借助数形结合,为抽象数学“搭桥”
2021-09-15林钦
林钦
数形结合思想将“数”与“形”相互转化,使复杂的问题简单化、抽象的问题直观化,而且能够变抽象的数学语言为直观的图形,有助于学生理解数学知识,有助于拓展学生的数学思维,提高学生解决问题的能力。通过以形析数、以数解形、数形相融等方式,教师可以使复杂的问题简单化、抽象的问题直观化,提升学生的思维能力。
一、以形析数,变抽象为形象
在数学教学中,教师借助直观形象的几何图形、位置关系来分析抽象的数学语言、数学概念、数量关系,降低数学解题难度,培养学生的形象思维。
1.以形助数,清晰地认识数
“数”与“形”是一种特定的对应关系,在小学数学教学中有的数量比较抽象,学生难以把握,而“形”具有直观、形象的特点,能够表达具体形象的思维,在解决问题中起着直观可视的作用。为此,教学时我们可以把“数”与“形”的对应关系找出来,借助直观图形来认识抽象的数,帮助学生树立用直观图形来学习数学的意识。例如,在教学“1~5的认识”时,教师从生活中的具体事物入手,引导学生观察主题图,从中找到数学的生活原型,如1只狗、2只鹅、3只鸟、4只鸡、5个南瓜等,再让学生把这些具体事物抽象为用数字1、2、3、4、5表示。接着,为了凸显这些数的本质特征,反映数量逐个增加的过程,教师可以借助几何直观,引出这些数可以用1根小棒、2根小棒、3根小棒(摆成三角形)、4根小棒(摆成正方形)、5根小棒(摆成五边形)表示。为此,用图形表示数,把抽象的数量的增加转化成学生眼睛看得见、手摸得到的真真切切的小棒的增加,帮助学生抓住数学知识的本质,建立数的概念,培养学生的数感,以形助数,实现数与形的自然融合。
2.以形析数,厘清数量关系
小学生理解能力与分析能力有限,在面对一些复杂问题时往往不知如何下手,很难厘清这些复杂问题中的数量关系。而借助数形结合,则可让复杂的问题简单化、具体化,在数学教学中,依据数学题目的文字描述,教师可以引导学生把数量关系转化成简单图形,从而降低数学解题难度。例如,在解决分数知识相关问题时,有这样一道题:“有一箱苹果,小明一家吃了3/4,还剩下18个苹果,这箱苹果总共有多少个?”由于学生倒推能力较弱,加上里面出现了分数,学生解题时往往茫然无措。这时,教师可以先画一个正方形,相当于题目中装蘋果的箱子,然后将正方形平均分为4部分,其中三部分涂上红色,代表已经吃掉的3份,剩下的一份不涂颜色,告诉学生是18个苹果。这样,学生知道剩下的1/4是18个苹果,自然用18÷(1-3/4)计算出正确答案。原本复杂的数学问题,在教师所画图形的引导下,学生就能正确梳理其中的数量关系,从而解答问题。
二、以数解形,变感性为理性
在小学阶段,学生在学习计算图形的周长、平面图形的面积、立体图形的体积时,通常运用以“数”解“形”的方法,把“形”转化成“数”的形式,用已学过的知识将图形用代数式表达出来,再根据条件和结论的联系,利用相应的公式进行代数运算。
例如,在教学“三角形的分类”一课时,教师引导学生仔细观察三角形中角的度数大小与三条边的情况,辨别三角形的种类。然后,教师放手让学生独立思考:如何分类?分类标准是什么?再组织学生小组交流,最后指名汇报。这时,学生可能会采取各种各样的分类方式,教师再引导学生以角为标准进行分类。这样,学生通过亲身体验、操作测量,充分感知不同类型的三角形的角的度数所包含的图形特征。通过“数”和“形”的结合,让学生辨别三角形与角的大小之间的关系。这样,学生只要结合三角形内角和与已知三角形中两个角的度数,都能借助角的度数去判断三角形的种类问题。学生一看到相关三角形的度数时,马上能联系到不同的三角形的特征,在头脑中建立起三角形的不同模型。从而感受以“数”解“形”的过程,形成良好的数感,也培养了逻辑思维能力。
三、数形相融,变现象为本质
“形”与“数”相融就是指在数学学习中,需要“形”与“数”互相渗透融合,不仅从“数”联想到直观的“形”,而且还由直观的“形”变成“数”,从中找出“形”与“数”内在的联系,做到看“形”思“数”,见“数”想“形”。
例如,在计算1/2+1/4+1/8+1/16+1/32时,按照一般的方法,学生可能先进行通分,再按同分母分数加法的法则计算出结果。从题目中可以看出,这不是一般意义上的计算题,应透过一般现象找到本质的东西来加以解决。为此,教师应引导学生认真观察每一个加数的特点,把每一个加数通过图1表现出来。
通过观察图1中各加数的关系,学生很快就发现,计算1/2+1/4+1/8+1/16+1/32,实际就是计算1-1/32。教学中,教师引导学生认真观察图形,学生却不明白图形要表达的意思,只要在图1中标上数据,当“数”与“形”相互融合时学生就能一目了然,从而顺利解决问题。
又如在教学“组合图形的面积”时,我们可以从生活情境导入,借助图形,让学生去发现,去探究,去解决问题,有效地培养学生的直觉思维与求异思维。在巩固练习环节,教师出示这样的一道练习题:如图2,大家能否算一算,制作一面中队旗要用多少布?面对组合图形的面积,学生不可能有现成的公式进行计算,必须思考如何进行割补转化。
第一种:分割成两个梯形,第二种:分割成一个长方形和两个三角形,第三种:添补成一个大长方形减去三角形。
……
在探究、解决问题的过程中,借助数形结合,可以把复杂内容具体化、形象化。学生在对直观图形的观察、分析、转化等一系列过程中,让解决问题的方法多样化,从而提高思维能力。
(作者单位:福建省福清市教师进修学校)