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【摘要】“数形结合”思想是数学王国中的一座高峰,千百年来它随着“数”与“形”的发展而不断丰富、精深.伴着新课程研究实践的不断深入,它不朽的魅力又重现世间.本文通过对六年级“数与形”课例的研究,阐述、推广“数形结合”这一思想,为小学数学教学的发展尽一点绵薄之力.
【关键词】数;形;数形结合;数感
“数兮形之所倚,形兮数之所伏.”一语惊醒梦中人……
一、“数形结合”之前世今生
夫数者,世间量之表征也;夫形者,空间形式及其数量间关系之称也.此二者是数学王国中最古老,最基本的研究对象.数与形既各自开山立派,欣欣向荣,同时两者又同气连枝,相存相依,在一定条件下还可以相互转化、互为印证,联系可谓千丝万缕.这血脉相连的关系就是我们常说的——数形结合.它意蕴深厚、源远流长,其诞生可以追溯到“数”“形”产生之初.千百年来,后继者不断探索它,丰富它,使它成为数学王国中的一座高峰.
“数”“形”在小学阶段分别以“数与代數”“空间与图形”为统称;数学新课程标准在总体目标中提出:要使学生“经历运用数学符号和图形描述现实世界的过程,建立初步的数感和符号感,发展抽象思维;丰富对现实空间及图形的认识,建立初步的空间观念,发展形象思维”.
“数与形”一课是人教版教科书六年级上册第八单元“数学广角”的内容,其意图是让学生通过数与形的对照,探究发现图形中隐藏的数的规律,进一步体会数与形之间的内在联系,感受用形来解决数的有关问题的直观性与简捷性,并能把数形结合的思想迁移到解决其他一些实际问题,帮助学生积累经验,发展核心素养.
二、“数形结合”之雾里看花
“数形结合”这个词语浅显易懂,即使不是专门从事数学教育或研究的人也只能知之大概,但是您真能解释得清楚它吗?很难!何故?因为它很“玄”.“玄”在哪呢?“玄”在它不像“数”或者“形”那样是看得见、摸得着、物化的,“数形结合”阐释的是一种联系,一种思想,一种策略,古往今来,兴许有赏识它的伯乐,但是更多的时候我们感觉它还是像镜中月、水中花那样,可远观而不可亵玩焉.
于是,一线教师在教学和反思中常常会有这样连串的困扰:第一学段:“数形结合”中是“数”先,还是“形”先?教师在数学教学中如何充分渗透数形结合的思想?通过直观的图形揭示数,是否影响了学生的抽象思维能力?第二学段:如何在教学中很好地通过数抽象出图形、解决问题?数学课堂中能否建立一种(数—形—数)或(形—数—形)的“普世的”数学教学模式?数形怎样结合才能更好地促进学生的主动发展?林林总总,不一而足……
“数形结合”在一片纷繁的嘈杂声中似乎被说得更“玄”了,力挺声中也夹杂着质疑的声响:难道“数形结合”真的这么重要吗?
三、“数形结合”之舍我其谁
数学家华罗庚先生曾经有诗曰:“数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,割裂分家万事休”.其重要性跃然纸上,笔者结合六年级“数与形”,发现数形结合有如下“三好”.
(一)变“一知半解”为“入木三分”
在课的导入部分,让孩子说说数学是一门怎样的学科?孩子们的发言是松散,碎片式的,教师再出示如下三幅图,让孩子说说看到了什么?和数学有什么联系?从而使形象思维和抽象思维相结合,也给后进的孩子一个平台,使得数学研究的对象“数”与“形”,以及两者的联系,深入孩子的心田.
【设计意图:新课的导入,联系生活,拉近学生距离.通过旧知,唤起学生对数与形的感知,初步建立数与形结合的思想.】
在课的结束部分,让孩子说说生活中有哪些数形结合的应用,教师再举例子.
【设计意图:适时地介绍一些小知识,激发学生对数形结合的研究兴趣.通过回忆旧知,唤起相关活动记忆,沟通本节课与过去学习的内在联系.让学生感受到数形结合的学习方法并不陌生,它将一直伴随着我们的学习.】
(二)变“机械学习”为“合理建构”
在探究例1,发现规律中,让小正方形来拼出更大的正方形,从中发现数与形的奥秘.
① 学生在小组内完成学习单中的想一想、拼一拼、算一算、议一议.
② 学生以小组为单位把拼图呈现在黑板上,并汇报.
结合图形发现算式中的特点:从1开始,连续奇数相加,有几个这样的奇数和就是几的平方.
2.验证规律:结合图形总结得出:从1开始连续奇数相加,有几个这样的奇数拼出的图形就有几行几列,也就是几的平方.
3.写写填填.
1 3 5 7=( )2
1 3 5 7 9 11 13=( )2
=92
请你根据例1的结论算一算.
1 3 5 7 5 3 1=( )
1 3 5 7 9 11 13 11 9 7 5 3 1=( )
【设计意图:让学生通过想一想、拼一拼、算一算、议一议,亲历了从“形”到“数”的过程,能直观地发现“形”与“数”的关系.结合图形与算式发现计算规律,并且能应用规律来解决一些计算问题.让学生初次体验“形”能直观解释“数”的计算,从而体验成功的乐趣.】
(三)变“山穷水尽”为“柳暗花明”
数形结合,能有效防止“生搬硬套”或“一棵树上吊死”,能很好地促进学生联系实际,灵活解决数学问题.
在学习教学例2中,计算12 14 18 116 132 164 ….单纯给孩子们题目,学生感到无从下手,这时,教师引导学生画圆,画线段,画正方体,用自己喜欢的方式试着去计算,就能发现规律,解决问题.
【设计意图:教学时,观察、讨论相结合,引导学生借助不同的几何图形解决例题中的代数问题,把抽象的代数问题形象化,使其直观、简洁、易懂,使学生在理解、掌握例题中数与形关系的基础上,充分体会用数形结合方法解决问题的直观性,感悟数学的极限思想.】 综上三例,我们发现“数形结合”思想(方法)在数学学习中有着无可比拟的优越性和不可撼动的地位,他对学生数学知识的构建、数感的培养、数学学习方法的获得都有积极而深远的意义.
四、“数形结合”之适得其法
数形结合虽好,但怎么用却是很有讲究的,用不得法,往往得不到臆想的效果.在教学过程中,应该慎重考虑“先形后数”还是“先数后形”.如何把握呢?要根据教材的特点和学生的思维水平而定.
1.就教材内容而言,对较新、较难的教学内容、对学习较困难的学生可先形后数,借助图形直观、形象的特点,来表示数或数量之间的关系;对后续教材和较容易理解的内容可先数后形,通过数来揭示形.
2.就学生的年龄特征而言.第一学段学生是以具体形象思维为主,实施先形后数,让学生从形中读懂重要的数学信息,并整理信息,提出数学问题并加以解决,对逻辑思维能力较强的第二学段的学生,应该逐步过渡到先数后形,如,在教学长方体、正方体、圆柱体的拼、截引起的面积变化时,让学生通过画出直观图形,能让学生很快找出面的变化,揭示出面积变化的规律;在教学分数应用题时,让学生通过准确的线段图,很快找出单位“l”,量和量所对应的分率,确定解题的方法,从而提高学生的逻辑思维能力和解决数学问题的能力.
五、“数形结合”之发扬光大
(一)注重在数学教学中渗透“数形结合”的思想
现行教材和《课标》,注重了知识、能力、数学活动经验、数学教学思想的培养,而数学思想的核心是数学本质,要揭示数学本质,主要阐述知识之间的内在联系、注重规律的发现过程、数学思想方法的渗透、理性知识的应用等,并应用发现的规律来解决实际问题.
在数学教学中,教师要注重研读教材、钻研教材,要充分利用教材中的主题图,让学生通过“形”找出解决问题的“数”.在平时的教学工作中,引导学生主动而有效利用教材中的主题图或其他图形,从图中读懂重要信息,并整理信息,提出问题、分析问题、解决问题增强对数形结合思维模式的认知,体会图形教学对数学知识形成的意义,注意加强数形结合思想的渗透,关注学生数形结合思维能力的提高,从而培养学生的数感和图形与空间观念的认知能力.
(二)注重对学生数形结合学习方式的应用指导
在课堂教学中,数与形两者不能截然分开,要做到数中有形,形中有数,让学生寓知识于活动之中,以形思數,帮助记忆;数形对照,加深理解;数形联系,以利解题;以形载数,以数量形;数形互释,图文并茂.把数形结合作为培养学生形象思维能力和逻辑思维能力的终结目标.在知识的形成过程中,突出形象的感觉、形象的储存、形象的判断、形象的创造和形象的描述,重视有效的动手操作和情境的创设,让学生动手、动跟、动口,多种感官参加学习,使操作、观察等有机结合,激发学生多向思维.
(三)注重让学生养成数形结合的良好习惯
我们在学习简单的解决问题、认识整数、分数、小数的意义以及加、减、乘、除的意义及计算时,在解决分数应用题时,就要求学生画出线段图来.在学习了平面图形、立体图形以及它们的周长、面积、表面积、体积发生变化时,都要求学生画出图形,用“形”来理解它们的变化,从而再用数来表示,达到用“形”来理解“数”,用“数”来表示“形”.经过长期的训练,让学生养成数形结合的好习惯,提高学生的数学思维能力和转化能力,达到数形统一.
综上所述,“数形结合”是学生学习数学过程中一种至关重要的思想方法,它贯穿于学生数学学习的始终,它的内隐性、弥散性、普遍性使得学生往往是在“不知不觉地”接受了隐含于其中的教育,在潜移默化中使自己的数学构建得到提升.正确充分合理地运用“数形结合”思想能使学生更科学地搭建数学知识结构,培养数感,养成良好的学习习惯,这对提高他们的数学素养能起到关键的作用.因此,广大教育工作者应更重视“数形结合”思想的研究与实践,不断丰富它的新内涵,从而为数学教育事业贡献自己的绵薄之力.
【参考文献】
[1]袁桂珍.数形结合思想方法及其运用[J].广西教育,2014(15):26-27.
[2]张亮.数形结合法的几个应用[J].井冈山师范学院学报,2003(5):88-90.
[3]肖柏荣,潘娉姣.数学思想方法及其教学示例[M].南京:江苏教育出版社,2008.
[4]张硕,石俊娟.关于中学数学思想方法教学的思考.[J].数学通报,2007(11):16-19.
【关键词】数;形;数形结合;数感
“数兮形之所倚,形兮数之所伏.”一语惊醒梦中人……
一、“数形结合”之前世今生
夫数者,世间量之表征也;夫形者,空间形式及其数量间关系之称也.此二者是数学王国中最古老,最基本的研究对象.数与形既各自开山立派,欣欣向荣,同时两者又同气连枝,相存相依,在一定条件下还可以相互转化、互为印证,联系可谓千丝万缕.这血脉相连的关系就是我们常说的——数形结合.它意蕴深厚、源远流长,其诞生可以追溯到“数”“形”产生之初.千百年来,后继者不断探索它,丰富它,使它成为数学王国中的一座高峰.
“数”“形”在小学阶段分别以“数与代數”“空间与图形”为统称;数学新课程标准在总体目标中提出:要使学生“经历运用数学符号和图形描述现实世界的过程,建立初步的数感和符号感,发展抽象思维;丰富对现实空间及图形的认识,建立初步的空间观念,发展形象思维”.
“数与形”一课是人教版教科书六年级上册第八单元“数学广角”的内容,其意图是让学生通过数与形的对照,探究发现图形中隐藏的数的规律,进一步体会数与形之间的内在联系,感受用形来解决数的有关问题的直观性与简捷性,并能把数形结合的思想迁移到解决其他一些实际问题,帮助学生积累经验,发展核心素养.
二、“数形结合”之雾里看花
“数形结合”这个词语浅显易懂,即使不是专门从事数学教育或研究的人也只能知之大概,但是您真能解释得清楚它吗?很难!何故?因为它很“玄”.“玄”在哪呢?“玄”在它不像“数”或者“形”那样是看得见、摸得着、物化的,“数形结合”阐释的是一种联系,一种思想,一种策略,古往今来,兴许有赏识它的伯乐,但是更多的时候我们感觉它还是像镜中月、水中花那样,可远观而不可亵玩焉.
于是,一线教师在教学和反思中常常会有这样连串的困扰:第一学段:“数形结合”中是“数”先,还是“形”先?教师在数学教学中如何充分渗透数形结合的思想?通过直观的图形揭示数,是否影响了学生的抽象思维能力?第二学段:如何在教学中很好地通过数抽象出图形、解决问题?数学课堂中能否建立一种(数—形—数)或(形—数—形)的“普世的”数学教学模式?数形怎样结合才能更好地促进学生的主动发展?林林总总,不一而足……
“数形结合”在一片纷繁的嘈杂声中似乎被说得更“玄”了,力挺声中也夹杂着质疑的声响:难道“数形结合”真的这么重要吗?
三、“数形结合”之舍我其谁
数学家华罗庚先生曾经有诗曰:“数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,割裂分家万事休”.其重要性跃然纸上,笔者结合六年级“数与形”,发现数形结合有如下“三好”.
(一)变“一知半解”为“入木三分”
在课的导入部分,让孩子说说数学是一门怎样的学科?孩子们的发言是松散,碎片式的,教师再出示如下三幅图,让孩子说说看到了什么?和数学有什么联系?从而使形象思维和抽象思维相结合,也给后进的孩子一个平台,使得数学研究的对象“数”与“形”,以及两者的联系,深入孩子的心田.
【设计意图:新课的导入,联系生活,拉近学生距离.通过旧知,唤起学生对数与形的感知,初步建立数与形结合的思想.】
在课的结束部分,让孩子说说生活中有哪些数形结合的应用,教师再举例子.
【设计意图:适时地介绍一些小知识,激发学生对数形结合的研究兴趣.通过回忆旧知,唤起相关活动记忆,沟通本节课与过去学习的内在联系.让学生感受到数形结合的学习方法并不陌生,它将一直伴随着我们的学习.】
(二)变“机械学习”为“合理建构”
在探究例1,发现规律中,让小正方形来拼出更大的正方形,从中发现数与形的奥秘.
① 学生在小组内完成学习单中的想一想、拼一拼、算一算、议一议.
② 学生以小组为单位把拼图呈现在黑板上,并汇报.
结合图形发现算式中的特点:从1开始,连续奇数相加,有几个这样的奇数和就是几的平方.
2.验证规律:结合图形总结得出:从1开始连续奇数相加,有几个这样的奇数拼出的图形就有几行几列,也就是几的平方.
3.写写填填.
1 3 5 7=( )2
1 3 5 7 9 11 13=( )2
=92
请你根据例1的结论算一算.
1 3 5 7 5 3 1=( )
1 3 5 7 9 11 13 11 9 7 5 3 1=( )
【设计意图:让学生通过想一想、拼一拼、算一算、议一议,亲历了从“形”到“数”的过程,能直观地发现“形”与“数”的关系.结合图形与算式发现计算规律,并且能应用规律来解决一些计算问题.让学生初次体验“形”能直观解释“数”的计算,从而体验成功的乐趣.】
(三)变“山穷水尽”为“柳暗花明”
数形结合,能有效防止“生搬硬套”或“一棵树上吊死”,能很好地促进学生联系实际,灵活解决数学问题.
在学习教学例2中,计算12 14 18 116 132 164 ….单纯给孩子们题目,学生感到无从下手,这时,教师引导学生画圆,画线段,画正方体,用自己喜欢的方式试着去计算,就能发现规律,解决问题.
【设计意图:教学时,观察、讨论相结合,引导学生借助不同的几何图形解决例题中的代数问题,把抽象的代数问题形象化,使其直观、简洁、易懂,使学生在理解、掌握例题中数与形关系的基础上,充分体会用数形结合方法解决问题的直观性,感悟数学的极限思想.】 综上三例,我们发现“数形结合”思想(方法)在数学学习中有着无可比拟的优越性和不可撼动的地位,他对学生数学知识的构建、数感的培养、数学学习方法的获得都有积极而深远的意义.
四、“数形结合”之适得其法
数形结合虽好,但怎么用却是很有讲究的,用不得法,往往得不到臆想的效果.在教学过程中,应该慎重考虑“先形后数”还是“先数后形”.如何把握呢?要根据教材的特点和学生的思维水平而定.
1.就教材内容而言,对较新、较难的教学内容、对学习较困难的学生可先形后数,借助图形直观、形象的特点,来表示数或数量之间的关系;对后续教材和较容易理解的内容可先数后形,通过数来揭示形.
2.就学生的年龄特征而言.第一学段学生是以具体形象思维为主,实施先形后数,让学生从形中读懂重要的数学信息,并整理信息,提出数学问题并加以解决,对逻辑思维能力较强的第二学段的学生,应该逐步过渡到先数后形,如,在教学长方体、正方体、圆柱体的拼、截引起的面积变化时,让学生通过画出直观图形,能让学生很快找出面的变化,揭示出面积变化的规律;在教学分数应用题时,让学生通过准确的线段图,很快找出单位“l”,量和量所对应的分率,确定解题的方法,从而提高学生的逻辑思维能力和解决数学问题的能力.
五、“数形结合”之发扬光大
(一)注重在数学教学中渗透“数形结合”的思想
现行教材和《课标》,注重了知识、能力、数学活动经验、数学教学思想的培养,而数学思想的核心是数学本质,要揭示数学本质,主要阐述知识之间的内在联系、注重规律的发现过程、数学思想方法的渗透、理性知识的应用等,并应用发现的规律来解决实际问题.
在数学教学中,教师要注重研读教材、钻研教材,要充分利用教材中的主题图,让学生通过“形”找出解决问题的“数”.在平时的教学工作中,引导学生主动而有效利用教材中的主题图或其他图形,从图中读懂重要信息,并整理信息,提出问题、分析问题、解决问题增强对数形结合思维模式的认知,体会图形教学对数学知识形成的意义,注意加强数形结合思想的渗透,关注学生数形结合思维能力的提高,从而培养学生的数感和图形与空间观念的认知能力.
(二)注重对学生数形结合学习方式的应用指导
在课堂教学中,数与形两者不能截然分开,要做到数中有形,形中有数,让学生寓知识于活动之中,以形思數,帮助记忆;数形对照,加深理解;数形联系,以利解题;以形载数,以数量形;数形互释,图文并茂.把数形结合作为培养学生形象思维能力和逻辑思维能力的终结目标.在知识的形成过程中,突出形象的感觉、形象的储存、形象的判断、形象的创造和形象的描述,重视有效的动手操作和情境的创设,让学生动手、动跟、动口,多种感官参加学习,使操作、观察等有机结合,激发学生多向思维.
(三)注重让学生养成数形结合的良好习惯
我们在学习简单的解决问题、认识整数、分数、小数的意义以及加、减、乘、除的意义及计算时,在解决分数应用题时,就要求学生画出线段图来.在学习了平面图形、立体图形以及它们的周长、面积、表面积、体积发生变化时,都要求学生画出图形,用“形”来理解它们的变化,从而再用数来表示,达到用“形”来理解“数”,用“数”来表示“形”.经过长期的训练,让学生养成数形结合的好习惯,提高学生的数学思维能力和转化能力,达到数形统一.
综上所述,“数形结合”是学生学习数学过程中一种至关重要的思想方法,它贯穿于学生数学学习的始终,它的内隐性、弥散性、普遍性使得学生往往是在“不知不觉地”接受了隐含于其中的教育,在潜移默化中使自己的数学构建得到提升.正确充分合理地运用“数形结合”思想能使学生更科学地搭建数学知识结构,培养数感,养成良好的学习习惯,这对提高他们的数学素养能起到关键的作用.因此,广大教育工作者应更重视“数形结合”思想的研究与实践,不断丰富它的新内涵,从而为数学教育事业贡献自己的绵薄之力.
【参考文献】
[1]袁桂珍.数形结合思想方法及其运用[J].广西教育,2014(15):26-27.
[2]张亮.数形结合法的几个应用[J].井冈山师范学院学报,2003(5):88-90.
[3]肖柏荣,潘娉姣.数学思想方法及其教学示例[M].南京:江苏教育出版社,2008.
[4]张硕,石俊娟.关于中学数学思想方法教学的思考.[J].数学通报,2007(11):16-19.