王廣敏
【摘要】化歸思想方法是小學(xué)數(shù)學(xué)中最基本、最典型的數(shù)學(xué)思想方法,是創(chuàng)造性數(shù)學(xué)素養(yǎng)的體現(xiàn).化歸方法有以下基本原則:熟悉化原則、簡單化原則、直觀化原則、極端化原則、和諧化原則.本文基于幾個(gè)小學(xué)數(shù)學(xué)問題,具體解釋小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中化歸方法的原則.
【關(guān)鍵詞】化歸思想方法;基本原則;小學(xué)數(shù)學(xué);小學(xué)數(shù)學(xué)問題
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出:“課程內(nèi)容要反映社會的需要、數(shù)學(xué)的特點(diǎn),要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律.它不僅包括數(shù)學(xué)的結(jié)果,也包括數(shù)學(xué)結(jié)果的形成過程和蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想方法.”[1]“化歸方法”是小學(xué)數(shù)學(xué)中最基本、最常用的數(shù)學(xué)思想方法,它是指把目前我們尚未解決、難以解決的問題,經(jīng)過某種轉(zhuǎn)化過程,歸結(jié)為某些現(xiàn)在我們已經(jīng)能夠解決或者較易解決的問題,進(jìn)而可以將原問題順利解決的一種手段和方法.本文基于幾個(gè)小學(xué)數(shù)學(xué)問題,具體分析總結(jié)小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中化歸方法要注意的一些原則.
一、熟悉化原則
將比較“陌生”的問題轉(zhuǎn)化為目前我們甚是“熟悉”的問題,以便我們利用已有的知識去解決它.
問題1已知三角形內(nèi)角和為180°,問:四邊形、五邊形的內(nèi)角和是多少?
分析四邊形、五邊形內(nèi)角和這一問題對于剛學(xué)習(xí)完三角形內(nèi)角和為180°的小學(xué)四年級學(xué)生而言是比較陌生的,那么我們要如何做呢?如圖所示,我們可以用輔助線(從一個(gè)頂點(diǎn)出發(fā)作對角線)將四邊形分解成兩個(gè)三角形、將五邊形分解為三個(gè)三角形,此為解決該問題的關(guān)鍵所在.這樣便將較陌生的四邊形、五邊形內(nèi)角和的問題轉(zhuǎn)化為我們熟悉的三角形內(nèi)角和的問題.我們已經(jīng)知道三角形內(nèi)角和為180°,則四邊形、五邊形內(nèi)角和分別為360°(180°×2=360°),540°(180°×3=540°),問題便解決了.同時(shí)借助這一做法和規(guī)律,六邊形、七邊形……多邊形的內(nèi)角和問題也迎刃而解.
問題2對于任意一個(gè)給定三角形,如何再畫一個(gè)三角形,使其面積等于給定三角形的面積?對于任意一個(gè)凸四邊形,如何畫一個(gè)三角形,使其面積等于該四邊形的面積?
分析已知對于任意兩個(gè)三角形,只要等底等高,則這兩個(gè)三角形面積相等.如在圖1中,在給定的△ABC中,過點(diǎn)C作線段AB的平行線l,在直線l上任取一點(diǎn)C′,則△ABC的面積和△ABC′的面積是相等的.那么對于任一給定的三角形,我們便找到了另外一個(gè)三角形使得二者面積相等.此即為已知.
我們已知如何畫面積相等的三角形,那么在圖2中對于給定的四邊形DEFG,我們可以先借助輔助線將其分解為兩個(gè)三角形,即△DGF和△DEF,而我們的目的是將給定的四邊形變成一個(gè)面積與其相等的三角形.借助已知的畫面積相等三角形的做法,我們試想能否將其中一個(gè)三角形例如△DGF畫成另一個(gè)面積相等的三角形并且還能與△DEF拼成一個(gè)新的三角形呢?如果可以做到的話,那么這個(gè)問題我們就解決了.我們已經(jīng)知道如何做一個(gè)面積與△DGF面積相等的三角形,即只要在過G點(diǎn)做的線段DF的平行線m上任取一點(diǎn)G′,則△DG′F的面積便與△DGF的面積相等了,但是我們還需要令△DG′F和△DEF組成一個(gè)新的三角形,那么這個(gè)點(diǎn)G′究竟要取在何處才能滿足我們的要求呢?我們發(fā)現(xiàn)只要將G′取在過G點(diǎn)做的線段DF的平行線m與過D點(diǎn)做的線段DE的延長線n的交點(diǎn)處即可.此時(shí)△DG′F和△DGF的面積相等并且△DG′F和△DEF還能拼成一個(gè)新的三角形即△EFG′.那么對于任一給定的凸四邊形,我們便做出了一個(gè)三角形使得其與凸四邊形面積相等.
同理,對于凸五邊形,借助這一思路,我們只需先將其轉(zhuǎn)化成一面積與之相等的凸四邊形,然后再借助上述做法將此凸四邊形變成面積與之相等的三角形即可.借助這一思路和做法,凸六邊形、凸七邊形……凸多邊形也可以類似解決.
二、簡單化原則
將較顯繁雜的問題轉(zhuǎn)化成較為簡單的形式,從而使原問題順利、簡便解決.
問題3計(jì)算(3.36×4.625×1.25)÷3925×114×458.
分析題目中出現(xiàn)的小數(shù)較為復(fù)雜,倘若直接依據(jù)運(yùn)算法則來進(jìn)行計(jì)算,先算括號里的乘法,再將第一個(gè)括號里乘得的數(shù)與第二個(gè)括號里乘得的數(shù)做除法運(yùn)算,則運(yùn)算過程較顯復(fù)雜,并且在計(jì)算過程中極易出現(xiàn)錯(cuò)誤.但是,若先將小數(shù)轉(zhuǎn)化成分?jǐn)?shù)的形式3925×458×114÷3925×114×458,此時(shí)發(fā)現(xiàn)第一個(gè)括號里由小數(shù)化成的分?jǐn)?shù)剛好與第二個(gè)括號里的分?jǐn)?shù)是一樣的;或者將分?jǐn)?shù)化成小數(shù)的形式(3.36×4625×1.25)÷(3.36×1.25×4.625),此時(shí)發(fā)現(xiàn)第一個(gè)括號里的小數(shù)剛好與第二個(gè)括號里由分?jǐn)?shù)化成的小數(shù)是一樣的,然后再進(jìn)行計(jì)算,得到結(jié)果為1.這樣便將原本復(fù)雜的計(jì)算過程簡單化,而且還不易出現(xiàn)錯(cuò)誤.
三、直觀化原則
將較為籠統(tǒng)抽象的問題轉(zhuǎn)化成具體、直觀的問題,以便學(xué)生能夠清晰準(zhǔn)確地理清問題中事物之間的具體關(guān)系,進(jìn)而可以將問題順利地解決.
問題4小明在商店買了3支鋼筆和2支圓珠筆,共花了51元,小紅在商店買了2支鋼筆和3支圓珠筆,共花了49元.問:鋼筆和圓珠筆分別多少錢?
這是一道小學(xué)三年級的數(shù)學(xué)題,此時(shí)學(xué)生還未學(xué)習(xí)二元一次方程組,并且小學(xué)三年級學(xué)生的抽象、邏輯能力還不太強(qiáng),他們此時(shí)的思維活動需要借助具體直觀事物的支持.所以針對此時(shí)學(xué)生的情況,教師在講解較為抽象的問題時(shí),可以借助一些實(shí)物或其他教具呈現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生清晰準(zhǔn)確地理清事物之間的關(guān)系,進(jìn)而將問題順利解決.
分析+=51元,+=49元,+=20元,那么+=29元,那么圓珠筆價(jià)格為29-20=9(元),鋼筆價(jià)格為20-9=11(元).有了具體事物的支持,學(xué)生能很容易地理清鋼筆和圓珠筆之間價(jià)格的關(guān)系,進(jìn)而一步步順利地將問題解決.
四、極端化原則
將問題處于極端化、特殊化位置或狀態(tài)時(shí)得到的答案推廣為一般情況下問題的答案.即由特殊到一般.endprint
這個(gè)原則學(xué)生使用最多,特別是遇到不會做的題目時(shí),取一特殊情況,求解.
問題5兩人輪流在圓桌上擺同樣大小的硬幣,每人每次只能放一枚且硬幣不可有重疊部分,規(guī)定誰放最后一枚,誰就獲勝.先放好還是后放好?怎么放?
分析取極端、特殊情況,假設(shè)圓桌大小和硬幣大小一樣,要想獲勝的話,此時(shí)應(yīng)先放并且要將硬幣位于圓桌中心,則另一人的硬幣便無處可放.所以由特殊向一般推廣,得到結(jié)果應(yīng)該為先放較好,并且先放者要將硬幣位于圓桌中心.
當(dāng)然,這只是由特殊情況得到的結(jié)果.實(shí)際上就一般情況而言,借助圓的軸對稱及中心對稱性質(zhì),只要先放的人將硬幣放在圓桌中心,則先放者一定獲勝.所以,在教學(xué)過程中,我們不僅要解決問題,還要將解決問題的思路、方法遷移.
五、和諧化原則
將問題的條件和結(jié)論的表現(xiàn)形式轉(zhuǎn)化為數(shù)、式、形更加和諧統(tǒng)一的形式,進(jìn)而有助于我們解決問題.
問題6一個(gè)籠子里有雞和兔子,共10個(gè)頭,24只腳,問:雞和兔子各有多少只?
分析一個(gè)動物一個(gè)頭,則共有10個(gè)動物.一只雞2只腳,一只兔子4只腳,雞的腳的數(shù)量和兔子的腳的數(shù)量不一樣,不和諧.為了和諧起見,讓所有兔子抬起兩只腳,則雞和兔子都變成一個(gè)頭兩只腳.那么此時(shí)10只動物的總腳數(shù)應(yīng)該為10×2=20(只),比原來的總腳數(shù)少24-20=4(只),少的這4只是所有兔子都抬起兩只腳所減少的腳的總只數(shù),每只4腳兔的腳減少4-2=2(只),所以4腳兔共有4÷2=2(只),則2腳雞有10-2=8(只).
匈牙利著名數(shù)學(xué)家路沙·彼得(Rozar Peter)在《無窮的玩藝》中寫道:“數(shù)學(xué)往往不是對問題進(jìn)行正面攻擊,而是不斷對它進(jìn)行變形,直到把它轉(zhuǎn)化成能夠解決的問題”[2].當(dāng)然,變形并不是一種無目的的活動,應(yīng)始終“盯住目標(biāo)”,一步步朝目標(biāo)靠近.
化歸法最終表現(xiàn)為一種解決問題的方法,但是要想成功地應(yīng)用它,必須以“數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)”為前提,即關(guān)鍵在于要找到正確的化歸方法和方向.只有通過一定的實(shí)踐與反復(fù),才能找到正確的化歸方向和方法,才能更快、更有效地解決問題.
【參考文獻(xiàn)】
[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2012:2.
[2]潘勇.數(shù)學(xué)化歸思想方法及其教學(xué)探研[D].南京:南京師范大學(xué),2004:9.endprint