江碧侑
摘 要:數(shù)形結(jié)合就是根據(jù)數(shù)學(xué)問題的條件和結(jié)論之間的內(nèi)在聯(lián)系,既分析其代數(shù)意義,又揭示其幾何直觀,使數(shù)量關(guān)系的精確刻畫與空間形式的直觀形象巧妙、和諧地結(jié)合在一起,充分利用這種結(jié)合,尋找解題思路。使問題化難為易、化繁為簡,從而得到解決。
關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合;化繁為簡;直觀
中圖分類號:G620 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)08-247-02
借助于圖形的性質(zhì)可以將許多抽象的數(shù)學(xué)概念和數(shù)量關(guān)系形象化、簡單化,給人以直覺的啟示。另一方面,將圖形問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題,以獲得精確的結(jié)論.因此,數(shù)形結(jié)合不應(yīng)僅僅作為一種解題方法.也是一種重要的數(shù)學(xué)思想方法,在解決實際問題中有著廣泛的應(yīng)用。在小學(xué)數(shù)學(xué)中,它主要表現(xiàn)在把抽象的數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)膸缀螆D形,從圖形的直觀特征去發(fā)現(xiàn)數(shù)量之間存在的聯(lián)系,以達到化難為易、化繁為簡、化隱為顯的目的,使問題簡捷地得以解決。
一、利用“數(shù)形結(jié)合”,使復(fù)雜問題為簡單化
如果把抽象的數(shù)量關(guān)系與具體的圖形結(jié)合起來,挖掘和利用數(shù)量關(guān)系中的直觀成分,就能使問題化繁為簡,從而有效降低解決問題的難度,使問題順利得到解決。
例:1:超市的糖果搞促銷,買7贈1,有120個學(xué)生要買糖果,每人1顆,只需要買多少顆就可以了?
這是三年級上冊教材的一道思考題。對于三年級的學(xué)生來說,這道題的數(shù)量關(guān)系較為復(fù)雜。在教學(xué)時,我們可以充分應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想,把數(shù)量關(guān)系用圖形表示出來。這樣,就會收到意想不到的效果。買7贈1,就是買7顆糖果可以免費得到1顆,把需要付費的7顆用△△△△△△△表示,把免費的用◎表示;再把8顆分為一組,用△△△△△△△◎表示。這時,可以看120里面有多少個8,120÷8=15,也就是可以分成15組。由圖可知,每組里有7顆是需要付費的,因此一共要買的顆數(shù)是:7×15=105(顆)。這樣,恰當(dāng)運用圖形表示數(shù)量關(guān)系,不僅可以使數(shù)量關(guān)系化繁為易,而且使解決問題的方法更具有創(chuàng)造性。
例2:四年級的學(xué)生認識了三角形的內(nèi)角和是l80。后有一個變式鞏固練習(xí):一塊三角尺的內(nèi)角和是l80°,用兩塊完全一樣的三角尺拼成一個三角形,這個三角形的內(nèi)角和是多少度?
教材上處理得很簡單,只要認識到大三角形的內(nèi)角和還是l80°,理解三角形的內(nèi)角和與三角形的大小無關(guān)。但如果僅這樣做的話,“三角尺”在這里的意義就不會完全體現(xiàn)也使學(xué)生失去了對解決問題的相關(guān)條件進行探究的機會。因為這里,拼成的三角形研究的意義在邊的特征上,不僅在內(nèi)角和上。
為了使教學(xué)活動變得富有挑戰(zhàn)性、思考性,成為一個生動活潑的、主動的和富有個性的過程,針對本題,筆者設(shè)計了以下“四做”的活動:
(一)“做”——用兩塊三角尺可以拼出三角形嗎?
(學(xué)生人手兩副相同的三角尺)
師:用兩塊三角尺可以拼出三角形嗎?
(生動手操作,拼出如圖1中的三種三角形來)
師:你拼成了怎樣的三角形?每個拼成的三角形的內(nèi)角和是多少度?
生:可以拼成直角三角形、鈍角三角形、銳角三角形。每個三角形的內(nèi)角和都是180。,三角形的內(nèi)角和與三角形的形狀、大小無關(guān)。
(二)“做”——任意兩塊三角尺都能拼成三角形嗎?
師:任意兩塊三角尺都可以拼出三角形嗎?
(生動手操作,隨意組合兩塊三角尺,在拼成與否中進行主動交流。)
生:只有當(dāng)兩塊完全相同的三角尺相拼,才能拼成一個大三角形。
(三)“做”——兩塊完全相同的三角尺怎樣拼,才能拼成三角形?
師:兩塊完全相同的三角尺怎樣拼,才能拼成一個大三角形?
(生動手操作,研究拼合的情況。)
生:只有把相同直角邊拼在一起,才能拼成一個大三角肜。
(四)“做”——為什么把相同直角邊拼在一起才能拼成三角形?
師:為什么把相同直角邊拼在一起才能拼成三角形?
生:……(疑惑)
生:如果把斜邊拼在一起的話只能拼成四邊形。
師:有沒有想過這樣一個問題:每個三角形有3條邊,兩個三角形,最后拼成一個三角肜還是3條邊——
生:有的邊拼的時候消失了。
師:我這里有一個算式——板書(1+l=?)
生(激動地):這里1加1等于0!
生(更加激動地):這里有l(wèi)加l等于1!
生:還有的1加1還是等于2!
師(故作疑惑):l+l=?怎么會有這么多的結(jié)果?能解釋一下嗎?
生:拼合在一起的兩條直角邊最后在圖形內(nèi)了:l+1=0;另外兩條直角邊拼合形成了一條邊:1+l=1;兩條斜邊還是作為新三角形的兩條邊:l+l=2!
生:只有把相同直角邊拼在一起,一組直角邊消失了,另一組合并成了一條邊。
生:一副三角尺有三條不同的直角邊,所以有三種不同的拼法。
生:相同三角尺的兩條斜邊相等,拼成的三角形都是等腰三角形!
通過以上“四做”,學(xué)生對用三角尺拼大三角形從“表面”進入“深層”,從“偶然”走向“必然”,形象思維和邏輯思維在這個過程中作為兩種不同的思維方式相互聯(lián)系起來。
拼角的活動,首先引起了學(xué)生的形象思維,因為形象思維依靠表象進行聯(lián)想,思維常常具有跳躍性,有利于創(chuàng)新,但缺乏條理。當(dāng)老師引導(dǎo)學(xué)生從三角“形”轉(zhuǎn)向邊的“數(shù)”后,他們的邏輯思維一下子就被激發(fā)起來,在“l(fā)+1=?”的啟示下,“非代數(shù)”地理解了怎樣用兩塊完全相同的三角尺拼大三角形的真諦,然后能概括出拼
的所有可能,以至于概括出拼成三角形都是等腰三角形的共同特征。
這里,
“l(fā)+l=?”以“數(shù)”的簡潔,反映“形”的內(nèi)在關(guān)系,“數(shù)形結(jié)合”的方法起著聯(lián)系形象思維和邏輯思維的橋梁作用,數(shù)學(xué)知識在數(shù)形結(jié)合的基礎(chǔ)上逐步抽象概括,上升為理性,從而提高了學(xué)生的認識水平。
二、利用“數(shù)形結(jié)合”,使抽象問題為直觀化。
小學(xué)生大多主要是憑借事物的具體形象來進行直觀思維活動的。
但是,在解決問題時,數(shù)量關(guān)系通常要用抽象思維去理解。為了解決這一矛盾,可以把抽象的數(shù)量關(guān)系用直觀的圖形表示出來。如:一個長方形長增加1.5米,或?qū)捲黾?.2米,面積都增加6平方米,求原長方形的面積。根據(jù)題意可畫出上圖:從圖中可以看出,原長方形的長為:6÷1.2=5(米),原長方形的寬為:6÷1.5=4(米),因此原長方形的面積為:5×4=20(平方米)。這樣,充分利用圖形,可以把復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系和抽象的數(shù)學(xué)概念變得形象、直觀,從而豐富學(xué)生的表象。
三、利用“數(shù)形結(jié)合”,使隱含信息為明顯化。
在解決數(shù)學(xué)問題時,有些條件是隱含在題干背后的,不容易被發(fā)現(xiàn)或直接運用,因此挖掘出隱含條件是成功解題的關(guān)鍵。有時畫出直觀圖形,就可以使隱含的條件立刻顯現(xiàn)出來。
如:小明從前數(shù)排在第7,從后面數(shù)也排在第7,這排共有多少人?
此題學(xué)生很容易得出有14人這一錯誤的結(jié)論,這時可以引導(dǎo)學(xué)生來畫一畫。如果用口代表小明,O代表其他學(xué)生,那么可以得到:OOOOOO口OOOOOO。這時再讓學(xué)生來數(shù)一數(shù),就可以得出正確的答案是13人。
其實這道題對于一年級的學(xué)生來說很難理解,尤其是通過題干上的數(shù)字不能直接計算出答案,也就是存在一些隱含的條件,而采用畫一畫的方法就可以使這類問題迎刃而解。解決實際問題歷來就是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重點和難點,學(xué)生往往在課堂上學(xué)懂的知識在運用時卻又茫然失措,這主要是因為學(xué)生欠缺一些數(shù)學(xué)思想方法。如果教師在教學(xué)中注重“數(shù)形結(jié)合”思想的滲透,把數(shù)量關(guān)系用最恰當(dāng)、最清晰的圖形表示出來,就能使學(xué)生學(xué)會有效的思維方法,從而促進學(xué)生解決問題能力.
華羅庚先生說過:“數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微,數(shù)形結(jié)合百般好,隔裂分家萬事休.”應(yīng)用數(shù)形結(jié)合,尋找解題思路,使問題化難為易、化繁為簡,從而得到解決.在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)形結(jié)合的思想時,應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)題意畫出圖形,同時善于觀察圖形,以揭示圖形中蘊含的數(shù)量關(guān)系,從而反映圖形中相應(yīng)的數(shù)量關(guān)系.總之,教師可以通過各種形式有意識地使學(xué)生領(lǐng)會到“數(shù)形結(jié)合”方法具有形象、直觀、易于說明等優(yōu)點,并初步學(xué)會運用“數(shù)形結(jié)合”的觀點去分析問題,解決問題。