數(shù)學是研究數(shù)量關系及空間形式的學科,所有數(shù)學問題都能被概括為兩個:數(shù)和形。把數(shù)學里面的數(shù)量關系與幾何圖形相關聯(lián),從而實現(xiàn)輕松理解題意與解答問題即數(shù)形結合。在小學數(shù)學學習過程中,多借助數(shù)形結合思想解題,特別是在教學數(shù)學概念、運算方法和一些實際問題的解決上,可以有效簡化解題過程,優(yōu)化解題途徑。
概念的教學是小學數(shù)學中非常關鍵的一環(huán)。在數(shù)學概念中,如果教師將抽象的數(shù)字思維與形象的圖形思維相互聯(lián)系,將來源于數(shù)學、公式、概念中的各種數(shù)字屬性以最適合的圖形表示,把抽象的知識具體化,實現(xiàn)數(shù)學概念和圖形表達方式的有機融合,不僅能幫助學生增強感官上的認知,增添數(shù)學的趣味性,讓學生較為輕松地理解數(shù)學概念,還能為之后進行更深層次的數(shù)學教學打下基礎。
例如,在教學“認識幾分之一”一課時,筆者借用多種圖形材料幫助學生認識分數(shù),理解分數(shù)的意義。首先,教師為學生提供長方形、正方形、圓形等多種圖形,讓學生折出“幾分之一”,同時借助圖形去引導學生認識“幾分之一”。其次,揭示概念分數(shù)之后,引用歷史材料等圖形史實,展示不同年代分數(shù)的表示方法,讓學生感受分數(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展過程,用充分的“形”去理解分數(shù)的意義。最后,設計在數(shù)軸中尋找分數(shù)的位置,除了可以鞏固學生對分數(shù)意義的理解,還可以幫助學生建構與完善知識體系,將分數(shù)與整數(shù)、小數(shù)的關系建立整體表象。
計算教學不僅僅是要教給學生計算方法,更重要的是要引導學生掌握算理。在計算教學中,利用數(shù)形結合的方法,可以有效地將“冰冷”的算法和“神秘”的算理深層次融合,啟發(fā)學生“循理入法,以理取法”,通過道理引路讓法則的建立有根基,通過算理支持讓枯燥的算法豐潤起來。
如在“兩位數(shù)加兩位數(shù)進位加法”的教學實踐中,筆者這樣設計“19+18=”的豎式計算:在學生動手撥計數(shù)器與擺小棒后,板書用擺小棒與列豎式并行的方式去演繹“滿十進一”的算理。從個位算起,個位上的9根小棒加8根小棒,取其中的10根捆成一捆,表示一個十,應放在十位上,說明個位滿十,向十位進一,同時個位還有7根。理解“滿十進一”的算理作為兩位數(shù)加兩位數(shù)(進位加法)的重點,筆者在教學中并沒有采用口頭直接傳授的方法,而是用擺小棒模仿豎式計算,將豎式直觀形象化,學生直觀地觀察到計算的每一個步驟和為什么這樣計算,自然而然就明白了“滿十進一”的算理。
運用數(shù)形結合的思想對運算方法進行學習,有利于學生深刻體會數(shù)與形的聯(lián)系,幫助學生對運算的根本產(chǎn)生更為形象化的理解。
華羅庚先生指出:“數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微”,這形象說明了數(shù)形結合的重要性,指出了數(shù)學問題應從數(shù)形相聯(lián)系入手。數(shù)形結合在數(shù)學解題中有重要的指導意義,這種“數(shù)”與“形”的信息轉換,相互滲透,即數(shù)量問題和圖象性質(zhì)是可以相互轉化的,這不僅可以使一些題目解決得簡捷明快,同時還可以大大開拓解題思路,為解答數(shù)學問題開辟一條重要的途徑。教學時,教師要注重培養(yǎng)學生看待問題的角度,從條件和結論同時入手,對問題中的數(shù)形互化深入理解,實現(xiàn)“見形想數(shù)”和“看數(shù)想形”的思維目標,把“數(shù)”和“形”完美地結合。
如執(zhí)教“雞兔同籠”一課時,我充分運用數(shù)形結合來幫助學生解決這類問題?!耙阎u和兔一共有10只,一共有32條腿,求雞兔各有幾只?”出示例題后,我讓學生嘗試用算術方法來解答,結果巡視發(fā)現(xiàn),有相當一部分學生不知如何下筆。我當即借助畫圖的方法,用圓表示10只動物。假設全是雞,則每只雞有兩條腿,把腿畫出來,只有20條腿,但還有12(32-20=12)條腿沒畫。如果每只再添2條腿,還得添6(12÷2=6)只,得出兔子有6只,雞有4只。此時,我趁熱打鐵,“假設都是兔子,你們也能用畫圖的方法來解決嗎?”學生躍躍欲試,立即在草稿本上畫起來,不久就有了答案。在這個過程中,通過借助直觀圖這種數(shù)形結合的方式使看似抽象的問題直觀化,從而讓解決問題變得輕松自如,既保護了學生的學習信心,激發(fā)了其學習興趣,同時訓練了學生數(shù)形結合的思想。
如果說生活經(jīng)驗是學習的基礎,生生間的合作交流是學習的推動力,那么,數(shù)形結合就是學生建構知識的一根拐杖,有了這根拐杖,學生才能走得更穩(wěn)、更好。實踐證明,抽象的數(shù)學概念和復雜的數(shù)量關系,借助圖形使之形象化、直觀化、簡單化,在發(fā)散學生思維的同時還能增強其解決問題能力和數(shù)學素養(yǎng)。
在數(shù)學規(guī)律的教學中借助數(shù)形結合理念,能夠優(yōu)化抽象教學。在數(shù)學中存在很多規(guī)律,有些比較深奧、抽象,學生一時難以理解,教師可以巧用數(shù)形結合,變“抽象”為“直觀”,幫助學生尋找規(guī)律、發(fā)現(xiàn)規(guī)律、總結規(guī)律。數(shù)學家張廣厚說過:“數(shù)學無疑是一門高度抽象的學科,需要人們具有高度抽象思維的能力。但是也同樣需要很強的幾何直觀能力。抽象思維如果脫離直觀,一般是很有限度的。同樣,在抽象中如果看不出直觀,一般說明還沒有把握住問題的實質(zhì)?!睆倪@樣的角度來理解,學生在解決問題的過程中,學會數(shù)形結合,用畫圖的策略整理信息和問題,進而分析數(shù)量關系,解決問題,無疑是一種重要的學習技巧。同時,這樣對培養(yǎng)學生的思維能力,幫助學生形成“在抽象中看出直觀”的意識和能力,起到推波助瀾的作用。
例如,教學“植樹問題”一課時,筆者在課前準備好植樹模具(20厘米長的泡沫直條和模型小樹),課堂上讓學生帶著問題“你能想出幾種種法?”,以小組合作形式在模具上模擬植樹,通過展示、匯報得出直線上植樹的三種情況。①兩端都種;②只種一端;③兩端都不種。再引導學生觀察比較,總結得出,兩端都種:棵數(shù)=段數(shù)+1;只種一端:棵數(shù)=段數(shù);兩端都不種:棵數(shù)=段數(shù)-1。
以上教學就是抓住“植樹問題”具有抽象性這個關鍵點,巧用線段圖幫助學生變“抽象”為“直觀”。讓學生有可以憑借的工具,借助數(shù)形結合將文字信息與學習基礎耦合,使得學生思維發(fā)展有了憑借,也使得數(shù)學學習的思想方法真正得以滲透。因此,教師在教學中,應該貫徹“以形助數(shù),以數(shù)輔形”的思想,將數(shù)學的規(guī)律性和靈活性結合起來,使教學內(nèi)容具有創(chuàng)造性。學生也更容易接受并理解,較為牢固地把握數(shù)學知識,合理地運用并實踐。