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数学中的化归思想

2017-06-09张生兰

都市家教·上半月 2017年5期
关键词:平行四边形直观课程标准

张生兰

一、化归思想的概念

人们在面对数学问题,如果直接应用已有知识不能或不易解决该问题时,往往将需要解决的问题不断转化形式,把它归结为能够解决或比较容易解决的问题,最终使原问题得到解决,把这种思想方法称为化归(转化)思想。

从小学到中学,数学知识呈现一个由易到难、从简到繁的过程;然而,人们在学习数学、理解和掌握数学的过程中,却经常通过把陌生的知识转化为熟悉的知识、把繁难的知识转化为简单的知识,从而逐步学会解决各种复杂的数学问题。因此,化归既是一般化的数学思想方法,具有普遍的意义;同时,化归思想也是攻克各种复杂问题的法宝之一,具有重要的意义和作用。

二、化归所遵循的原则

化归思想的实质就是在已有的简单的、具体的、基本的知识的基础上,把未知化为已知、把复杂化为简单、把一般化为特殊、把抽象化为具体、把非常规化为常规,从而解决各种问题。因此,应用化归思想时要遵循以下几个基本原则:

(1)数学化原则,即把生活中的问题转化为数学问题,建立数学模型,从而应用数学知识找到解决问题的方法。数学来源于生活,应用于生活。学习数学的目的之一就是要利用数学知识解决生活中的各种问题,课程标准特别强调的目标之一就是培养实践能力。因此,数学化原则是一般化的普遍的原则之一。

(2)熟悉化原则,即把陌生的问题转化为熟悉的问题。人们学习数学的过程,就是一个不断面对新知识的过程;解决疑难问题的过程,也是一个面对陌生问题的过程。从某种程度上说,这种转化过程对学生来说既是一个探索的过程,又是一个创新的过程;与课程标准提倡培养学生的探索能力和创新精神是一致的。因此,学会把陌生的问题转化为熟悉的问题,是一个比较重要的原则。

(3)简单化原则,即把复杂的问题转化为简单的问题。对解决问题者而言,复杂的问题未必都不会解决,但解决的过程可能比较复杂。因此,把复杂的问题转化为简单的问题,寻求一些技巧和捷径,也不失为一种上策。

(4)直观化原则,即把抽象的问题转化为具体的问题。数学的特点之一便是它具有抽象性。有些抽象的问题,直接分析解决难度较大,需要把它转化为具体的问题,或者借助直观手段,比较容易分析解决。因而,直观化是中小学生经常应用的方法,也是重要的原则之一。

三、化归思想的具体应用

学生面对的各种数学问题,可以简单地分为两类:一类是直接应用已有知识便可顺利解答的问题;另一种是陌生的知识、或者不能直接应用已有知识解答的问题,需要综合地应用已有知识或创造性地解决的问题。如知道一个长方形的长和宽,求它的面积,只要知道长方形面积公式的人,都可以计算出来,这是第一类问题;如果不知道平行四边形的面积公式,通过割补平移变换把平行四边形转化为长方形,推导出它的面积公式,再计算面积,这是第二类问题。对于广大中小学生来说,他们在学习数学的过程中所遇到的很多问题都可以归为第二类问题,并且要不断地把第二类问题转化为第一类问题。解决问题的过程,从某种意义上来说就是不断地转化求解的过程,因此,化归思想应用非常广泛。

四、解决问题中的化归策略

1.化抽象问题为直观问题

数学的特点之一是它具有很强的抽象性,这是每个想学好数学的人必须面对的问题。从小学到初中,再到高中,数学问题的抽象性不断加强,学生的抽象思维能力在不断接受挑战。如果能把比较抽象的问题转化为操作或直观的问题,那么不但使得问题容易解决,经过不断的抽象→直观→抽象的训练,学生的抽象思维能力也会逐步提高。

2.化繁为简的策略

有些数学问题比较复杂,直接解答过程会比较繁琐,如果在结构和数量关系相似的情况下,从更加简单的问题入手,找到解决问题的方法或建立模型,并进行适当检验,如果能够证明这种方法或模型是正确的,那么该问题一般来说便得到解决。

3.化未知问题为已知问题

对于学生而言,学习的过程是一个不断面对新知识的过程,有些新知识通过某些载体直接呈现,如面积和面积单位,通过一些物体或图形直接引入概念;而有些新知识可以利用已有知识通过探索,把新知识转化为旧知识进行学习。如平行四边形面积公式的学习,通过割补平移,把平行四边形转化为长方形求面积。这种化未知为已知的策略,在數学学习中非常常见。下面举例说明。

4.化一般问题为特殊问题

数学中的规律一般具有普遍性,但是对于小学生而言,普遍的规律往往比较抽象,较难理解和应用。如果举一些特殊的例子运用不完全归纳法加以猜测验证,也是可行的解决问题的策略。下面举例说明。

化归思想作为最重要的数学思想之一,在学习数学和解决数学问题的过程中无所不在,对于学生而言,要学会善于运用化归的思想方法解决各种复杂的问题,最终达到在数学的世界里举重若轻的境界。

参考文献:

[1]《2011版小学课程标准解读》.

[2]人教版一至六年级《小学数学教师参考用书》.

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