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凸显“转化”思想 促进智慧生长

2019-06-19汤利萍

名师在线 2019年16期
关键词:数形转化面积

汤利萍

(江苏省南通市海门市三厂小学,江苏南通 226121)

引 言

学习数学离不开解题,解题的方式可以从一定程度上暴露学习水平。但为什么很多学生做了那么多的题目,还是无法提高解题能力呢?这是一个值得数学教师深思的问题。著名数学家波利亚曾经从宏观到微观,对解题过程、解题思维进行了系统而又全面的论述。他认为相较于具体的解题思路、策略,解题中的数学思想更加重要。数学思想是学生解题的灵魂,它犹如一双“看不见的手”,始终牵引着学生。因此,研究解题思想无论对于教师的教,还是对于学生的学,都具有无可比拟的效用。作为一名小学数学教师,应通过研究解题思路、策略,帮助学生掌握解题方法后面蕴含的数学思想,点亮课堂的智慧之灯。

一、数形转化,化“抽象“为“直观”

著名数学教育家华罗庚说过,“数形结合百般好,割裂分家万事休”。数(数与代数)与形(图形与几何),是小学数学两大最为重要的板块。在解题中,教师要引导学生联系数与形,以数析形、以解释数,从而让数与形完美结合[1]。

例如,在教学《解决问题的策略》(苏教版五下)时,教材中有这样一道习题:观察每幅图中圆的排列规律,并填空。1=1×1 1+3=4=2×2 1+3+5=9=3×( ) 1+3+5+7=16=( )×( )并且在每个算式前配上了图形(图形略)。在一个班进行教学时,笔者按照教材的编写,按部就班地展开教学。结果发现,学生对教材意图并不“领情”,他们不理解转化思想,体会不到转化的作用,对转化的思想没有形成认同,认为不转化反而简便一些。为此,笔者在另一个班教学时,将题目进行了巧妙的“变脸”。

直接出示“1+3+5+……+99”,开始大部分学生不知所措,几个思维活跃的学生开始借助等差数列进行求和,但也是不得要领。显然,学生没有意识到这道题可运用数形转化的思想。当学生处于“心求通而未得”的愤悱状态时,笔者画出了教材中的示意图(如图1、图2、图3)启发学生。

图1

图2

图3

当笔者画到第三幅图(图3)时,学生恍然大悟,纷纷拿起自己的笔开始构图。他们不仅“以小见大”,发现了算式中隐藏着的规律,探寻到解决问题的策略,而且更为重要的是,其通过数形结合探究,领略到了数学的神奇,感受到数学具有的一种内在和谐之美。

“数是形的抽象概括,形是数的直观表现。”“数与形”之间的转化,是小学高学段数学普遍运用的一种转化方法,是转化思想在数学中最生动的表现。通过“数形转化”,不仅能让学生认识到“数的意义”,更能让学生理解“形的精微”。

二、动静转化,化“复杂”为“简单”

数学问题,概括而言即为两类问题:一类是静态的数学问题;另一类是动态的数学问题。在数学教学中,动静是相互转化的。动静转化,能化复杂为简单、化未知为已知。只有将问题转化成我们所熟悉、已知的条件,问题才能迎刃而解。有时,静态的问题要进行适当的动态化才能解决;有时,动态的问题需要适当的静态化方能攻克。只有在动与静之间实行转化,才能凸显问题的本质,从而辩证、灵动地解决问题[2]。

比如,在教学《平面图形的面积》(苏教版五上)时,遇到了这样一道习题:求图4中“甲三角形的面积”比“乙三角形的面积”大多少平方厘米?

图4

许多学生初看到问题时,往往会做静态地分析,即学生会想方设法地直接求出甲、乙三角形的面积,然后求出面积差,这是一种常态的分析。这种分析会将问题带入越来越复杂的境地,从而走入“死胡同”。教学中,笔者是这样启发学生进行转化的:甲、乙、丙三个三角形是怎样的三角形?(一般三角形)我们所要解决的问题是哪两个三角形的面积差?(甲、乙两个三角形的面积差)丙这个三角形和甲、乙两个三角形有着怎样的关系?通过这样的点拨,触发了学生的数学直觉,让静态的问题动态化。学生发现,甲、丙两个三角形组成了一个直角三角形,乙、丙两个三角形也组成了一个直角三角形,而这两个直角三角形都可以通过已知条件求出面积。据此,学生豁然开朗:要求甲、乙两个三角形的面积差,也就是要求甲、丙两个三角形与乙、丙两个三角形的面积差。将静态的问题转化成动态的问题,问题很快得到解决。

动静转化能化繁为简、化难为易、化零为整。在数学教学中,它是一把解决数学问题的钥匙,常常能让学生以具化的数学问题显出它的本质,露出它的“庐山真面目”。在数学教学中,教师就要善于运用动静转化思想,打破学生的思维桎梏、思维习惯,从而提高学生思维的灵通性。

三、显隐转化,化“陌生”为“熟悉”

在数学教学中,许多学生对题目的思考往往浮于文字表面,不能洞察题目深层的数学本质,结果导致解题时捉襟见肘,甚至举步维艰。作为教师,要善于引导学生深入地解读题目,并积极地展开联想。只有这样,才能将题目中隐含的数学本质发掘出来。如果学生对题目的解读浮光掠影、蜻蜓点水,那么他们对题目的理解就有可能一知半解、一团雾水,从而影响题目的正确解答。作为一种具有普遍意义的思想方法,转化在数学学习中具有十分重要的地位。

比如,在教学《梯形的面积》(苏教版五上)时,学生遇到了这样一道习题:一堆钢管,最上面一层有5根,最下面一层有15根,一共11层。这堆钢管一共有多少根?学生乍一看,纷纷列式:5+6+7+……+15。部分学生直接动笔计算,部分学习过奥数的学生开始用等差数列求和。在学生运用各种方法计算后,笔者启发学生:这堆钢管堆放成的是什么形状?一语惊醒梦中人,大部分学生恍然大悟。如果将最上面一层的钢管看成是梯形的上底,最下面一层的钢管看成是梯形的下底,层数看成是梯形的高,那么求这堆钢管一共有多少根不就是求梯形的面积吗?于是,看似具有代数性质的问题,被转化成了图形的面积计算问题,而这正是问题的数学本质。数量关系与空间形式是小学数学的两翼,这两翼在数学中的边界有时是互通的。换言之,数学中的数与形,不是泾渭分明的,而是你中有我,我中有你的交融关系。作为教师,要善于引导学生将隐性的数学本质显性化,从而帮助学生解决问题。

结 语

授人以鱼,不如授人以渔。数形转化、动静转化、显隐转化是基本的数学方法,当前高年级的数学教学开始着重于拓展、实践和应用,这为拓展学生思维、培养转化思想提供了巨大的实践空间。一切数学问题的解决过程都可以看作是一种转化。只是有时候可以“单刀直入”,有时候却需要“另辟蹊径”。只有经过了“山重水复疑无路”的思维困厄,学生才能领略到问题得以解决时“柳暗花明又一村”的豁然开朗。

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