劉穎
(河北省廊坊市永清縣龍虎莊鄉(xiāng)中心校,河北 廊坊 065600)
數(shù)學方法是用數(shù)學語言表達事物的狀態(tài)、關系和過程,經(jīng)過推導、運算與分析,以形成解釋、判斷和預言的方法。而一般性數(shù)學方法作為數(shù)學方法的一種表現(xiàn)形式,與分類討論法、數(shù)學歸納法等特殊性數(shù)學方法相比,它更適用于普遍性、基礎性和一般性的數(shù)學應用領域,與小學生數(shù)學認知生活化、主體化、個性化的特點相符合,因此,我們在小學數(shù)學教學中應注重一般性數(shù)學方法的教學滲透,為學生有效地獲得數(shù)學知識、建構(gòu)數(shù)學認知、形成數(shù)學思想奠定基礎。一般性數(shù)學方法的常見類型有合情推理、數(shù)學抽象、數(shù)學化歸、數(shù)學模型、數(shù)形結(jié)合等。
合情推理是根據(jù)已有事實和正確的結(jié)論、實驗和實踐的結(jié)果,以及個人的經(jīng)驗和直覺等推測某些結(jié)果的推理過程。在解決問題的過程中,合情推理為猜測、探索提供思路。
(一)采用歸納法進行合情推理:歸納法是從個別事實概括出一般原理的推理方法。例如,在教學《圓的面積》時,教師首先呈現(xiàn)以下圖形供學生觀察后,設問:請根據(jù)圓與大、小正方形位置和大小的的關系,猜想圓面積的計算公式?
生1:圓的面積介于小正方形和大正方形之間。
生2:圓的面積介于2r2 和4r2 之間。
生3:估計是3r/2 左右。
(二)獲解原問題的方法。
(1)通過特殊值法實現(xiàn)化歸:“特殊值法”,就是求解一個較一般數(shù)學問題遇到困難時,先考慮這個問題的一種特殊情況,找出一種簡單情形進行解決,利用特例的結(jié)論再來求解一般問題。
例如:求解甲比乙多1/7,乙比甲少幾分之幾?
一般解:根據(jù)條件乙為1,甲為1+1/7;先求乙是甲的幾分之幾?1÷(1+1/7)=7/8;再求乙比甲少幾分之幾,即1—7/8=1/8。條件和問題中單位“1”發(fā)生變化,相應甲乙所對應的數(shù)值也隨之變化,學生解答時往往會產(chǎn)生混淆,容易出現(xiàn)計算錯誤。
化歸解:根據(jù)條件,先假設甲為8,乙為7;再求乙比甲少幾分之幾?(8-7)÷8。用特殊值法解,在始終把握基本數(shù)量關系的前提下,使得復雜的數(shù)據(jù)換算得以簡單化。
(2)通過語義轉(zhuǎn)換實現(xiàn)化歸:一個數(shù)學符號式子的最初意義或常用意義容易被固化,而在問題解決中,式子意義解釋的尋求和提取因環(huán)境而異,不同的問題環(huán)境會激活不同的意義解釋,不同的意義理解造成問題解決的不同思路和不同難度。
數(shù)學模型方法就是對所研究的問題構(gòu)造出相應的數(shù)學模型,通過對數(shù)學模型的研究來解決原型問題的方法。從廣義的觀點看,數(shù)學概念、性質(zhì)、法則、公式都是數(shù)學模型。從狹義的觀點看,解決小學數(shù)學中的具體的數(shù)學問題,特別是解答應用題都需要構(gòu)建數(shù)學模型來解決。
(一)數(shù)學概念(方法)的建立:數(shù)學概念建立或數(shù)學方法歸納的過程實質(zhì)就是建立數(shù)學數(shù)學模型的過程。學生通過操作、比較、歸納、分析和綜合,在對對象的各個屬性形成較為清晰的表象后,教師引導學生將這些對象屬性進行剖析,將對象的本質(zhì)屬性抽象出來,并將這種本質(zhì)屬性概括到同類事物當中去,于是就形成關于對象的數(shù)學屬性的基本模型。
(二)運用數(shù)學問題的解決:解決數(shù)學問題的關鍵步驟就是通過分析數(shù)量關系,把題中的實際問題抽象成一個純數(shù)學的關系結(jié)構(gòu),從而構(gòu)成數(shù)學模型,依據(jù)該數(shù)學模型固有的解決問題的策略進行運算。
數(shù)形結(jié)合是指將數(shù)(或量)與形(或圖)結(jié)合起來進行分析、研究、解決問題的一種思維策略,即根據(jù)問題的需要,把數(shù)量關系的問題轉(zhuǎn)化為圖形的性質(zhì)和特征來研究,或者把圖形的性質(zhì)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)量關系的問題來研究,從而利用數(shù)形的辯證法和各自的優(yōu)勢,得到解決問題的方法。
(一)以形直觀的表達數(shù):其實質(zhì)就是抽象對象或關系的“可視化”,將抽象的東西“原型化”,有利于利用形象思維和直觀思維。
借助“形”的直觀建立數(shù)學概念。由于概念的抽象與概括性,教學時要向?qū)W生提供大量感性材料,而“形”的材料常常是最有效的。如在數(shù)小棒、搭多邊形中認識整數(shù),在等分圖形中認識分數(shù)、小數(shù);利用交集圖理解公因數(shù)與公倍數(shù),等等。借助“形”的操作形成數(shù)學規(guī)則。讓學生明確規(guī)則的合理性、理解其推導過程的意義,不僅僅在于理解算理,更重要的在于學會學習,實現(xiàn)過程性目標。而數(shù)形結(jié)合能降低思維難度,讓學生有信心和能力歸納出法則。
借助“形”的啟發(fā)獲得解題思路。借助圖形解題的最大優(yōu)勢是將抽象問題形象化。因為將數(shù)量信息反映在圖形上,能直觀表現(xiàn)數(shù)量間關系,從而獲得解題思路。尤其在解較復雜的應用題(如“種植株數(shù)”、“截斷”等)時,恰當選用線段圖、示意圖、集合圖等,是尋找解題途徑最有效的手段之一。
(二)以數(shù)精確地研究形:“形”具有形象直觀的優(yōu)勢,但也有其粗略和不便于表達的問題,需要以簡潔的數(shù)學描述、形式化的數(shù)學模型表達,才能使學生更準確地把握“形”的特征。
借助數(shù)學語言的描述認識圖形的特征。例如,教學《空間和方位》,教師引導學生掌握用東、南、西、北和東北、西北、東南、西南這些詞語描繪物體所在的方向,用方向、角度數(shù)和距離或數(shù)對來表示物體所在的位置,使學生認識到以數(shù)釋形的精確和周密。
借助數(shù)學運算的方式判斷圖形的性質(zhì)。例如,求解“周長相同的正方形、長方形和圓,哪個面積最大?哪個最小?”由于作圖困難,憑圖形直觀難以判斷,而通過設定特殊值作具體計算,圖形大小關系就比較容易判別了。