○ 山丹育才中学
数形结合思想是数学思想方法之一,在数学教学中的应用特别广泛。实践证明,适时应用数形结合思想,能够使抽象的数学知识直观地展现在学生面前,降低了理解的难度,有效提高了教学效率。然而在实际教学中,笔者发现,很多学生还没有意识到数形结合带来的便利,加之缺乏教师及时有效的引导,学生还没有形成数形结合的意识,影响了学生的学习效率。因此,教师要重视学生数形结合意识的培养。
随着科技的飞速发展,数以万计的应用软件不断出现,其中很多是专门针对初中数学教学制作的。它不仅包括教师界面,还兼设学生界面。这些软件内容丰富、界面美观大方、操作简单易学,深受师生喜爱。教师要利用这些应用软件,让学生切身体会数形结合的好处,进而形成数形结合的意识。下面,笔者结合教学实践,就如何利用应用软件培养学生的数形结合意识,谈谈自己的体会和看法。
1.数形同现,体会数形结合的益处。APP具有可视化的特点,它可以同时呈现数与形,让学生从学习的一开始,就形成见数思形、见形想数的意识。其实,数学本就是研究数量关系和空间形式的科学。因此,教师要利用APP,有意识地引导学生从这两个方面共同精确地刻画所要认知的事物,从而促使学生对知识透彻理解。同时,初步形成数形结合意识。
2.动态反复,强化数形结合意识。初中数学中的大多数内容都是以数的形式展现的,如果利用APP,可以将需要的图形画出来,让学生在观察图形的过程中理解数。比如,在“代数的初步认识”中,除了例题中数和数线同时出示,其余以数为主。利用APP,进入学生界面,随意在数线上任意滑动,即可出现某一代数以及其对应的几何图形。通过反复操作,学生不仅认识了代数以及其在数线上对应的直观图象,还感知了以形助数、以数解形的优势,从而强化了数形结合的意识。
数形沟通包含三层含义:以数化形:在几何特征的直观感知中理解“数”;以形转数:在逐步抽象概括的基础上读懂“形”;数形转化:数形互化。
1.以数化形,以形助数。把数学问题转化为图形问题,构造出与数相应的几何图形。形与数相比较,有着更加直观的优势。因此,教师可以引导学生利用APP里面的“画图”模块,画出与数相应的图形。在观察图形的过程中,让学生理解数的性质。
比如,教学“一元一次函数y=kx+b”时,直接让学生理解函数的特点有一定的难度。此时,就可以引导学生利用APP里面的“画图”模块,先将“k”和“b”赋予具体的数字,尝试着画出函数的图象。比如,画出“y=3x+1”的图象,看一看“1”在图象上表示什么,“3”表示什么。然后,教师应引导学生理解“k”和“b”在“一元一次函数y=kx+b”的图象中具体表示什么,通过观察图象,归纳出函数的性质特点。可见,利用APP里面的“画图”模块,画出与数对应的形,可以起到以形助数的作用,进而促进学生对知识的理解。同时,学生也能初步形成数形结合的意识。
2.以形转数,以数解形。把几何问题转化为数学问题,通过数的计算和推理深入理解图形。初中数学中虽然涉及的图形知识不是特别多,但这部分图形知识是高中学习立体几何的基础。因此,教师尤其要重视初中数学中图形知识的教学,引导学生利用APP里面的“看数”模块,将图形对应的函数表示出来。再通过研究函数,反过来理解图形。
例如,计算“圆柱体的表面积”时,借助APP,让学生理解圆柱体展开后其实是一个长方形,从而更直观地感知圆柱体侧面积的计算方法,进而抽象、概括出圆柱体侧面积的计算公式。如此,学生利用APP里的“画图”“看数”模块,进一步感知数形结合的重要作用,进而增强数形结合的意识。
总之,形是数的化身,数是形的灵魂。数形结合,使之互相沟通,才能看到“庐山真面目”,为思维寻找到突破口。教学中,教师要将培养学生的数形结合意识当作教学的重头戏来抓,并将之纳入教学计划,在教学实践中得到落实。而利用APP,可以让学生切身体会数形结合的优势,进而形成数形结合意识。在教师的刻意引导以及长期训练下,数形结合意识会逐渐推动学生对数形结合思想的领悟,并能使学生在后续的学习中灵活应用,使之内化为数学核心素养。