鄭平芳
[摘? 要] 在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,要充分應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的思想,以“形”助“數(shù)”,可以簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)問題,促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的深化理解。數(shù)形結(jié)合思想在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用通常有三種策略:一是以“形”的直觀促進(jìn)“數(shù)”的體會(huì),增強(qiáng)概念理解;二是以“形”的形象啟迪“數(shù)”的計(jì)算,深化算理剖析;三是以“形”的具體推動(dòng)“數(shù)”的思考,呈現(xiàn)數(shù)量關(guān)系。
[關(guān)鍵詞] 數(shù)形結(jié)合;小學(xué)數(shù)學(xué);課堂;教學(xué);應(yīng)用
小學(xué)生的空間思維和邏輯思維還不夠成熟,常常會(huì)對(duì)枯燥的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭煩的心理。在小學(xué)數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,要充分應(yīng)用數(shù)形結(jié)合的思想,以“形”助“數(shù)”,可以簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)問題,激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)熱情,提高學(xué)生的思維靈敏度,促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的深化理解。既然數(shù)形結(jié)合與小學(xué)生的認(rèn)知水平相符,而且對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)有極其重要的作用,那么該如何巧妙運(yùn)用呢?
一、以“形”的直觀促進(jìn)“數(shù)”的體會(huì),增強(qiáng)概念理解
數(shù)學(xué)概念抽象性強(qiáng),小學(xué)生由于身心發(fā)展的因素,往往無法透徹地理解概念。倘若按照傳統(tǒng)教學(xué)方式施教,很難讓學(xué)生全面而深刻地理解抽象的數(shù)學(xué)概念。因此,需要適時(shí)關(guān)注學(xué)生的身心發(fā)展,借助數(shù)形結(jié)合的思想,以“形”的直觀促進(jìn)“數(shù)”的體會(huì),以此增強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念的理解。與此同時(shí),需要適時(shí)啟發(fā)學(xué)生的想象,使其將已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行聯(lián)通,實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)學(xué)概念全面深度的解讀。
以“形”的直觀促進(jìn)“數(shù)”的體會(huì),增強(qiáng)概念理解,其實(shí)就是借助直觀形象模型,理解抽象的數(shù)學(xué)概念,助推學(xué)生探究、感知和深化數(shù)學(xué)概念。對(duì)此,通常應(yīng)做到“三個(gè)需要”:
一是引入數(shù)學(xué)概念時(shí),需要圖形演示。在引入數(shù)學(xué)概念時(shí),把數(shù)和形結(jié)合起來,把抽象的概念和形象的圖形聯(lián)系起來,把概念的本質(zhì)屬性用圖形演示出來,不但可以幫助學(xué)生豐富感性的材料,而且可以幫助學(xué)生奠定建構(gòu)概念的基礎(chǔ)。
二是形成數(shù)學(xué)概念時(shí),需要借形設(shè)問。數(shù)形結(jié)合,“數(shù)”是數(shù)學(xué)概念知識(shí),“形”是數(shù)學(xué)問題的背景。借形設(shè)問,就是借助問題的情境,顯示數(shù)學(xué)問題的形象性,引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析、比較、抽象和概括,啟迪學(xué)生的思維,保障概念的形成。
三是揭示數(shù)學(xué)概念時(shí),需要畫圖體驗(yàn)。小學(xué)生的生活經(jīng)歷少,要他們憑借生活經(jīng)驗(yàn),變實(shí)際問題為數(shù)學(xué)問題,有相當(dāng)大的難度。因此,需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際,引導(dǎo)學(xué)生用畫圖工具畫圖。通過畫圖,建立表象;通過畫圖,領(lǐng)悟概念;通過畫圖,揭示概念;通過畫圖,發(fā)展空間觀點(diǎn);通過畫圖,體驗(yàn)數(shù)形結(jié)合。
案例1? 認(rèn)識(shí)小數(shù)
師:大家看,老師手中是什么?(教師出示米尺的直觀圖,見圖1)
生(齊):米尺。
師:不錯(cuò),這是一把米尺,現(xiàn)在將它平均分成10份,每一份是……
生1:1分米。
生2:1/10米。
生3:0.1米。
師:非常好,生3所述的0.1米中的0.1是1個(gè)一位小數(shù)。下面,誰能說一說你們對(duì)一位小數(shù)的認(rèn)識(shí)。
生4:分母是10的分?jǐn)?shù)。
生5:其值在0到1之間。
師:那現(xiàn)在需要測(cè)量比1米長(zhǎng)的物體,該怎么辦?
生6:可以再接上一把和它一樣的米尺。
師:非常不錯(cuò)的建議,大家看,這是多長(zhǎng)?(出示兩把米尺連接的圖示,并指著第二把米尺2分米的位置)
生7:1米2分米。
師:現(xiàn)在需要測(cè)量很長(zhǎng)的物體,讓我們?cè)俳由弦话衙壮?,這是多長(zhǎng)?(又連接上一把米尺,并指著第三把米尺8分米的位置)
生8:2米8分米。
師:剛才所說的1米2分米和2米8分米,你們會(huì)用小數(shù)表示嗎?
生9:1.2米和2.8米。
師:非常好,看來我們已經(jīng)知道了值的區(qū)域。
師:下面,我們一起來看圖2所示的數(shù)軸,并試著完成本題……
數(shù)軸教學(xué)時(shí)可以自然滲透數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想,讓學(xué)生感知到數(shù)軸上點(diǎn)與數(shù)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。然而,直接拋出數(shù)軸,學(xué)生可能無法抽象感知。教師不失時(shí)機(jī)地展示數(shù)軸的“前身”,通過實(shí)物米尺幫助學(xué)生對(duì)數(shù)軸形成初步感知。隨著米尺的出現(xiàn),教師巧妙地融合整數(shù)部分為0的小數(shù)與整數(shù)部分不為0的小數(shù),為學(xué)生提供更加直觀的體驗(yàn),讓學(xué)生清楚地掌握小數(shù)值的大小區(qū)域,增強(qiáng)對(duì)小數(shù)概念的理解和認(rèn)識(shí),從而向?qū)W生自然滲透數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想。
二、以“形”的形象啟迪“數(shù)”的計(jì)算,深化算理剖析
引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),目的之一是為了讓學(xué)生有一雙數(shù)學(xué)的眼睛,有一個(gè)數(shù)學(xué)的頭腦。學(xué)生會(huì)用數(shù)學(xué)的眼睛觀察,會(huì)用數(shù)學(xué)的頭腦思考,這是學(xué)生發(fā)展和生存必備的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。以“形”的形象啟迪“數(shù)”的計(jì)算,深化算理剖析,這就既要讓學(xué)生了解“計(jì)算方法”的來龍去脈,又要讓學(xué)生弄清“計(jì)算方法”的基本道理,讓學(xué)生覺得數(shù)學(xué)計(jì)算不是冰冷的、干癟的、枯燥的,而是熱烈的、豐滿的、滋潤(rùn)的。因此,教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中要讓學(xué)生明白“算理”與“算法”的孰重孰輕。有的教師在數(shù)學(xué)的計(jì)算教學(xué)中,誤認(rèn)為算理可有可無,拋開算理計(jì)算照樣進(jìn)行。于是,在數(shù)學(xué)教學(xué)中教師只是讓學(xué)生盡快知道計(jì)算方法,再用大量的重復(fù)練習(xí)跟進(jìn)。這樣進(jìn)行數(shù)學(xué)的計(jì)算教學(xué),雖然見效快,但時(shí)間一長(zhǎng),學(xué)生就會(huì)忘記。顯而易見,計(jì)算教學(xué)中的“算法”,不能蜻蜓點(diǎn)水、走馬觀花、急功近利,應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生借助圖形,深化對(duì)算理的剖析。只要深化了對(duì)算理的剖析,計(jì)算方法自然就會(huì)瓜熟蒂落、水到渠成、迎刃而解。
數(shù)學(xué)算理十分抽象,不易理解、記憶和掌握。然而在整個(gè)小學(xué)階段,“數(shù)的運(yùn)算”占有很大的比重。數(shù)形結(jié)合具有生動(dòng)、形象和直觀等優(yōu)勢(shì),在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,以“形”的形象啟迪“數(shù)”的計(jì)算,有利于學(xué)生深化算理的剖析。
案例2? 一個(gè)數(shù)乘分?jǐn)?shù)
計(jì)算:1/4×1/2。
師:我們不著急計(jì)算,先動(dòng)手折一折,并告訴老師1/4×1/2表示的是什么,好不好?(學(xué)生動(dòng)手操作,教師巡回指導(dǎo))
師:剛才看了大家的折出的1/4×1/2,盡管折法各不相同,但本質(zhì)卻是一致的。這里的1/4是誰的1/4?1/2呢?大家請(qǐng)看圖3,從中你發(fā)現(xiàn)了什么?
生1:1/4×1/2就是求1/4的1/2。
師:很好,闡述簡(jiǎn)潔,理解正確!下面,請(qǐng)大家再來探索1/4×2/3。(學(xué)生又一次進(jìn)行熱烈地探索,教師巡視)
生2:如圖4,這是我根據(jù)之前的探索得出的結(jié)論。
師:生2真是會(huì)動(dòng)腦筋的好孩子,居然在這么短的時(shí)間內(nèi)完成了遷移應(yīng)用。其他人理解了嗎?
生(齊):理解了。
師:很好,我們來說一說3/4×2/3表示的是什么意思?
生3:就是求3/4的2/3是多少。
師:那a×( )/( )表示的是什么?
生4:表示的是a的幾分之幾是多少。
……
本例中,先通過“折”讓學(xué)生建立表象,再利用數(shù)形結(jié)合讓學(xué)生觸摸精神內(nèi)核,從而輕松理解算理,為之后掌握計(jì)算方法奠定了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然,學(xué)生對(duì)算理的理解無法一蹴而就,但有了數(shù)形結(jié)合的助力,就讓學(xué)生的思考和知識(shí)內(nèi)化有了依托,就讓其認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完善更加自然。學(xué)生是富有創(chuàng)造性的個(gè)體,有了教師的引導(dǎo),自然就能借助圖形拾級(jí)而上,促進(jìn)數(shù)學(xué)觀念的形成,真正理解和掌握算理。
三、以“形”的具體推動(dòng)“數(shù)”的思考,呈現(xiàn)數(shù)量關(guān)系
數(shù)形結(jié)合就是把抽象的數(shù)學(xué)語言和直觀的幾何圖形結(jié)合起來,把問題的數(shù)量關(guān)系和圖形位置關(guān)系結(jié)合起來,達(dá)到“以形助數(shù)”或“以數(shù)解形”。數(shù)形結(jié)合可以借助簡(jiǎn)單圖形、符號(hào)和文字合成的示意圖,促進(jìn)學(xué)生的具體形象思維和抽象邏輯思維協(xié)調(diào)發(fā)展,把數(shù)學(xué)知識(shí)之間的聯(lián)系加以溝通。數(shù)形結(jié)合能讓數(shù)學(xué)問題中的數(shù)量關(guān)系凸顯出最本質(zhì)的特征,能使數(shù)學(xué)問題中的數(shù)量關(guān)系變得直觀。在解決數(shù)學(xué)問題的過程中,根據(jù)具體數(shù)學(xué)問題的情形,變圖形問題為數(shù)量關(guān)系的問題,或變數(shù)量關(guān)系的問題為圖形問題,可將抽象的數(shù)學(xué)問題具體化,復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題簡(jiǎn)單化,從而化難為易,優(yōu)化解決問題的途徑。
在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想,以“形”的具體推動(dòng)“數(shù)”的思考,呈現(xiàn)數(shù)量關(guān)系,有三個(gè)得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì):一是小學(xué)數(shù)學(xué)教材中數(shù)形內(nèi)容的編排,是由易到難、螺旋上升、交替呈現(xiàn),這為應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想提供了可能;二是小學(xué)生處在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的初始階段,學(xué)生頭腦中對(duì)于數(shù)與形的分離符并不明顯,是學(xué)生建構(gòu)數(shù)形結(jié)合思想的最佳時(shí)期;三是小學(xué)生的身心特點(diǎn)決定了小學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),小學(xué)生的思維是由直觀形象思維逐漸向抽象邏輯思維過渡。數(shù)形結(jié)合正是小學(xué)生直觀形象思維向抽象邏輯思維過渡的一種媒介,這種媒介便于小學(xué)生借助形的形象思考數(shù)的抽象,利用數(shù)的抽象提升形的內(nèi)在邏輯,從而發(fā)現(xiàn)數(shù)量關(guān)系。
眾所周知,小學(xué)生往往以形象思維為主,直觀形象的圖形更能幫助他們理解數(shù)學(xué)問題。在實(shí)際教學(xué)中,不少學(xué)生由于難以自主地溝通“數(shù)”與“形”,出現(xiàn)做題難、慢、錯(cuò)的狀況,使得高效教學(xué)成了泡影。合理利用“形”的具體,推動(dòng)“數(shù)”的思考,可以清晰呈現(xiàn)一些復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系,促進(jìn)學(xué)生的深度思考與探究,提高學(xué)生的解題速度和能力。
案例3? 雞兔同籠
問題情境:一些雞和兔被關(guān)在一個(gè)籠子里,數(shù)一數(shù),共有頭5個(gè),共有腿14條,籠子里有幾只雞?幾只兔?
師:你們有想法了嗎?
生1:2只雞,3只兔。
生2:不對(duì),是3只雞,2只兔。
師:這一定是你們猜想后的想法,既然有了爭(zhēng)議,我們何不畫圖來促進(jìn)思考呢?(學(xué)生立刻投入畫圖的活動(dòng)中,教師巡視,并拍下有效信息)
師:我們一起來看一看剛才大家的思考過程。(教師課件展示部分學(xué)生的畫圖過程)
師:請(qǐng)這幾名學(xué)生分別說一說你們是怎么思考的?
生3: 我是先畫了1只雞和1只兔,數(shù)一數(shù);接著又畫了1只雞和1只兔,再數(shù)一數(shù);就又畫了1只雞,得出結(jié)果一共3只雞和2只兔。
生4:我是全部畫成了雞,發(fā)現(xiàn)腿不夠,然后就把1只雞改成了兔,還是不夠,又把1只雞畫成了兔。
生5:我是全部畫成了兔……
師(微笑):你們的想法都很有創(chuàng)意……
由于雞兔同籠的問題在現(xiàn)實(shí)生活中很難探找到原型,從而造成學(xué)生理解困難。大部分教師會(huì)選擇中高年級(jí)學(xué)生來施教,而執(zhí)教者卻大膽借用二年級(jí)學(xué)生進(jìn)行施教。從整個(gè)教學(xué)過程可以發(fā)現(xiàn),教學(xué)之所以比較成功,主要源于教師的提議“畫圖來促進(jìn)思考”,為學(xué)生之后的一系列思考提供了很好的方向。學(xué)生在畫圖時(shí)各顯神通,充分施展自身的創(chuàng)造潛能,讓看似復(fù)雜的問題得到順暢的解決。就這樣,復(fù)雜的“雞兔同籠”問題,在執(zhí)教者的精心設(shè)計(jì)下,變得簡(jiǎn)單而具體。這樣的深度思考,能讓學(xué)生的思維靈動(dòng)起來,能極好地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力,使課堂教學(xué)事半功倍。
總之,“形”的直觀可以為學(xué)生提供恰當(dāng)?shù)男蜗蟛牧?,可以讓抽象的知識(shí)形象化,不僅利于學(xué)生高效學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí),還利于讓枯燥的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)充滿樂趣。因此,教師在教學(xué)中應(yīng)適切利用好數(shù)形結(jié)合這一手段獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),幫助學(xué)生理解概念、明晰算理、理清數(shù)量關(guān)系,促進(jìn)學(xué)生的形象思維和邏輯思維全面發(fā)展,為學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展奠定良好而扎實(shí)的基礎(chǔ)。