◆聂素贞
(淄博市周村区凤鸣小学)
数形结合思想是指数与形之间的对应关系,通过数与形的相互转化,将抽象的数学语言与直观的图形结合起来解决问题的思想方法。数形结合思想是数学中最重要、最基本的思想方法之一,是解决许多数学问题的有效思想。利用数形结合能使“数”和“形”统一起来,以形助数,以数辅形,可以把抽象的数学概念直观化,帮助学生形成概念;把难于理解的运算简单化,帮助学生理解数的运算性质;可使计算中的算式形象化,帮助学生在理解算理的基础上掌握算法;可将复杂问题简单化,在解决问题的过程中,提高学生的思维能力和数学素养。华罗庚教授对此有精辟概述:“数无形,少直观;形无数,难入微”。那么如何在教学中渗透数形结合的思想呢?
教学过程中通过以形助数,突出数的形象思维,借助图形的直观性质将抽象的数学概念、运算性质和数量关系形象化、简单化,给学生以直观感,帮助学生从已有的知识经验出发,亲历将实际问题抽象成数学模型,帮助学生调动多种感官充分感知,在形成表象的基础上进行想象、联想,达到最终理解数学本质,解决数学问题,形成数学思想的目的。
1.以形助数,帮助建立数学概念。
数学概念具有抽象形与概括性的特点,而孩子比较容易理解和接受直观的、具体的感知认识,因此,教学时要向学生提供大量感性材料,而“形”的材料常常是很有效的。在教学中,有诸多关于数的概念教学,都可以利用数轴,将数与点建立一一对应关系,既有助于理解数的顺序、大小,又有助于理解数列的规律。教师要充分挖掘、利用图形的特质,如认识整数时,可以数小棒或者画圆圈;认识分数、小数时,让学生在对图形的等分中理解,借助多种图形材料让学生折一折,涂一涂,理解分数的意义;借助格子图或直尺图呈现0.1、0.01,0.001,帮助理解相邻计数单位的十进制关系,感悟0.1是一位小数的计数单位,0.01是两位小数的计数单位,0.001是三位小数的计数单位。教学中运用数形结合,把抽象的数学概念直观化,找到了概念的本质特征,激发学生了学习数学的兴趣。
2.以形助数,帮助理解数的运算性质。
3.以形助数,帮助理解算理
计算教学要引导学生理解算理,在理解算理的基础上掌握计算方法,数形结合是帮助学生理解算理的一种很好的方式。用看得见、摸得着的实物,直观形象的演示算理,减轻理解难度,帮助学生快速的达到“知其然且知其所以然”的目的。如在教学《两位数加两位数进位加法》时,理解“满十进一”的算理作为两位数加两位数进位假发的重点,教学中可以用小棒模仿竖式计算,将竖式直观形象化,学生直观地观察到计算的每一个步骤和为什么这样算,自然而然的就明白“满十进一”的算理。
又如,在教学分数乘除法的计算中,在折一折、涂一涂等活动中来理解分数乘除法的算理。计算教学作为小学数学的重要领域之一,教学中充分运用“数形结合”的策略来突破计算的难点,揭示计算方法的本质,将算理蕴藏于图形之中,算理在此时无言却已明。
4.以形助数,帮助理清数量关系,获得解题思路
数量关系是数学所特有的研究对象,新课程标准明确提出“要从具体情境中抽象出数量关系”。借助图形解题的最大优势是将问题形象化、简单化。尤其是在解决较复杂的应用题,如分数问题、植树问题、行程问题时,恰当选用线段图、正方形图、集合圈等,将数量信息及关系反应在图形上,能获得较快的解题思路,找到解题途径。
如爸爸今年的月工资是5500元,比去年增加了10%。爸爸去年的月工资是多少元?解决这个问题的关键是理清今年工资和去年的关系,而线段图就能很清楚的反映出两者之间的关系。通过图便于找出题中的数量关系去年工资×(1+10%)=今年工资,或者去年工资+比去年增加的10%=今年工资,就可以列方程解决这道题目了。
教学中鼓励学生画一画,可以让复杂问题简单化,抽象问题形象化,有利于学生抽象出数量关系,建构基本的数学模型,有效提高解决问题的效率。
“形”具有形象直观的优势,但也有其粗略、繁琐和不便于表达的劣势。只有以简洁的数学描述、形式化的模型表达“形”的特点,才能更好地体现数学抽象化与形式化的魅力,使学生更准确地把握形的特点。
对图形的认识要用数学语言的描述加以深化。如“直线”的教学,由于在生活中无法找到原型,画出来的也只是线段,而辅之以数学语言“直”“无限”“延伸”等,就能较好地建立相应的表象。又如,“长方形”,学生从图形中感知获得的只是“长长的”“方方的”,只有用数学语言揭示其特征(有4个角,都是直角;有4条边,对边相等),对长方形的认识才是深刻的。
几何图形的周长、面积、体积计算公式的归纳都是儿童对形体直观知觉的深化。如对长方形面积大小观念的建立从定性到定量,从直观比较到数方格,从摆小正方形(面积单位)到发现面积与长宽的关系,最终获得面积计算公式,使儿童从更深层面上认识了长方形。
如图形特点,对几何图形性质的判断有时需要通过计算才能获得正确结论。如周长相等的正三角形、正方形、长方形和圆形哪个面积大,哪个面积小?凭直观难以判断,而通过具体计算,结论就不辩自明。
总之,数形结合能不失时机地为学生提供恰当的形象材料,可以将抽象的数量关系具体化,把无形的解题思路形象化,使得数学学习充满乐趣。巧妙地渗透、应用数形结合思想,既能为小学数学教学开阔一片广阔的天地,又能为学生的终身学习和可持续发展奠定扎实的基础。
参考文献:
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[2]张新爱.小学数学学习的思想方法.教育研究,2011,(13).
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