張學(xué)霞
數(shù)學(xué)教育家米山國藏在從事多年的數(shù)學(xué)教育研究之后,說過這樣一段話:“學(xué)生們在學(xué)校所學(xué)到的數(shù)學(xué)知識,在進入社會后,幾乎沒有什么機會應(yīng)用,因而這種作為知識的數(shù)學(xué),通常在出校門后不到一兩年就忘掉了。然而不管他們從事什么職業(yè),那種銘刻于頭腦中的數(shù)學(xué)精神和數(shù)學(xué)思想方法,卻長期地在他們的生活和工作中發(fā)揮著作用?!庇纱丝梢?,知識和技能是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ),而數(shù)學(xué)的思想方法則是數(shù)學(xué)的靈魂和精髓。
下面我結(jié)合具體的實例談?wù)勅私贪嫘W(xué)數(shù)學(xué)五年級下冊教學(xué)中應(yīng)滲透的幾種重要數(shù)學(xué)思想:
一、轉(zhuǎn)化思想
轉(zhuǎn)化思想方法是指學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識時能想辦法將新知識轉(zhuǎn)化為已學(xué)過的舊知識或?qū)?fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單問題,從而產(chǎn)生知識或問題間的遷移,是一種以運用舊知識經(jīng)驗來學(xué)習(xí)、理解新知識的思維方式和解決問題的方法。五年級下冊的測量不規(guī)則物體的體積、通分、異分母分數(shù)加減法等無不滲透了轉(zhuǎn)化的思想。
案例呈現(xiàn):(通分教學(xué)片斷)
(一)創(chuàng)設(shè)情境,引入問題
最近學(xué)校準備要把整個校園美化起來,學(xué)校希望美化校園面積的5/6,園林規(guī)劃部門認為可以美化校園面積的7/9。到底哪一種方案美化的面積大,你們能不能解決這個問題?
(二)結(jié)合問題,組織探究,認識通分
⑴形成數(shù)學(xué)問題,比一比5/6和7/9誰大。
學(xué)生可以獨立思考,也可以與同伴合作尋找解決的策略。
⑵匯報、交流學(xué)習(xí)成果,可能有以下方法:(及時加以記錄)
A.畫圖比較。
B.化成小數(shù)比大小。
C.把分子變成相同的分數(shù)比大小。
D.把分母變成相同的分數(shù)比大小。
……
⑶討論與歸納
引導(dǎo)學(xué)生通過分析、比較,總結(jié)出把“異分母變成同分母的方法”,即通分的方法。
在上述教學(xué)片斷中,學(xué)生意識到和這兩個分數(shù)的分子和分母都不相同,無法直接比較大小,但是利用分數(shù)的基本性質(zhì)就可以將它們轉(zhuǎn)化成分母相同的分數(shù),從而比較兩個分數(shù)的大小。這個轉(zhuǎn)化過程成了學(xué)生的一次智慧之旅。
二、數(shù)形結(jié)合思想
數(shù)形結(jié)合的思想,是小學(xué)階段最常用的一種數(shù)學(xué)思想,其實質(zhì)就是把數(shù)量關(guān)系和空間形式結(jié)合起來,通過數(shù)與形的相互轉(zhuǎn)化,去分析問題、解決問題的數(shù)學(xué)思想。
案例呈現(xiàn):
用通分的方法計算■+■+■+■這一題,學(xué)生用通分的方法或許還能很快地得出答案。若是在算式的后面要一直加到■或■ ……,還愿意用通分的方法嗎?學(xué)生一定會面露難色,這時“數(shù)形結(jié)合”的簡單快捷就顯而易見了。
在解決問題中,計算基于圖形,關(guān)系就變得非常明晰。
教師可以先畫出這樣的圖形,讓學(xué)生接著畫下去,以找到解決問題的方法:把一個大正方形看成單位“1”(如上圖),一次又一次地進行平均分,陰影部分表示計算的結(jié)果。從圖上很容易看出:■+■+■+■=1-■=■;再接著畫下去,就會有■+■+■+■+……=■=1-■=■……這里的1是第一個加數(shù)“■”的2倍。數(shù)學(xué)真是太神奇了!學(xué)生很快發(fā)現(xiàn),在加法算式中,如果后一個加數(shù)依次是前一個加數(shù)的■,結(jié)果就等于第一個加數(shù)的2倍減去最后一個加數(shù)。同理,■ +■+■+■=■×2-■=■……原來加法還可以轉(zhuǎn)化成圖形來計算,通過畫圖,不僅能讓我們學(xué)會解決某一道題,更重要是能讓我們找到解決一類題的方法,發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。
上面案例運用“數(shù)形結(jié)合”的思想方法把代數(shù)與幾何溝通了,使“形”直觀地反映“數(shù)”內(nèi)在的聯(lián)系,拓寬思路,把復(fù)雜問題簡單化,不僅讓人回味無窮,也極大地激發(fā)了學(xué)生探究的欲望,讓他們獲得成功的體驗。
三、分類思想
分類就是根據(jù)一定的標準,對事物進行有序的劃分、組織的過程。分類的關(guān)鍵在于正確地選擇分類標準。一個科學(xué)的分類標準必須能夠?qū)⑿枰姆诸惖臄?shù)學(xué)對象,進行不重復(fù)、無遺漏地劃分。本冊教學(xué)中多次運用分類的思想方法,如對自然數(shù)的分類:按自然數(shù)能否是2的倍數(shù)可分為奇數(shù)和偶數(shù);根據(jù)自然數(shù)的因數(shù)的個數(shù)又可分為質(zhì)數(shù)、合數(shù)和1;把分數(shù)分為真分數(shù)和假分數(shù),等等。而這正是本階段需要學(xué)生掌握的重點之一。通過分類,建構(gòu)了知識網(wǎng)絡(luò),又突出了學(xué)習(xí)的重點。
四、優(yōu)化思想
“優(yōu)化”,即“最優(yōu)化”,是指從問題的許多可能的解答中,依某種指標選擇最好的解答。五(下)的《找次品》其原理相對簡單——物體均分成三份,就可最大限度地發(fā)揮天平的功能(排除三分之二),以實現(xiàn)用最少的次數(shù)找到次品。這樣的學(xué)習(xí)材料,學(xué)生可以通過動手操作和自主探索,通過多種策略的對比分析,感知到策略的可優(yōu)化,從而初步體驗優(yōu)化的思想。
案例呈現(xiàn):(本課執(zhí)教者為特級教師劉松)
1.通過談話,引出找次品。
2.初步感知。
師:物體中的次品,有的好找,有的不好找。我這有3瓶木糖醇,其中1瓶少了幾個(是次品),怎樣才能找出來?
(學(xué)生說可以用天平稱,教師引導(dǎo)學(xué)生思考和交流怎么稱)
教師請學(xué)生上臺演示,一個學(xué)生邊演示邊說:任意挑2瓶,放在天平兩邊,一邊1瓶,如果平衡,那么第3瓶就是次品;如果不平衡,那么翹起來的那邊就是次品。
再請其他學(xué)生演示說明,強化理解。然后師生共同得出從3瓶中找1瓶,至少要稱1次。
3.激發(fā)興趣。
師:如果2187瓶中有1瓶次品,稱幾次能找出?
(學(xué)生都猜729次,教師以此引發(fā)學(xué)生探究的興趣)
4.深入研究。
(1)研究5瓶。
師:如果是5瓶,還是用稱的方法,至少幾次才能找到次品?
(教師請學(xué)生用硬幣代替瓶子擺一擺、試一試,或者相互交流,然后進行反饋)
生1:應(yīng)該是2次。天平左右兩邊各放1瓶,剩3瓶。稱1次,如果這2瓶一樣重,就在另3瓶中挑2瓶放在天平左右兩邊,再稱1次,就能找到次品了。
教師結(jié)合學(xué)生回答,板書:5(1、1、3)→(1、1、1),2次。
生2:稱法不一樣,也是2次。第一次稱時,天平左右兩邊各放2瓶。如果兩邊不一樣重,將輕的2瓶放在天平兩邊,再稱1次,就找到次品了。
教師板書:5(2、2、1)→(1、1),2次。
師:為什么不分成(3、2)?
(生說理由)
(2)研究9瓶。
學(xué)生通過實驗得出多種方法,其中兩種是:①9(4、4、1)→(2、2)→(1、1),3次;②9(3、3、3)→(1、1、1),2次。通過對比得出第②種方法更優(yōu)。
師:上面兩種方法,一開始分的時候有什么不一樣?
引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)第②種方法是一開始將總數(shù)平均分成3份的,這樣的方法可能是最優(yōu)的。
(3)研究12瓶。
師:剛才的結(jié)論是不是具有普遍性?通過一個例子的研究,難道我們就能確信這樣的分法就是最優(yōu)的嗎?
學(xué)生提出以12瓶為例來驗證,師生一起得出12(4、4、4)→(2、,2)→(1、1),3次。教師引導(dǎo)學(xué)生用其他稱法來檢驗是不是有比3次少的。
學(xué)生通過列舉發(fā)現(xiàn),沒有比將總數(shù)平均分成3份的方法更優(yōu)的。
……
從案例中可見,在研究5瓶、9瓶時,教師有意讓學(xué)生展示不同的方法,并且將這些方法放大討論,以讓學(xué)生充分感知。在研究12瓶時,教師還特意提出“3次是不是最少” 的問題,引導(dǎo)學(xué)生采用不同的方法來驗證。在研究9瓶時,開始出現(xiàn)優(yōu)化策略,但教師沒有就此告訴學(xué)生這樣的方法就是最優(yōu)的,而是引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)研究的方法,繼續(xù)舉例驗證,通過研究12瓶、27瓶等多種情況,讓學(xué)生在經(jīng)驗的不斷積累中,自主歸納出優(yōu)化的策略及其有效性。這樣的處理,學(xué)生的體驗也是充分和深刻的。
數(shù)學(xué)思想的滲透有利于學(xué)生用數(shù)學(xué)眼光去看身邊的事物,從而也會產(chǎn)生使用數(shù)學(xué)的意識,能正確運用數(shù)學(xué)方法去解決問題!作為一名小學(xué)數(shù)學(xué)教師,我們要有滲透數(shù)學(xué)思想的意識和自覺性,用心挖掘,在教學(xué)中,深入淺出地、潛移默化地讓學(xué)生領(lǐng)悟某種數(shù)學(xué)思想方法。
(作者單位:山東省東營市墾利縣第二實驗小學(xué))
責(zé)編/張曉東