APP下载

以形助数 以数解形
——谈数形结合思想在小学数学教学中的应用策略

2023-11-03孔秀云

名师在线 2023年25期
关键词:条形统计图数形

文/孔秀云

众所周知,数学是数量关系与空间形式紧密结合的一门学科,是以研究“数”与“形”为主的学科。小学数学的四大领域均以“数”与“形”为基础。同时,数学是由抽象、概括客观现象而形成的一种语言和工具。数学学科的如此特点,证明了数形结合思想的重要性,驱动教师在数学教学中应用数形结合思想。数形结合思想是依据“数”(抽象的数量关系)“形”(直观的空间形式)的对应关系与互补优势,通过相互转化解决数学问题的思想方法,具体表现为以形助数和以数解形[1]。实践证明,“数”与“形”的结合,可以化抽象为具体,化复杂为简单,降低数学学习难度;使学生透过问题表述和形式,感知问题内在含义,增强数学认知;可以使学生在互换“数”“形”的过程中,发展观察能力、思维能力等。基于此,在小学数学教学中,教师应从以形助数和以数解形入手,通过多样策略应用数形结合思想,助力学生建构数学认知,掌握数学思想方法,发展数学学习能力,提高数学学习效率。

一、以形助数

以形助数是指用“形”解决“数”的问题,促使学生直观地认知“数”[2]。“形”的形式多种多样,如生活实物、线段图、数学模型等。在应用数形结合思想时,教师要依据课堂教学需要,选用不同的“形”,助力学生学习“数”。

(一)用“形”,认识“数”

数的概念是数学学科的基础内容,具有抽象性。学生借助各种“形”,如生活实物,可以直观地认知数字,理解数字的含义,学会用数字表示事物的数量。如利用数学小棒或计算器,直观地了解不同数位上的数字所表示的意义;借助正方形、圆形等,直观地感受小数、分数的性质。因此,在数学课堂上,教师要联系教学需要,用“形”引导学生认识“数”。

例如,在“时、分、秒”的课堂教学中,为使学生认知“1 秒”,教师呈现时钟,引导学生闭上眼睛,静静地听。当听到“滴嗒”一声时,学生感受到了“1 秒”。为了使学生增强感受,教师提出要求:“在听的过程中,一听到‘滴答’声就拍一下手。”于是,学生边倾听边拍手,由此直观地感受到1 秒有多长。接着,教师按照如此方式,鼓励学生发散思维,用其他方式表示1 秒。在已有数学认知和生活经验的作用下,学生联想到了多样的表示方法,如眨眼睛、踏脚等。在应用这些方法的过程中,学生继续直观地感知1 秒。然后,教师沿用此方式,使用不同的“形”引导学生认识“1 分钟”和“1 小时”。

实践证明,在直观的“形”的作用下,学生轻松地学习和掌握了数学知识。同时,一些学生因此感受到“数”与“形”的关系,便于自主地借助“形”认识“数”,提高数学学习效率。

(二)用“形”,运算“数”

运算是以“数”的认识为基础的活动,是数学教学中不可或缺的一部分。算理是学生进行运算的“工具”。学生借助各种“形”可以理解运算背后的算理[3]。如借助小棒、纸片等进行整数运算,理解运算定律;借助正方形、圆形等进行平均分割,理解分数背后的运算法则。由此,在数学教学中,教师可用“形”引导学生探究算理。

例如,在“同分母分数加减法”的课堂教学中,教师向学生提出如此问题:“有一块月饼,妈妈把它平均分为八份。爸爸吃了三份,妈妈吃了一份。请问,爸爸和妈妈一共吃了多少块月饼?”借助此问题,学生迁移已有认知,列出算式。对此,教师追问:“如何计算出结果呢?”同时,为了使学生顺利地解决问题,教师引导学生在纸张上画图,表示出。在画图的过程中,大部分学生将一个圆平均分为8 份,为其中的4 份涂色。此时,学生直观地得出结果:。教师就此进行赞赏,并提问:“。为什么分母没变?分子是如何得到的?”在问题的作用下,学生审视画图内容,积极思维,有所发现,分母相同,可以直接用分子相加。立足于此,教师在交互式电子白板上演示计算过程,并结合此过程,归纳算理:计数单位相同的数可以直接相加。

由此可见,在“形”的助力下,学生一步步地探究到算理,便于做到知其然,知其所以然,提高运算水平。

(三)用“形”,整理“数”

整理数据是以数字为基础的活动。在整理数据的过程中,学生会有规律地呈现数据,为分析数据做好准备;还会梳理、发现数与数之间的逻辑关系,为认识数、运用数奠定坚实的基础。“形”是学生整理“数”的助力。如学生可以利用条形统计图、扇形统计图等,清晰地展现杂乱的数据,由此轻松地发现数量多少或数量所占的比重等。因此,在数学课堂上,教师应依据教学需要,借助“形”引导学生整理“数”。

例如,在“条形统计图”这节课上,教师向学生呈现了本地上月的天气情况。在学生观察时,教师提出问题:“上个月有多少种天气?每种天气有多少天?”在问题的作用下,学生数出天气的种类及其对应天数,并积极思维,联想到不同的表示方法,有的学生绘制统计表,有的学生绘制条形统计图。然后,教师挑选统计表和条形统计图,并提问:“请对比这两种统计方式,判断哪一种可以更加直观地展现信息?”受到任务的驱动,学生认真对比,直观地发现条形统计图的优势,并主动进行描述。立足学生的描述情况,教师做出总结:“条形统计图用一个单位长度直观地展现了一定的数量,并按照一定的顺序排列不同长短的条形,借此表示出数量的多少。”由此,学生增强了认知,增强了课堂学习效果。

实践表明,学生通过“数据—表格—条形统计图”直观地了解了条形统计图,扎实掌握了课堂所学。

(四)用“形”,解决“数”

解决“数”是指解决数的问题。数的问题具有抽象性。小学生的形象思维较为发达,但抽象思维能力不强。“形”可以直观展现“数”,助力学生获取解决问题的思路和方法。例如,学生在阅读数学问题后,将问题中的条件呈现在线段图上,可以直观地厘清条件关系,由此解决问题。对此,在数学教学中,教师可借助“形”,引导学生解决“数”。

例如,在课堂上,教师向学生呈现以下应用题:“早上,明明和红红同时从家里出发上学。他们相向而行。已知,明明每分钟走70 米,红红每分钟走60 米。两人走在3 分钟后相遇。请问,他们两家相距多少米?”读题后,大部分学生陷入迷茫。于是,教师把握时机,向学生提出画图要求:“请根据问题条件,画出线段图。”在此要求的驱使下,学生积极思维,分析问题条件,精心绘制线段图(如图1)。

这样的线段图直观地展现了已知条件、未知问题以及二者间的关系。在线段图的助力下,学生归纳出其中蕴含的数量关系:红红家和明明家的距离=红红走的路程+明明走的路程。根据如此数量关系,学生轻松地列出算式,计算出结果。

由此可见,借助“形”引导学生解决数的问题,不但可以使学生直观地理解题意,明确解题思路,获得解题方法,还可以使学生建构形象思维与抽象思维之间的联系,便于向抽象思维过渡,提高抽象思维能力。

二、以数解形

以数解形是指用“数”来解释图形的性质,促使学生精准地认知图形。“数”的形式多种多样,如数学符号、数学语言等。在应用数形结合思想时,教师应根据教学内容,选择适宜的“数”,引导学生认知图形。

(一)用“数”认识“形”

尽管图形本身具有直观性,但表达过于直白,学生难以了解特征与性质。如学生无法直接借由长方形、正方形等,认知到图形的共同特征。又如,学生无法借助直角三角形、锐角三角形等,了解底、高、角等特征,尤其难以用这些特征描述不同三角形之间的关系。“数”具有精准性,可以辅助学生准确认知“形”的特征。所以,在课堂教学中,教师应立足“数”的优势,结合教学需要,引导学生利用“数”认识图形。

例如,在“长方形的初步认识”的课堂教学中,教师为学生发放大小不同的长方形模具。接着,教师提出观察任务:“观察这些长方形模具,你能发现它是由什么构成的?”带着任务,学生认真观察,积极思考,直观地发现长方形由面、顶点和边构成。据此,教师追问:“数一数,长方形有多少个面?多少个顶点?多少条边?”通过数数,学生进一步认知长方形的特征:“长方形有1 个面,4 个顶点,4 条边。”在这样的特征的支撑下,学生很容易在脑海中浮现出一个长方形,加深记忆。为了使学生探究长方形的更多特征,教师继续提出任务,如“量一量长方形模具,你能发现边、角有什么关系?”在测量的过程中,学生获取数据,由此精准地认知长方形的特征,如长方形的对边相等,四个角都是直角。由此可见,学生通过观察、测量,发现了一个个“数”,由此精准地认知了长方形的特征,便于形成长方形表象,为学习长方体的表面积奠定坚实的基础。

(二)用“数”描述“形”

图形的位置和运动是数学学科的基础内容。应用“数”描述图形的位置和运动,可以使学生对图形做出精准“定位”,由此建构数学认知。如学生用前、后、左、右、上、下,东、西、南、北等方向进行描述,可以精准定位事物的位置。又如,学生用数学的语言描述图形的平移、旋转轨迹,可以对平移、旋转建构认知。因此,在数学课堂上,教师应联系课堂教学内容,引导学生用“数”描述图形的位置和运动。

例如,在“位置与方向(二)”的课堂教学中,学生要依据参照点建立坐标系,了解事物所在角度;还要根据图中的比例尺判断事物的距离。了解事物角度、判断事物距离的过程,正是学生用数学的语言描述事物位置与方向的过程。在描述的过程中,“数”是不可或缺的,否则所描述的内容毫无意义。所以,教师以教材中的插图为“工具”,直观地向学生展示平面图,呈现具体数据,借此引导学生用数学的语言进行描述。如教师引导学生观察“做一做3”中的平面图,用“台风沿着______方向移动了______米”的句式进行描述。在描述之际,学生将视线集中在数据上,发挥思维作用,判断台风的移动方向和距离。如此做法,不仅使学生借助“数”,精准地了解了物体的位置和方向,认知了所学内容,还使学生顺其自然地锻炼了数学表达能力,有利于学生学会用数学的语言表达数学,提高数学学习效率。

(三)用“数”迁移“形”

迁移“形”是学生用“数”的具体表现。例如,学生可以在把握数量关系的同时,迁移对“形”的认知,精准认知图形的周长、面积,尤其是掌握具体方法。又如,学生可以应用数量,探究立体图形的特点、概念等,由此迁移“形”,发现相同或不同之处,进而增强认知。由此可见,在数学课堂上,教师应立足学生“形”的学习情况,引导学生用“数”,迁移已有认知,积极探究“形”。

例如,在“三角形的面积”的课堂教学中,教师将探究三角形面积计算公式的权利还给学生。学生在此之前,早已学习了长方形、正方形、平行四边形的面积计算公式,积累了“形”与“数”的经验,所以,在探究三角形面积计算公式的过程中,学生会迁移已有经验,动手操作,使用不同的方法,如数格子法、转化法等,得出“数”,由此推导出面积计算公式。这样不仅使学生成为数学课堂的“主人”,还使学生实现了正迁移,便于掌握数学知识与数形结合思想方法。

三、结束语

综上所述,在应用数形结合思想时,教师可以从以形助数,以数解形入手,联系数学教学的实际需要,运用多样的策略,如用“形”认识“数”、用“形”运算“数”、用“形”整理“数”、用“数”认识“形”、用“数”描述“形”等,引导学生互换“数”与“形”,以此掌握数形结合的思想和方法,发展多样能力,进而增强数学学习效果。

猜你喜欢

条形统计图数形
数形结合 理解坐标
数形结合 相得益彰
数形结合百般好
各式各样的复式条形统计图
数形结合 直观明了
条形铁皮自动折边机构设计
某沿海电厂全封闭条形煤场和圆形煤场的技术和经济性比较
如何选择统计图
与统计图有关的判断和说理问题
无痛胃镜下取出巨大条形异物1例