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数学思想是解决数学问题的有力武器,数学思想的不断强化,逐步固定为一种数学观念,从而提高学生的数学素养,为学生将来观察问题、分析问题、解决问题提供数学的思维,即用数学. 作为小学生,还不懂得什么叫做数学思想,但是,小学中高年级的学生,在解决数学问题的时候,偶尔也会不自觉地运用着各种数学思想. 如何让数学思想在小学生中形成雏形,这是摆在各位数学老师面前的课题. 俗话说:“根深则叶茂. ”只有枝繁叶茂,方能春华秋实.
小学生抽象思维能力弱,形象思维能力较强. 因此,利用识图教育来培养小学生的数学思想是一个良好的契机. 下面从具体问题入手,谈谈问题中蕴含的数学思想.
问题一 如图1,已知线段AE上有B,C,D三点,问:图中共有几条线段?
分析 该题中蕴含着组合思想,即图中线段的总条数等于在A,B,C,D,E五点中任取两点的组合数C. 给小学生讲解时,不可能谈组合思想,更不可能谈组合数计算. 我们可以根据直观图形,从A点开始依次向右数线段,A点有4条,B点有3条,C点有2条,D点有1条,E点有0条,再求和:4 + 3 + 2 + 1 + 0 = 10(条). 这样计数,从中体现了加法原理. 再换一种算法,从A点开始向左、右两个方向数线段,这样每个点都与其他4点构成4条线段,共有5个点,即得4 × 5 = 20,但必须注意到这种算法每1条线段被数成了2条,所以图中线段的总条数只有20的一半,即20 ÷ 2 = 10(条). 这种算法同时也体现了乘法原理.
类似的问题还可以深化,例如:
问题二 如图2,问:图中共有多少个角?
问题三 如图3,问:图中共有多少个长方形?
问题四 如图4,问:图中共有多少个三角形?
问题五 如图5,问:图中共有多少个角(小于平角的角)?
这种形式上的改编,不但可以让类比思想在小学生头脑中生根,更可以让小学生感受到数学之美.
问题六 如图6,一只蚂蚁沿长方形格的边线从A点爬行至H点,问:最短的线路有几条?
分析 该题蕴含着运筹思想,同时体现出加法原理. 蚂蚁从A点分别爬行至B,C,D,E点的最短路线都是1条,因此从A→P的最短路线是A→B→P和A→D→P,即1 + 1 = 2(条). 于是从A→F最短路线是A→E→F和A→P→F,即1 + 2 = 3(条). 同理,A→G的最短路线也有3条. 因此从A→H的最短路线分别是A→G→H和A→F→H,故为 3 + 3 = 6(条). 所以,从A→H的最短路线有6条.
问题七 如图7,问:图中共有多少个平行四边形?
分析 该题体现的是乘法原理,AH边上有3个点,根据问题三,有10“层”平行四边形,在AD边上有2个点,同样结合问题三,每“层”的平行四边形个数为3 + 2 + 1 = 6. 于是平行四边形的总个数为6 × 10 = 60(个).
如果将问题六、七综合起来,可得:
问题八 如图8,一只蚂蚁沿长方形格边线和BC线段从A点爬行至D点,问:最短的路线有几条?
这样的拓宽引申,问题中既蕴含了加法原理又蕴含了乘法原理. 由问题六可知,从A→B最短路线有6条,B→C最短路线有1条,因此从A→C最短路线有6 × 1 = 6(条),而C→D的最短路线有6条(同问题六),所以,A→D最短路线为6 × 6= 36(条). 这样的逐步加深,同时也有利于学生弄清加法原理和乘法原理的区别.
问题九 如图9,问:图中共有多少个三角形?
将以上出现的数学思想方法融合起來,解决问题九便是一件容易的事,否则,很难正确解答. 首先,解决图10中的三角形个数. 运用分类思想,按照三角形“大小”分类,△ABC级仅1个,△ABE级6个,△ABP级3个,△ADP级6个,共16个. 其次,运用类比思想,图9中△DEF里的三角形个数与图10一样多,也是16个. 再次,从图10到图9增加了三条线段DE,EF,FD,每增加一条线段,带来没有计数过的三角形5个,如线DE段,带来的三角形是△BDE中的3个及△DEA和△DEC,故又增加3 × 5 = 15(个). 于是得到图9中三角形个数为16 + 16 + 15 = 47(个).
加法原理又名分类计数原理,乘法原理又名分步计数原理,一字之差,揭示出加法与乘法的本质. 分类思想,类比思想都是常见的数学思想,利用图形直观及早在小学生中渗透,对学生数学修养的提高有一定的益处.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
小学生抽象思维能力弱,形象思维能力较强. 因此,利用识图教育来培养小学生的数学思想是一个良好的契机. 下面从具体问题入手,谈谈问题中蕴含的数学思想.
问题一 如图1,已知线段AE上有B,C,D三点,问:图中共有几条线段?
分析 该题中蕴含着组合思想,即图中线段的总条数等于在A,B,C,D,E五点中任取两点的组合数C. 给小学生讲解时,不可能谈组合思想,更不可能谈组合数计算. 我们可以根据直观图形,从A点开始依次向右数线段,A点有4条,B点有3条,C点有2条,D点有1条,E点有0条,再求和:4 + 3 + 2 + 1 + 0 = 10(条). 这样计数,从中体现了加法原理. 再换一种算法,从A点开始向左、右两个方向数线段,这样每个点都与其他4点构成4条线段,共有5个点,即得4 × 5 = 20,但必须注意到这种算法每1条线段被数成了2条,所以图中线段的总条数只有20的一半,即20 ÷ 2 = 10(条). 这种算法同时也体现了乘法原理.
类似的问题还可以深化,例如:
问题二 如图2,问:图中共有多少个角?
问题三 如图3,问:图中共有多少个长方形?
问题四 如图4,问:图中共有多少个三角形?
问题五 如图5,问:图中共有多少个角(小于平角的角)?
这种形式上的改编,不但可以让类比思想在小学生头脑中生根,更可以让小学生感受到数学之美.
问题六 如图6,一只蚂蚁沿长方形格的边线从A点爬行至H点,问:最短的线路有几条?
分析 该题蕴含着运筹思想,同时体现出加法原理. 蚂蚁从A点分别爬行至B,C,D,E点的最短路线都是1条,因此从A→P的最短路线是A→B→P和A→D→P,即1 + 1 = 2(条). 于是从A→F最短路线是A→E→F和A→P→F,即1 + 2 = 3(条). 同理,A→G的最短路线也有3条. 因此从A→H的最短路线分别是A→G→H和A→F→H,故为 3 + 3 = 6(条). 所以,从A→H的最短路线有6条.
问题七 如图7,问:图中共有多少个平行四边形?
分析 该题体现的是乘法原理,AH边上有3个点,根据问题三,有10“层”平行四边形,在AD边上有2个点,同样结合问题三,每“层”的平行四边形个数为3 + 2 + 1 = 6. 于是平行四边形的总个数为6 × 10 = 60(个).
如果将问题六、七综合起来,可得:
问题八 如图8,一只蚂蚁沿长方形格边线和BC线段从A点爬行至D点,问:最短的路线有几条?
这样的拓宽引申,问题中既蕴含了加法原理又蕴含了乘法原理. 由问题六可知,从A→B最短路线有6条,B→C最短路线有1条,因此从A→C最短路线有6 × 1 = 6(条),而C→D的最短路线有6条(同问题六),所以,A→D最短路线为6 × 6= 36(条). 这样的逐步加深,同时也有利于学生弄清加法原理和乘法原理的区别.
问题九 如图9,问:图中共有多少个三角形?
将以上出现的数学思想方法融合起來,解决问题九便是一件容易的事,否则,很难正确解答. 首先,解决图10中的三角形个数. 运用分类思想,按照三角形“大小”分类,△ABC级仅1个,△ABE级6个,△ABP级3个,△ADP级6个,共16个. 其次,运用类比思想,图9中△DEF里的三角形个数与图10一样多,也是16个. 再次,从图10到图9增加了三条线段DE,EF,FD,每增加一条线段,带来没有计数过的三角形5个,如线DE段,带来的三角形是△BDE中的3个及△DEA和△DEC,故又增加3 × 5 = 15(个). 于是得到图9中三角形个数为16 + 16 + 15 = 47(个).
加法原理又名分类计数原理,乘法原理又名分步计数原理,一字之差,揭示出加法与乘法的本质. 分类思想,类比思想都是常见的数学思想,利用图形直观及早在小学生中渗透,对学生数学修养的提高有一定的益处.
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文