运用数学转化思想解决问题
2018-02-25
(沈阳市和平区南京街第九小学 辽宁沈阳 110002)
曹冲称象,在中国几乎是妇孺皆知的故事。年仅六岁的曹冲用许多石头代替大象,让大象与石头等重,然后再一次次称出石头的重量,这样就解决了许多有学问的成年人都一筹莫展的难题,还真让人感到惊异。曹冲不懂得阿基米德浮力原理,也不懂得什么等量代换的数学方法。曹冲的聪明之处在于将大转化为小,将大象转化为石头,转化的思想方法起了关键的作用,同时也说明了转化的思想就蕴含在我们的生活中,看你是否用心去发现它,运用它。称象的问题在今天已不算难题了,可是,类似的问题同样也难住了不少聪明的人们,美国大发明家爱迪生有一位数学基础相当好的助手叫阿普顿,有一次,爱迪生把一只灯泡的玻璃壳交给阿普顿,要他计算一下灯泡的容积,阿普顿看着梨形的灯泡壳,思考了好久之后,画出了灯泡壳的剖视图,立体图,画出了一条条复杂的曲线,测量了一个个数据,列出了一道道算式,经过几个小时的紧张计算,还未得出结果。爱迪生看后很不满意,只见他在灯泡壳里装满水,再把水装进量杯,不到一分钟,就把灯泡的容积算出来了。爱迪生把灯泡容积转化为其所容纳的那部分水的体积。就是在运用数学转化思解决问题。
那么什么是数学的转化思想呢?将未知的,陌生的,复杂的问题通过观察,分析,联想,类比等思维过程,演绎归纳为已知的,熟悉的,简单的,甚至模式化的问题,能利用已有的知识将现实问题转化为数学问题,将未知转化为已知,将繁琐问题转化为简单问题,进而解决问题。
转化思想解题的基本策略,当我们遇到一个较难解决的问题时,不要直接解原题目,而将题进行转化,转化为一个已经解决的或比较容易的问题,只要是转换解决对象的都是,比如,一个人考试不好,伤心,我们要让他开心起来,问题首先转换成让他的学习成绩提高,再转换成改变他的学习方法,这样问题就逐一解决了。
怎样进行转化呢?首先应先考虑问题的内部规律性,规律比现实更深刻,其次分析问题存在的条件,此问题与他问题的区别与联系,从中找出转化的条件,也就是说处理好共性与个性的关系,是数学解题的关键。转化思想在我们小学数学中,主要表现为数学知识的某一形式向另一形式的转变,转化方法即以旧引新,以生引熟,由繁化简,化曲找直。运用转化思想方法能提高同学们的实践创新能力,解题能力,思维能力。
其实,我们较深入地分析我们的小学教材,会发现我们学到的很多知识都是运用数学转化思想解决问题。让我们一起进入图形与几何领域。在四年级下学期我们学到了三角形内角和,三角形内角和为什么180度呢?同学们会想到折拼,撕拼法,在老师帮助下,还会想出借助已学过的图形来验证的方法,这几种方法都是运用数学转化思想解决问题,同学们想到的撕拼法,折拼法都是借助学过的平角解决问题。折拼法;沿三角形中位线先折过来一个角,将另外两个角也按这种方法折过来,也形成一个平角,也就是三角形的内角和是180度。很明显运用数学的转化思想解决问题,将新知识转化为已经学过的知识来验证。我们能不能学习这种运用转化思想借助已学过的知识的方法,想出更加准确的方法来验证三角形的内角和是180呢?我们可以借助已经学过的图形一长方形来验证。我们知道长方形内角和360度。沿着一条对角线将长方形平分成两个直角三角形',每个直角三角形的内角和就是360°÷2=180°,这种方法只验证了直角三角形内角和是180度,但三角形还有钝角,锐角三角形,我们能不能用这种方法来验证钝角锐角三角形的内角和也是180度呢?我们可以借助已验证的直角三角形内角和来验证。一个钝角三角形我们做它的一条高,这样把这个钝角三角形分成了直角三角形,两个直角三角形内角和之和是180°+180°=360°,减去两个直角,剩下的就是这个钝角三角形三个内角之和,即360°-180°=180°,这样我们用这种方法就验证了钝角三角形内角和是180度。锐角三角形内角和的验证方法也是如此。这种方法很清晰地告诉我们转化思想在解决问题中的重要性。三角形内角和=180°的知识,借助已学过的图形来验证,在同学们已有知识经验基础上去学习,同学们更容易接受。
在五年级上学期我们学到了平面图形一三角形、平行四边形、梯形面积公式的推导,六年上学期我们学到了圆面积公式的推导,在公式推导过程中都运用数学转化思想解决问题。它们通过转化将新知识转化为旧知识,将未知转化为已知。 同样立体几何的体积很多也渗透了转化的数学思想,如圆柱,圆锥体积公式的推导,可以看出转化在几何图形的学习中发挥着不可替代的作用。
让我们再一起进入数与代数领域,我主要从计算方面谈一谈如何运用数学转化思想解决问题,分为两点,1.计算的纵向转化。加减计算:20以内数的加减一100以内数的加减一多位数的加减一小数加减一分数加减。其中20以内数的加减计算是基础。异分母分数加减法要转化为同分母分数计算。乘除计算:一位数乘法一多位数乘法一小数乘法。一位数乘法口诀是基础,多位数乘法都可以把它转化为一位数乘法。小数乘法要转化为整数乘法进行计算。除法计算,除数是一位数的除法计算方法是基础,多位数除法都可以转化为一位数除法。2、计算的横向转化。加法与减法之间可以转化,乘法和除法之间可以转化。求几个相同加数连加的和,可以转化成乘法来计算。分数除法可以转化为分数乘法计算。
在综合运用等其他领域也运用数学转化思想解决问题。
在初中数学学习中,运用数学转化思想解决问题应用得更加广泛。具体到方程,绝对值,因式分解等内容都在运用数学转化思想解决问题。在学习中,加强转化意识,重视总结解题经验,注意积累,对解题能力,数学思维,数学素养都十分重要。
运用数学转化思想解决问题,在数学学习中可谓无处不在,同学们要学以致用,主动运用所学的转化方法去解决问题,希望转化方法一直陪伴你解决问题!