倍后可以得到 20.67,330 縮小 10 倍后可以得到33。在這一道題目的思考和計算過程中,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)一點,即因數(shù)的縮小與擴(kuò)大不僅可以應(yīng)用在小數(shù)乘法的豎式計算中,而且可以應(yīng)用在簡便計算中,可以很好地幫助自己計算,解題效率更高。借助轉(zhuǎn)化思維,學(xué)生可以很快計算出題目的答案,同時解題的思維可以變得更加靈活,計算能力和解題能力均可以得到很好的培養(yǎng)。在這一類的計算題目中,學(xué)生要認(rèn)真觀察,在認(rèn)真觀察的過程中發(fā)現(xiàn)式子的特點,從而進(jìn)行式子的變形與轉(zhuǎn)化,形成這樣的良好習(xí)慣后,對提升解題效率與質(zhì)量會有十分大的幫助。
一直以來幾何知識教學(xué)都是小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的重難點,且學(xué)生因為缺乏抽象思維的加持,往往無法很好地提升學(xué)習(xí)質(zhì)量,在有關(guān)于幾何知識的題目中,學(xué)生會顯得舉手無措,無法使用合適的數(shù)學(xué)思維來解答題目。為此,教師在有關(guān)于幾何知識的解題教學(xué)中,可以使用多媒體演示的手段幫助學(xué)生觀察和理解,通過數(shù)形結(jié)合讓學(xué)生直觀形象地感知圖形的變化特點,以求將未知的圖形知識轉(zhuǎn)變?yōu)橐阎R點,在這一過程中學(xué)生很自然地便使用了轉(zhuǎn)化思維。思維能力與分析能力的培養(yǎng)是數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)教育目標(biāo)中的重要發(fā)展方向,同時是幫助學(xué)生理解及掌握數(shù)學(xué)知識的主要措施。用數(shù)形結(jié)合的教學(xué)方式設(shè)計教學(xué)方案,是提升及發(fā)展學(xué)生思維能力的有效措施。一般來說,在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂中應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的思想的意義體現(xiàn)在:第一,可以加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解。很多學(xué)生在學(xué)習(xí)了課程內(nèi)容后,沒有實踐和記憶就很容易忘記。而在講解時,運(yùn)用數(shù)與形相結(jié)合的方法,可以使學(xué)生掌握一定的邏輯推理能力,并將這些能力轉(zhuǎn)移到具體的問題上,從而減少遺忘,提高學(xué)習(xí)的深度。其次,明確解決問題的思路。應(yīng)用數(shù)形結(jié)合概念,在數(shù)學(xué)問題解決教學(xué)時可以使學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)問題作為一個整體,系統(tǒng)地思考和解決問題的兩個方面的數(shù)量和形式,可以提高解決問題的效率。數(shù)與形總是相互關(guān)聯(lián)的,可以使學(xué)生在解題時更好地判斷問題,在一定條件下變換復(fù)雜問題,有助于學(xué)生提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)。同時,數(shù)形結(jié)合能通過數(shù)、形之間的轉(zhuǎn)換,解決數(shù)學(xué)問題,在解決圖形問題的過程中,教師可以通過數(shù)字化的教學(xué)方式,讓圖形問題更加具體,讓學(xué)生更容易掌握圖形規(guī)律。
比如,在人教版六年級上冊“組合圖形的面積”這一章節(jié)的教學(xué)中,知識點會較為抽象和復(fù)雜,學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會面臨較大的難度,若是未能形成轉(zhuǎn)化思維,在后續(xù)的解題過程中會遇到更大的難度。為此,在課堂教學(xué)過程中教師便要滲透轉(zhuǎn)化思維,幫助學(xué)生掌握轉(zhuǎn)化思維的使用技巧。具體來說,在課堂上遇到有關(guān)于計算組合圖形面積的例題時,教師需要引導(dǎo)學(xué)生從轉(zhuǎn)化思維的角度著手,嘗試將組合圖形分解成長方形、三角形、正方形、平行四邊形,此時學(xué)生便可以將未知幾何圖形的面積轉(zhuǎn)化成已知幾何圖形的面積,順利地完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
以人教版五年級上冊“多邊形的面積”這一章節(jié)的教學(xué)為例,同樣可以去使用轉(zhuǎn)化思維幫助學(xué)生解決實際問題。有這樣的一道例題,如圖1,要求學(xué)生求出陰影部分的面積。教師可以幫助學(xué)生利用數(shù)形結(jié)合確立出如下的轉(zhuǎn)化解題思路:
圖1 例題“求陰影部分的面積”
①可以先設(shè)定這兩個正方形的邊長是a 和b,梯形EFAD 的面積可以表示為(a+b)×a÷2,三角形EFC的面積也可以表示為(a+b)×a÷2,兩者的面積是相等的。
②三角形HAF 的面積=形EFAD 的面積-梯形HDEF 的面積,而三角形HDC 的面積又等于三角形CFE 的面積-梯形HDEF 的面積,由此可以推導(dǎo)出三角形HDC 的面積是等于三角形HFA 面積的。在這樣的推導(dǎo)過程中,學(xué)生可以得出陰影部分的面積是b2÷2。
從這一道題目中可以看出,在解決幾何題目時,可以將一些不規(guī)則的圖形和不方便計算的圖形轉(zhuǎn)化為方便計算的圖形,而這必須使用到轉(zhuǎn)化思維。因此可以說,在小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)過程中,教師必須不斷滲透轉(zhuǎn)化思維,努力貫穿在學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)和解題中。
方程問題是小學(xué)高年級數(shù)學(xué)的常見題型,是教學(xué)中的重點和難點。學(xué)生要想順利解答出方程,必須要精準(zhǔn)尋找到等量關(guān)系,確定出題目中的未知量,必要時可以進(jìn)行假設(shè)。在這一過程中,教師需要指導(dǎo)學(xué)生正確使用轉(zhuǎn)化思維,嘗試從未知題目中尋找到等量關(guān)系,在此基礎(chǔ)上建立方程。需要特別注意的一點是,等量關(guān)系的尋找是有較大難度的,對學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力是一大挑戰(zhàn),這需要教師在日常的教學(xué)過程中帶領(lǐng)學(xué)生多角度和多思維的訓(xùn)練,以便在解題過程中可以更為得心應(yīng)手。
比如,在人教版六年級“圓柱的面積”這一節(jié)教學(xué)中,有這樣的一道題目,即“有一個圓柱形魚缸,底面半徑為6cm,盛有12cm3水,將一個底面半徑是5cm的圓錐形鉛錘完全浸入水中,此過程中發(fā)現(xiàn)水并沒有溢出,但發(fā)現(xiàn)水面上升到了14.5cm,求圓錐形鉛錘的高是多少cm?”有一位學(xué)生提出了這樣的解題思路,即“先去計算上升水面圓柱的體積,所計算出的體積實則是圓錐形鉛錘的體積,而后可以根據(jù)圓錐的體積和它的半徑求出圓錐的高。”很明顯這一個學(xué)生使用了轉(zhuǎn)化思維,將圓錐的體積轉(zhuǎn)變成了圓柱體積,不過這一種方式在實際使用時會較為復(fù)雜。針對此,教師可以指導(dǎo)學(xué)生將鉛錘的體積轉(zhuǎn)化為上升水柱的體積,即圓錐的體積=水面上升圓柱的體積,學(xué)生可以由此將等量關(guān)系迅速地轉(zhuǎn)變?yōu)榉匠獭?/p>
“植樹問題”是小學(xué)數(shù)學(xué)一種常見題型,在培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維中發(fā)揮著重要性的作用,但同時也有一定的難度,學(xué)生在實際解答時會遇到較多的問題。在以往的“植樹問題”解題中,教師多使用化歸方法引導(dǎo)學(xué)生解決,主要包括三種類型,一是兩端都栽,即棵樹=間隔數(shù)+1;二是只栽一端,即棵樹=間隔數(shù)+1-1;三是兩端不栽,即棵樹=間隔數(shù)+1-2。在這三種類型的“植樹問題”中,學(xué)生有一個較為固定的解題思維,即判斷類型→選用公式→判斷“樹”與“間隔”→解決問題。但學(xué)生在解題的過程中往往會遇到較多的困難,集中體現(xiàn)在兩個方面:一是學(xué)生在解題的過程中有時會無法精準(zhǔn)判斷“問題中求解的是‘間隔’還是‘樹’,該選用哪一種公式”,二是學(xué)生在判斷題目類型與選用解題方法的過程中很容易固守數(shù)學(xué)思維,逐漸變得不愿意思考問題,影響他們開放性思維的激活與培育??梢哉f,在解答“植樹問題”時,教師要始終將一點作為重點,必須幫助學(xué)生熟練掌握,即正確分辨出什么是“間隔”和什么是“樹”。
在常規(guī)的教學(xué)方法中,學(xué)生的數(shù)學(xué)思維很容易受到影響,無法正確去分辨出“間隔”和“樹”,很容易固守他們的解題思維。轉(zhuǎn)化思維作為小學(xué)數(shù)學(xué)解題中的一種常用方法,可以較好地幫助學(xué)生去解決“植樹問題”,是非常值得推廣應(yīng)用的。具體來說,在引導(dǎo)學(xué)生使用轉(zhuǎn)化思維去求解“植樹問題”時,教師可以先向?qū)W生去介紹“植樹問題”的類型,讓他們在腦海中初步建立起對“植樹問題”的認(rèn)知。在隨后的教學(xué)中,教師可以向?qū)W生提出一些探究問題,即“你認(rèn)為這幾種‘植樹問題’之間有什么樣的相同點和不同點?”在引導(dǎo)學(xué)生探究問題的過程中,可以無形中為轉(zhuǎn)化思維的課堂應(yīng)用創(chuàng)造條件。學(xué)生在探究的過程中可以發(fā)現(xiàn),“發(fā)現(xiàn)‘?dāng)?shù)’比‘間隔’是多1 的”和“‘?dāng)?shù)’與‘間隔’之間的關(guān)系不是絕對的,有著相互依存的關(guān)系的,且之間的關(guān)系是可以有效轉(zhuǎn)化的”。相信當(dāng)學(xué)生求解出“植樹問題”中的這些結(jié)論后,使用轉(zhuǎn)化思維的能力也可以大大提升。
在使用轉(zhuǎn)化思維引導(dǎo)學(xué)生去求解“植樹問題”時,教師可以向?qū)W生講授“樹=間隔數(shù)+1”“求棵樹使用間隔數(shù)+1 的方式”“求間隔數(shù)使用棵樹-1 的方式”這三種解題思維的應(yīng)用方法。此時學(xué)生可以轉(zhuǎn)變之前的固守思維,解題思維轉(zhuǎn)變?yōu)榕袛唷皹洹迸c“間隔”,并通過靈活地轉(zhuǎn)化解決問題。當(dāng)學(xué)生正確掌握“植樹問題”中的轉(zhuǎn)化思想后,就可以順利求解“植樹問題”的答案,而且解題效率與質(zhì)量均可以提升,非常有助于學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的培育。
有這樣一道題目,即“學(xué)校的一條大路上共計插了20 面的彩旗,若是要在每兩面旗幟中間放一本盆栽花,那么需要放置多少盆的盆栽?若是想要每兩盆盆栽之間有一面旗幟,那么需要放置多少盆盆栽?”在求解“若是要在每兩面旗幟中間放一本盆栽花,那么需要放置多少盆的盆栽?”這一問題時,當(dāng)學(xué)生不使用轉(zhuǎn)化思維時,必須嚴(yán)格按照判斷類型→選用公式→判斷“樹”與“間隔”→解決問題這樣的解題思路,在確定使用“棵樹=間隔數(shù)+1”的公式后,學(xué)生可以求解出答案是19,但花費(fèi)的解題時間是較多的。而在使用轉(zhuǎn)化思維時,學(xué)生要經(jīng)歷兩步來解題,第一步是判斷“間隔”與“樹”的對象,即彩旗是“樹”,盆栽是“間隔”;第二步是“確定出“樹”比“間隔”多1”,即“樹”=彩旗=20,“間隔”=盆栽=20-1=19。在求解“若是想要每兩盆盆栽之間有一面旗幟,那么需要放置多少盆盆栽?”這一問題時,在未使用轉(zhuǎn)化思維時,學(xué)生需要先判斷出“兩端不種,棵樹=間隔數(shù)-1”,而后按照判斷“間隔”與“樹”的方式求解出答案,即21。而學(xué)生在使用轉(zhuǎn)化思維時,當(dāng)“判斷出“樹”比“間隔”多1”時,便可以很容易地求解出答案是21。
轉(zhuǎn)化思維在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)與解題中的應(yīng)用優(yōu)勢是十分凸顯的,非常值得推廣應(yīng)用,這需要教師在日常的教學(xué)活動中有力地向?qū)W生滲透轉(zhuǎn)化思維。在學(xué)生使用轉(zhuǎn)化思維解題時,教師既要讓學(xué)生可以獨立思考,也要給予學(xué)生適當(dāng)性的指導(dǎo),從而啟迪學(xué)生的解題思維,使學(xué)生更好地在解題過程中應(yīng)用轉(zhuǎn)化思維,提升解題能力。