俞丹鋒
摘 要: 極限思想是進行微積分學習的敲門磚,向學生滲透極限思想在小學階段就顯得尤為重要,但是受學生年齡的限制和知識掌握的制約,初步讓學生了解極限思想必須充分考慮學生的認知情況,重視直觀教學,讓學生充分感知,在實踐中潛移默化地滲透極限思想。
關鍵詞: 極限思想 逼近 滲透 小學數學教學
極限思想是眾多數學思想之一,是發(fā)展數學思維、培養(yǎng)數學能力的基礎。近代的極限思想的發(fā)展是與微積分有著重要聯系,為了給學生后續(xù)數學課程打下伏筆,因此小學階段給學生滲透極限思想就顯得尤為重要。
如何在小學數學學習中滲透極限思想呢?極限思想是建立在動態(tài)的基礎變量上,既舉足輕重又頗具難度。簡單地說就是用極限逼近準確,在有限動態(tài)的過程中研究無限,在“不變”的基礎上理解“變”,從“曲線形”中轉化出“直線形”,用近似的方式理解精確。
在小學階段,向學生滲透極限思想就必須讓學生理解“無限”和“逼近”這兩個概念。但是在教學中發(fā)現部分教師對于極限沒有一個明確的認識,他們片面地認為極限就是“無限”。例如:直線和射線都可以無限延伸,自然數、小數和分數的個數是無限的,等等,這些教師將這些知識點錯誤地理解都蘊含著極限的思想,這些看法是不準確的。微積分的極限理論的核心是,如果一個函數或數列無限地接近于一個常數,我們就說這個常數稱作這個函數或數列的極限,這是極限概念的定性的描述。因此直線是無限延伸等知識點只是一個無限的思想,而不是極限思想。受小學生年齡限制及對事物認知方面制約,理解極限思想這種抽象的思維存在難度,但不能因為困難就弱化它,反而必須抓住一切時機向學生滲透極限思想,讓學生充分感知,了解極限思想,現在就小學數學教學滲透極限思想談幾點策略。
一、在直觀感知中滲透極限思想
《義務教育課程標準(2011年版)》明確指出“要重視直觀,處理好直觀與抽象的關系”[1]。數學是一門抽象的學科,極限思想又是一種高度抽象的數學思想,因此在教學中要借助感性認識才能實現對數學知識的掌握,采用直觀化的教學手段,才能為學生抽象邏輯思維的發(fā)展打下堅實的基礎。
現代教育時常借助多媒體的使用,它可以調動學生利用多種感官充分感知,引導學生思考,在思考中發(fā)現規(guī)律,讓抽象的極限思想具體化、形象化、直觀化,降低學生理解的難度。
在人教版六年級上冊《圓的面積》一課時中,通過現代多媒體的應用,直觀展現把圓進行2等分,4等分的過程,在等分的過程中,教師引導學生觀察,等分的一小塊圖形像什么?學生根據已有的知識經驗,很自然地想到像一個三角形,只是一條邊是完全彎曲的。教師繼續(xù)追問:有沒有什么辦法讓這條彎曲的線變得更直些?學生自然而然想到把圓更加細分,等分得越多,得到小扇形的弧度就越小,進而更加逼近與直邊。教師立刻根據學生的想法,用多媒體課件展示出把一個圓進行8等分、16等分、32等分、64等分的過程,學生能更直觀充分地感知等分后的扇形越來越近似三角形,得出把圓轉化為三角形,再拼成的長方形,求出圓的面積。
又如,人教版義務教育教科書六年級下冊《圓柱的體積》一課,把圓柱體底面的圓分成若干相等的扇形,按扇形的等分線沿高線分割開,再拼一個近似的長方體,通過多媒體直觀展示,讓學生直觀感受到當底面切分的扇形越多,拼接出的圖形就越加逼近于長方體,通過多媒體flash的動態(tài)展示,讓學生直觀認識到極限思想中的“化曲為直”及“逼近”這兩個重要的特征,教師抓住了實質,將復雜的內容進行精簡,講得明白易懂。不僅在教學中潛移默化地滲透了極限思想,還為學生將來的學習做好了鋪墊,未來學生就可能創(chuàng)造出屬于自己的東西。
二、在動手實踐操作中滲透極限思想
《義務教育課程標準(2011年版)》提出:數學思想蘊涵在數學知識形成、發(fā)展和應用過程中,是數學知識和方法在更高層次的抽象和概括,如抽象、分類、歸納、演繹、模型等。學生在積極參與教學活動的過程中,通過獨立思考、合作交流、逐步感悟數學思想。學生感知極限思想,也離不開學生參與教學活動中,如果僅僅靠教師單方面填鴨式的教學,學生必然無法真正感悟到數學思想,因此學生必須親自參加教學活動實踐,通過做一做、擺一擺等數學活動,在操作中感悟極限思想。
在新人教版六年級上冊《數與形》中有一道例題:■+■+■+■+■+■+…,這道例題實際上是等比數列求和的內容,如果在高中階段,即可通過等比數列公式求解,當q=■時,S■=■=■=1-(■)■,■+■+■+■+■+■+…=■(1-(■)■)=1。但是在小學階段,學生大多數知識的獲知都是通過直觀感受才獲取,因此在介紹本題求法之前,建議教師先化繁為簡,將無限個的加數變?yōu)橛邢迋€,如■+■+■+■+■+■。讓學生用自己的方法先算一算這幾個分數的和,學生一開始用之前學過通分的方法求和,算完后有些學生就立刻得出猜想分母減1等于分子。這時候教師引導學生,能否借助直觀圖形驗證自己的猜想。讓學生在事先準備好的一個幾何平面圖形(如圓形、正方形等)上涂陰影,先涂出■,然后涂出■,接著在小組合作中分別在圖形上空白位置標出■,■,■,學生通過自己動手實踐,直觀感受到陰影部分越來越逼近于整個圖形。在驗證了想法后,再對比通分和用逆向思維的規(guī)律解決問題的兩種方法后,教師適當提問:當分數加到無限個的時候,會怎么樣?有了前面的鋪墊,學生就能理解這個等比數列的求和會逼近、甚至會填滿整個圖形,這時候教師出示得數等于1時,學生就不會感覺唐突或難以接受,教師要把握好近似與精確這兩者對立統(tǒng)一的關系,讓學生理解它們在一定條件下是可以互相轉化的;在教學中不僅僅通過圓片涂陰影法,還可以結合線段圖,在長度是1的線段上,畫出■,■,■…,學生在畫圖過程中,發(fā)現畫出的線段越來越接近1,在畫圖操作中漸漸體會到極限的思想,很好地滲透了數學思想。
總之,任何一種數學方法和思想的掌握與靈活應用,都不是一蹴而就的。教師應該重視學生的認知規(guī)律和已有的學習經驗,通過小組交流、同桌合作,讓學生成為學習的共同體,通過數形結合等直觀方法,滲透極限思想,為今后建構新的數學知識體系夯實基礎,為今后學習微積分做好了鋪墊。
參考文獻:
[1]義務教育數學課程標準(2011年版)[M].北京師范大學出版社,2012.