感悟“数形结合” 体会数学魅力
——数形结合思想在小学数学课堂教学例谈
2018-05-29江西南昌市站前路学校
江西南昌市站前路学校 符 颖
《义务教育数学课程标准(2011年版)》在原来“双基”的基础上提出“四基”,即基础知识、基本技能、基本思想和基本活动经验。这要求数学教学在继续保证“双基”的基础上,还必须启发学生领会数学的基本思想。数学思想方法是数学的灵魂与精髓,重视对数学思想方法的领悟将能唤起数学学习者潜在的数学天赋,提高其数学素养,让学生真正感受到数学的价值与魅力。
数学是研究空间形式和数量关系的学科,在小学阶段的数学学习中“数形结合”思想在每册教材中都有体现,主要通过“以形助数”“以数解形”的方式把抽象的数学语言、关系与直观的几何图形、位置关系结合起来,根据数与形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题。下面结合教学实际,谈谈笔者的几点实践体会。
一、“以形助数”发挥直观对抽象的支柱作用
1.“数”“形”一一对应,建立学生数感
数的产生源于对具体物体的计数。数是抽象的数学知识,形是具体实物、图形、模型、学具等。学生可以在观察、操作等基础上进行比较、分析、归纳总结,在积累了丰富的感性经验基础上,才更有利于抽象的数学知识的学习。
如在教学《100以内的数》时,数数时学生无法感受抽象的数数之间满10的变化,因而“转拐数”是学生学习的难点。在教学中可以借助计数器、小方块等,一一对应地数数,让学生观察数到9如何变成10,数到19如何变成20,一直数到99如何变成100。通过演示让学生清楚地感受到10是在9的基础上添1生成的,20是在19的基础上添1生成的,100是在99的基础上添1生成的,理解满十进一的十进制关系,理解100里面有100个1,体会两位数向三位数的变化,明确数位的顺序和作用。这样以“形”来认知数,既形象又深刻,能有效地帮助学生建立良好的数感。
2.理解数学概念本质,完善认知结构
从数的概念建立到数的运算处处蕴含着数形结合思想。小学生由于年龄特征及心理发展水平,思维以直观形象思维为主,逐步向逻辑抽象思维过渡。而数学教学内容中常涉及数的概念、算理等较抽象的内容,学生学习起来有困难,因此在教学中可以充分利用“形”的直观、形象的优点,帮助学生建立数与形之间的联系,从而正确理解掌握数学概念、算理的本质。
如在一年级上册《9加几》的进位加法教学9+7时,要求学生掌握“凑十法”。通过摆小棒,让学生经历从7根小棒里拿出1根和9根小棒凑成10;或是从9根里拿出3根与7根小棒凑成10;再用这个10加上剩下的小棒。这样用形象、直观的方式将形与数之间搭起一座桥梁,将抽象的算理形象地呈现在学生面前,学生不仅学习兴趣浓厚,并且清晰地理解、掌握算理,为以后的学习打下坚实基础。
3.理清数量关系,提高解决问题能力
数与形的有效结合正是通过直观的图形、线段图等帮助学生理解有关知识,将复杂的数量关系表示出来,使复杂的问题简单化,抽象的问题形象化,从而促进学生对数学问题的理解,提高解决数学问题的能力。
例如,在《鸡兔同笼》的教学中,在实验教材中这一教学内容出现在六年级下册,学生可用列方程的方法得出答案。但2011版数学教材将此内容定于四年级下册,重点让学生掌握列表、假设法的方法。假设法需要假设把鸡和兔划归为一种,先算出鸡和兔假设后的总脚数,通过与实际的总脚数进行比较,寻找到假设与实际脚数的差,然后依据每只鸡和每只兔脚之间的等量关系进行替换,从而得出鸡或兔的只数,再推算,思维含量极大,教学的重点难也正是让学生理解、掌握“鸡兔同笼”问题中数量之间的关系。因此在教学时,引导学生将所有的动物都看成鸡或是兔,画图如下:
然后通过画图将一只鸡(兔)增加(减少)两只脚还原成一只兔(鸡),让学生观察总脚数的变化,得到每增加一只兔(鸡),总脚数就增加(减少)两只脚的规律。(如下图)
学生从直观形象的图中发现规律,尝试用算式来解决此类问题,从而理解假设法这一方法。
再如,在教材解决问题的例题中,经常应用画线段图来分析问题中的数量关系,让隐蔽、复杂的数量关系清晰地呈现,有效实现从形象思维到抽象思维的提升,从而建立解决问题的模型策略,以提高学生分析问题、解决问题的能力。
二、“以数解形”对图形特征进行定量刻画
“形”虽然具有直观性,但也有其粗略、不易于表达的劣势。只有以“数”来定量描述形的特点,才能将于头脑想象中的“形”转换成可触摸、可描述的状态。图形也需要借助数的计量与分析,得以严谨化,使学生能更准确地把握图形的性质。
例如,在教学平行四边形的面积计算公式时,先让学生猜测平行四边形的面积怎样计算?然后通过动手操作、实际测量、计算分析后,有学生发现用平行四边形的“长边×短边”来计算面积不对;有学生便利用数方格的方式,比较长方形长、宽、面积和平行四边形的底、高、面积等数据,发现其中的蕴藏的规律,从而推导出平行四边形的面积计算公式。
我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,割裂分家万事休。”现实生活中的数与形是紧密联系的,相辅相成的,数形结合是一种重要的数学思想方法。通过“数形结合”思想的方法研究问题,实现抽象概念和具体形象、表象之间的转化,不仅能够提高学生数形转化能力,还可以提高学生的迁移思维能力、分析问题能力及解决问题的能力,能有效地发展学生的数学思维,提升学生的数学素养,对学生今后的数学学习和知识的应用产生深远的影响。
[1]中华人民共和国教育部.义务教育数学课程标准(2011年版)》[M].北京:北京师范大学出版社,2012.
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