□ 江蘇省南通市通州區(qū)育才中學 陳新建
隨著年級的不斷提升,學生接觸到的數(shù)學知識也越來越難,越來越抽象,需要用一些實用的思想方法去理解和學習。數(shù)形結合思想,指的就是利用數(shù)和形之間對應關系的相互轉(zhuǎn)化,來解決實際問題的一種思想方法。利用這種思想方法來學習新的知識,能夠讓抽象的知識變得具體、生動,讓不易理解的知識在數(shù)與形的轉(zhuǎn)化之間顯現(xiàn)出本質(zhì)。具體來說,教師可以通過以下路徑來向?qū)W生滲透數(shù)形結合思想,提高學習效率。
數(shù)形結合思想的本意是轉(zhuǎn)難為簡,在一定程度上也可以激發(fā)學生的興趣,促進學生思考。所以,在教學過程中滲透數(shù)形結合思想時,教師可以從課堂的開端開始。利用圖形來創(chuàng)設教學情境,從視覺上吸引學生的注意,把學生的目光集中到一起,這樣注意力也就會隨之轉(zhuǎn)移到圖形上去。然后通過數(shù)與形之間的變化,來引導學生積極思考。
以數(shù)軸這節(jié)課為例,學習這節(jié)課,學生需要掌握數(shù)軸的三要素,學會畫數(shù)軸的方法,并且能夠經(jīng)歷從實際問題抽象出數(shù)學問題的過程。在教學過程中,為了讓學生對數(shù)軸有更深層次的理解,筆者利用數(shù)形結合的思想方法進行本節(jié)課的導入。首先,筆者利用課件展示出一個可以調(diào)節(jié)溫度的溫度計,并且手動調(diào)節(jié)出了一個溫度,例如零下5攝氏度,然后讓學生讀出這些溫度。緊接著,筆者操作課件讓原本豎著的溫度計橫了過來,橫過來以后,溫度計就變成了一條畫有刻度的線段。筆者再次調(diào)出幾個溫度讓學生讀數(shù),引導學生說出刻度上的數(shù)是正數(shù)、負數(shù)還是零。利用溫度計來創(chuàng)設教學情境,然后通過課件演示讓學生觀察從溫度計過渡到數(shù)軸的過程,能夠啟發(fā)學生思考,讓學生看到實物當中的數(shù)學。
利用圖形來促進學生思考,引導學生將數(shù)與形結合起來去看待數(shù)學問題的本質(zhì),不僅可以在課堂的開端利用創(chuàng)設情境的方式來啟發(fā)思考,還可以在講解新知識時,結合圖形來促進學生對新知識的理解。眾所周知,每一節(jié)數(shù)學課堂都有其對應的重點知識,學生是否能夠掌握這些重點知識,是影響課堂教學效率的關鍵。在面對一些比較抽象的數(shù)學知識時,學生難免會出現(xiàn)卡殼的現(xiàn)象,這時,教師就可以結合圖形來講解新知,讓學生以圖形為出發(fā)點進行思考,促進對新知識的理解。
以余角、補角、對頂角這節(jié)課的教學為例,在課堂上,為了讓學生掌握余角、補角和對頂角的概念及性質(zhì),筆者利用數(shù)形結合的思想來講解新課。在講解對頂角時,筆者利用課件展示出一把剪刀的圖片,剪刀是學生日常生活中經(jīng)常使用的一種工具,學生再熟悉不過了。筆者點擊課件,讓剪刀動起來,并引導學生觀察剪刀的運動狀態(tài),思考以下幾個問題:剪刀上有幾個角?這對角的位置有怎樣的關系?在課件展示和問題的啟發(fā)下,絕大部分學生都發(fā)現(xiàn)剪刀在剪東西時,相對的角會同時變化,比如兩把刀刃所形成的角和兩個手柄所形成的角,其變化幅度是一樣的,要大都大,要小都小,剩下的兩個角也會同時變大或變小。于是筆者向?qū)W生講解對頂角的概念和性質(zhì)。最后,又利用圖形來引導學生判斷是否存在對頂角,加強對于對頂角的認知。
實踐是檢驗真理的唯一標準,通過自身觀察或?qū)嵺`操作得來的知識,能夠被記得更加牢固,理解得也更加透徹。這就是數(shù)形結合思想的魅力所在,這一思想方法的作用是其他任何方法都無法比擬的。
圖形的平移這節(jié)課的教學目標是讓學生通過具體的事例來認識平移,能夠根據(jù)給定的平移前后的圖形去判斷平移的方向和距離。在教學過程中,筆者組織學生利用格子紙和三角板這些學具來進行操作,以此來滲透數(shù)形結合思想,了解平移的概念。首先,學生需要拿出格子紙平鋪在課桌上,然后拿出一個三角板,把三角板放到格子紙上的任意一個位置,并用鉛筆描繪出三角形的形狀。緊接著,移動三角板,向任意方向移動均可,例如向右平移六格,然后再把這個三角形描繪出來,這樣格子紙上就會出現(xiàn)兩個三角形。筆者引導學生觀察這兩個三角形的大小,學生可以發(fā)現(xiàn)圖形的平移中形狀大小是不變的,只是位置發(fā)生了變化。了解了平移的概念和特點后,筆者又一次加強難度,利用課件來展示三角板平移前后的兩個位置,引導學生通過觀察說一說這個圖形是怎樣平移的。作為教師,要深入挖掘教學資源,鼓勵學生通過動手操作來理解數(shù)學知識,加強數(shù)形結合思想方法的運用。
實驗操作能力是初中生所必須要擁有的一種能力,在滲透數(shù)形結合思想時,同樣也可以利用實驗這一途徑,這樣做不僅能夠培養(yǎng)學生的實驗操作能力,還能夠讓學生在具體的操作中,體會數(shù)形結合思想的本質(zhì),強化學生對新的數(shù)學知識的理解。初中階段,有許多數(shù)學知識需要學生通過探索和研究得到。不少教師為了避免麻煩會直接把知識傳授給大家,這樣做反而違背了數(shù)形結合思想的初衷。在遇到那些需要讓學生親身經(jīng)歷和探索的知識時,教師應當聯(lián)合數(shù)形結合思想方法,積極引導學生參與實驗,通過動手操作來體驗數(shù)形結合,最終經(jīng)過自己的探索得到寶貴的知識。這不僅是一種認知的過程,更是難忘的探索體驗。
在帶領學生探索平行線的性質(zhì)時,筆者利用實驗來開展教學,讓學生在實驗中經(jīng)歷猜想、討論、實踐、總結等活動。實驗的內(nèi)容是這樣的,首先學生需要在空白的紙上畫出兩條平行的直a和直線b,然后在任意畫出一條直線c與a、b相交,這樣一來,就會形成幾個不同的角。有了這些角之后,筆者先讓學生觀察圖形,找到其中的同位角。然后開始分組操作,第一步先用量角器量出同位角的度數(shù),第二步用剪刀把同位角剪下來,并將其重疊在一起。操作完畢后,學生發(fā)現(xiàn)同位角角度相等,并且能夠重疊在一起,與之前學生猜想的“兩直線平行,同位角相等”結果一致。最后,筆者又鼓勵學生在畫幾條截線,驗證所得到的結果是否正確。經(jīng)過多次驗證,最終得到結論仍然成立。
在初中數(shù)學教學過程中滲透數(shù)形結合的思想,一方面是為了讓知識講解的過程變得更加生動具象,促進學生的理解;另一方面,也是為了讓學生在學習過程中感受數(shù)形結合思想的便利,從而促進學生主動理解并掌握數(shù)形結合思想方法,高效解決更多的數(shù)學問題。為了達到教學目的,教師可以在實施教學的過程中采用看形想量的方式來引導學生。在具體操作時,如遇到一些不太好解決的問題時,教師可以通過畫圖的方式來啟發(fā)學生思考,引導學生先仔細觀察圖形,找到圖形中的數(shù)量關系,然后再大膽探究,結合圖案去推敲其中的量。這樣做能夠讓學生從圖形中抽象出數(shù)量,既促進學生理清問題當中的數(shù)量關系,又能夠在一定程度上鍛煉學生的抽象思維邏輯能力,一舉兩得。
很多時候,一些較為復雜的題并不會直接在題目中給出能夠直接利用的信息,而是會將這些信息藏在示意圖中。組織學生對示意圖進行觀察和思考,能夠培養(yǎng)學生的數(shù)學綜合能力,并且有利于快速找到解題的突破口,提高解決問題的效率。
數(shù)形結合思想是將數(shù)和形結合在一起,去看待和解決問題。前面已經(jīng)提到了通過看圖形來啟發(fā)學生探究數(shù)量關系,那么同樣的,也還可以通過數(shù)量關系去畫圖形。在初中數(shù)學知識內(nèi)容當中,有許多問題單純地去思考其中的數(shù)量關系可能找不到解決的頭緒,但如果能夠加上圖形的引導,也許就能夠豁然開朗,找到解題的思路。所以,教師在帶領學生解決數(shù)學問題的時候,可以啟發(fā)學生先從問題中找到已知的數(shù)據(jù),然后結合這些數(shù)據(jù)用畫圖的方式表現(xiàn)出來,在對所畫的圖形進行觀察和研究,從中抽象出數(shù)量關系。
數(shù)形結合思想是學習數(shù)學的過程中最為常用的、最高效的一種思想方法。思想的滲透需要體現(xiàn)在教學過程中的各個環(huán)節(jié),讓學生形成數(shù)學思想也不是一蹴而就的。在未來的工作中,教師仍然需要拓展數(shù)學思想的滲透路徑,讓學生在無形中掌握更多的數(shù)學思想,進一步提高自身的數(shù)學核心素養(yǎng)。