涂倩
摘 要:數(shù)和形是數(shù)學(xué)的兩個基本概念,全部數(shù)學(xué)大體上就是圍繞這兩個概念的提煉、演變、發(fā)展而逐步展開的。而數(shù)形結(jié)合就是把抽象難懂的數(shù)學(xué)語言、數(shù)量關(guān)系與直觀形象的幾何圖形、位置關(guān)系結(jié)合起來,通過“以形助數(shù)”或“以數(shù)解形”,即通過抽象思維與形象思維的結(jié)合,可以使相對的復(fù)雜問題簡單化,抽象問題具體化,從而起到優(yōu)化解題途徑的目的。
關(guān)鍵詞:數(shù) 形 數(shù)形結(jié)合
一、以形助數(shù)
根據(jù)數(shù)學(xué)問題中“數(shù)”的結(jié)構(gòu),構(gòu)造出與之相應(yīng)的集合圖形,并利用幾何圖形的特征,規(guī)律來研究解決問題,這樣可以化抽象為直觀,易于顯露出問題的內(nèi)在聯(lián)系,同時借助幾何直觀審題,還可以避免一些復(fù)雜的數(shù)字討論。在這里我們暫且稱之它為“以形助數(shù)”, “以形助數(shù)”其實指在我們數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程中,經(jīng)常會有抽象的數(shù)學(xué)概念和復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系,而我們往往可以借助圖形使之形象化、直觀化,把抽象的數(shù)學(xué)語言轉(zhuǎn)化為直觀的圖形,可避免繁雜的計算,獲得出奇制勝的解法,以便于我們對其進(jìn)行分析和理解。 “以形助數(shù)” 中的“形”,或有形或無形。若有形,則可為圖表與模型,若無形,則可另行構(gòu)造或聯(lián)想。因此“以形輔數(shù)”的途徑大體有三種:一是運用圖形;二是構(gòu)造圖形;三是借助于代數(shù)式的幾何意義。而小學(xué)階段常用第一種或第二種,第三種則在高段中偶爾有出現(xiàn)。那么“以形助數(shù)”該如何運用到課堂中去呢?請看:
1.用圖形的直觀,幫助學(xué)生理解數(shù)量關(guān)系,提高教學(xué)效率
用數(shù)形結(jié)合策略表示題中量與量之關(guān)系,可以達(dá)到化繁為簡、化難為易的目的?!皵?shù)形結(jié)合”可以借助簡單的圖形(如統(tǒng)計圖)、符號和文字所作的示意圖,促進(jìn)學(xué)生形象思維和抽象思維的協(xié)調(diào)發(fā)展,溝通數(shù)學(xué)知識之間的聯(lián)系,從復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系中凸顯最本質(zhì)的特征。它是小學(xué)數(shù)學(xué)教材的一個重要特點,更是解決問題時常用的方法。 眾所周知,學(xué)生從形象思維向抽象思維發(fā)展,一般來說需要借助于直觀。例如:中年級學(xué)生學(xué)習(xí)“求比一個數(shù)的幾倍還多幾(少幾)”的應(yīng)用題時,學(xué)生對“幾倍多幾”或“幾倍少幾”較難理解,為突破這個教學(xué)難點,我設(shè)計了右面的圖形:
結(jié)合圖形,讓學(xué)生說:有6個□,△的個數(shù)比□的3倍還多4個;也可以說:有6個□,△的個數(shù)比□的4倍少2個;
接著,出示下面的問題:
(1)□有6個,△比□的3倍多4個,△有多少個?
算式:6×3+4=22個
(2)□有6個,△比□的4倍少2個,△有多少個?
算式:6×4-2=22個
比較兩題的算法,都要分兩步。第一步先求整倍是多少;第二步再加上或減去跟整倍相差的數(shù)。
這一段教材,一般的教法是:先教求比一個數(shù)的幾倍多幾的數(shù),再教求比一個數(shù)的幾倍少幾的數(shù),最后綜合練習(xí)。我把這兩個相關(guān)的內(nèi)容結(jié)合起來一起教,并借助圖形的幫助,學(xué)生容易理解,比分開教還理解得清楚,學(xué)生的思維也更靈活。如自編應(yīng)用題時,有的學(xué)生編了:“皮球的個數(shù)比足球的4倍少3個,也就是比足球的3倍多2個,足球有多少個?”這題編得富有創(chuàng)造性,這是用一般教法所不能達(dá)到的,如果沒有圖形的幫助,這樣的教學(xué)效果也是不可能達(dá)到的。
2.借助表象,發(fā)展學(xué)生的空間觀念,培養(yǎng)學(xué)生初步的邏輯思維能力
兒童的認(rèn)識規(guī)律,一般來說是從直接感知到表象,再到形成科學(xué)概念的過程。表象介于感知和形成科學(xué)概念之間,抓住這中間環(huán)節(jié),在幾何初步知識教學(xué)中,發(fā)展學(xué)生的空間觀念,培養(yǎng)初步的邏輯思維能力,具有十分重要意義。
接著,我還運用運動變化的思想進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生的認(rèn)識進(jìn)一步深化,并進(jìn)行辯證唯物主義觀點的啟蒙教育和發(fā)展空間觀念。出示靜態(tài)的等底等高的圓柱體和圓錐體,然后運用電教手段使它們變?yōu)閯討B(tài)。
(1)把圓錐的高升高到原來的3倍,圓柱不變。這時兩者之間的體積關(guān)系怎樣?
(2)把圓錐還原,而把圓柱升高到原來的3倍,這時,兩者的體積關(guān)系怎樣?
(3)把圓柱和圓錐的高同時升高到原來的3倍,它們的體積關(guān)系又怎樣?
這時,學(xué)生的思維非?;钴S,想象也很豐富,回答同一問題,有各種不同的思路,有的同學(xué)先把升高了的圓錐想象為圓柱,那么這個想象中的圓柱體積是它左面的圓柱體積的3倍積一樣大。有的學(xué)生則想到,圓錐的高擴(kuò)大到3倍,這3倍與原來圓錐的
除了想出圓柱高是原來的3倍,體積就是圓錐的9倍外,有的學(xué)生把升高的圓柱看作3個圓柱,每個圓柱是右面圓錐的3倍,3個圓柱的體積共是9倍。學(xué)生多角度地靈活思考,大膽想象,對知識的理解逐步深化。
又如解決問題中,我們也往往會借助線段圖來理解題中的數(shù)量關(guān)系,從而來解決問題;再或者利用韋恩圖等表示出問題中的包含關(guān)系,使問題簡單化。如在解決問題中有這樣一題“某班有57人,報名參加數(shù)學(xué)活動社團(tuán)的有30人,參加英語口語社團(tuán)的有38人,兩項都沒有參加的有7人,那么同時參加數(shù)學(xué)活動和英語口語的有多少人?”解決這一題我們就可以很好地利用韋恩圖來表示此題中的數(shù)量關(guān)系。如下圖,從圖中我們可以清楚地看出,參加學(xué)生社團(tuán)共57-7=50人,而參加英語口語和數(shù)學(xué)活動之和是30+38=68人,68比50多18人,而這18人正好就是參加兩項的人數(shù),也正好是英語口語和數(shù)學(xué)活動兩者的交集部分,即同時參加了數(shù)學(xué)活動和英語口語兩項學(xué)生社團(tuán)。
二、以數(shù)解形
有關(guān)圖形中往往蘊含著數(shù)量關(guān)系,特別是復(fù)雜的幾何形體可以用簡單的數(shù)量關(guān)系來表示。而我們也可以借助代數(shù)的運算,常常可以將幾何圖形化難為易,表示為簡單的數(shù)量關(guān)系(如算式等),以獲得更多的知識面,簡單地說就是“以數(shù)解形”。它往往借助于數(shù)的精確性來闡明形的某些屬性,表示形的特征、形的求積計算等等,而有的老師在出示圖形時太過簡單,學(xué)生直接來觀察卻看不出個所以然,這時我們就需要給圖形賦予一定價值的問題。
三、數(shù)形結(jié)合,為建立函數(shù)思想打好基礎(chǔ)。
小學(xué)數(shù)學(xué)中雖然沒有學(xué)習(xí)函數(shù),但還是慢慢的開始滲透函數(shù)的思想。為初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ),如確實位置中,用數(shù)對表示平面圖形上的點,點的平移引起了了數(shù)對的變化,而數(shù)對變化也對應(yīng)了不同的點。此外,在六年二期學(xué)習(xí)的比例中,讓學(xué)生通過描點連線來表示正比例函數(shù)的圖象,發(fā)現(xiàn)成只要是正比例關(guān)系的式子,畫在坐標(biāo)圖中是就一條直線。從而體會到圖形與函數(shù)之間密不可分的
關(guān)系。
總之,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)形結(jié)合能不失時機(jī)地為學(xué)生提供恰當(dāng)?shù)男蜗蟛牧?,可以將抽象的?shù)量關(guān)系具體化,把無形的解題思路形象化,不僅有利于學(xué)生順利地、高效率地學(xué)好數(shù)學(xué)知識,為學(xué)生今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),甚至物理、化學(xué)等理科的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。