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浅谈“数形结合”在小学低中段数学教学中的应用

浅谈“数形结合”在小学低中段数学教学中的应用

时间:2013年09月15日作者:deng来源:教视网点击: 【字体:

摘要:

小学数学教材体系包括两条主线,其一是数学知识,这是写在教材上的明线;其二是数学思想方法。数学思想方法往往是隐含在数学知识当中,限于篇幅,小学教材的文字说明很有限,有些东西,虽不言明,但要求教师领悟。所以教师必须深入钻研教材,对各部分教材的编排意图和知识结构,对知识的展示方式,其中蕴含了哪些方法和规律,体现了哪种数学思想,都要仔细推敲,认真揣摩。数学思想有许多,数形结合思想就是其中一种重要的思想。数学家华罗庚先生说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万事休”。数形结合是根据数量与图形之间的关系,认识研究对象的数学特征、寻找解决问题的一种数学思想。通常情况下在应用数形结合解决问题时,往往偏重于“形”对“数”的作用。也就是经常用图形的直观性来解决数学中的某些问题。

关键词:数形结合  直观化  算理  能力

内容:

一、有利于把抽象的数学概念直观化,帮助学生形成概念

建构主义认为学生学习活动的本质是:学习并非对于教师所授予的知识的被动接受,而是学习者以自身已有的知识和经验为基础的主动建构过程。学生在进入小学学习之前,他们的知识基本上是建立在现实生活中客观事物上的。其知识特点是直观形象,看得见,摸得着。而进入小学阶段,教师如果运用数形结合来引入新知、建构概念、解决问题,就相当于在原有的知识体系上添砖加瓦,新知识的学习就变得更简单。这样新学的知识就会具有较高的稳定性和牢固性,而我们也达到了所需的教学效果,也就是所谓深入浅出。

例如:在一年级上册中,学生刚学习数学知识时,教材首先就是通过数与物(形)的对应关系,初步建立起数的基本概念,认识数,学习数的加减法;通过具体的物(形)帮助学生建立起初步的比较长短、多少、高矮等较为抽象的数学概念;通过图形的认识与组拼,在培养学生初步的空间观念的同时,也初步培养学生的数形结合的思想,帮助学生把数与形联系起来,数形有机结合。在以后年级的学习中,随着学生年龄的增长,思维能力的不断提高,数与形的结合就更加广泛与深入。

再如:二年级数学第一册中《乘法的引入》。用相同的图引导学生列出同数相加的算式,这样一方面利用数形结合思想直观、形象、生动的特点展现乘法的初始状态,懂得乘法的由来(知识的产生与发展);另一方面借助学生已有的知识经验——看图列加法算式,加深了图、式的对应思想,无形中也降低了教学难度。我在实际课堂教学中运用ppt幻灯片技术展现一个盆子里有三个苹果,然后依次出现这样的第二个盆子,第三个盆子,一直到第五个盆子,如何来表示这个场景呢?学生自然会用同数相加的方法来表示。接着,教师一边出示课件一边提出:“如果有20个盆子,30个盆子,甚至100个盆子,你们怎么办呢?”学生一片哗然:“哦~~!!算式太长了,本子都写不下呢。”这时,建立乘法概念水到渠成!数形结合使学生不仅理解了乘法的意义,而且懂得了乘法是同数相加的简便运算。

从学生的思维活动过程来看:在这个片段中,学生经历了由具体到抽象的思维过程,也就是由直观的小船,抽象成连加算式,抽象成乘法算式,经历了由一般到特殊的思维过程。

三年级上册分数的初步认识中,通过具体的形的操作与实践,让学生充分理解“平均分”,几分之一,几分之几等数学概念,掌握运用分数大小的比较,分数的意义,分数的加减等,使数形紧密地结合在一起,把抽象的数学概念直观地呈现在学生面前,帮助学生理解掌握分数的知识。

二、使计算中的算式形象化,帮助学生理解算理

小学数学内容中,有相当部分的内容是计算问题,计算教学要引导学生理解算理。但在教学中很多老师忽视了引导学生理解算理,尤其在课改之后,老师们注重了算法多样化,在计算方法的研究上下了很大功夫,却更加忽视了算理的理解。我们应该意识到,算理就是计算方法的道理,学生不明白道理又怎么能更好的掌握计算方法呢?在教学时,教师应以清晰的理论指导学生理解算理,在理解算理的基础上掌握计算方法,正所谓“知其然、知其所以然。”根据教学内容的不同,引导学生理解算理的策略也是不同的,我认为数形结合是帮助学生理解算理的一种很好的方式。

如,在教学“分数加分数”时,课始创设情境:小明过生日,他吃了这个蛋糕的1/8,妈妈吃了这个蛋糕的2/8,他们两人一共吃了这个蛋糕的几分之几?、糕字在引出算式1/8+1/8后,我采用三步走的策略:第一,学生独立思考后用图来表示出1/8+1/8这个算式。第二,小组同学相互交流,优生可以展示自己画的图形,交流自己的想法,引领学困生。学困生受到启发后修改自己的图形,更好地理解1/8+1/8这个算式所表示的意义。第三,全班点评,展示、交流。

再如,在教学有余数的除法时,我就是利用7根小棒来完成的教学的。首先出示7根小棒,问能搭出几个三角形?要求学生用除法算式表示搭三角形的过程。

像这样,把算式形象化,学生看到算式就联想到图形,看到图形能联想到算式,更加有效地理解算理。

三、应用“数形结合”,提高学生的能力

对大脑的科研成果表明,大脑的两半球具有不同的功能,左半脑功能偏重于抽象的逻辑思维,讲究规范严谨,稳定封闭,如数的运算、代数式的运算、逻辑推理、归纳演绎等。右半脑功能则偏听偏重于形象思维,讲究直觉想象,自由发散,如猜想、假设、构思开拓、奇异创造等。左、右半脑的功能各有特征,如果互相补充就会使大脑功能更加健全和发达。“数形结合”就同时运用了左、右半脑的功能,在培养形象思维能力时,也促进了逻辑思维能力的发展。

1.“数形结合”有助于对数学知识的记忆

“记忆是智慧的仓库”。人的知识、经验的积累、技能的形成、技巧的熟练、思维能力的培养、事业的成就等都离不开良好的记忆能力。中等职业教育中的数学知识是基础性知识,需要牢固地记忆并掌握这些基础知识,在此基础上做到灵活应用,在整个教学过程中,这二者是相辅相成的。记忆正是掌握知识的基本手段,记忆的过程也就是知识积累的过程,同时有助于知识的深化,知识水平的提高更是要以记忆为前提。有的学生面对一些数学问题束手无策,找不到解题的思路与方法,这与脑子里记忆的数学知识太少有关。只有对数学的基础知识记忆牢固,才能做到温故而知新,应用时熟能生巧,才能进一步发展数学思维,提高数学能力。教学中运用形象记忆的特点,使抽象的数学尽可能地形象化,对学生输入的数学信息和映象就更加深刻,在学生的脑海中形成数学的模型,可以形象地帮助学生理解和记忆。

2、“数形结合”是将智能教育和情感教育有机结合,开发学生的想象能力。

在10以内的《用数学》1课教学时,我插入一节“吃月饼”的综合课,本来是3年级分数的内容,我进行了修改之后,是这样的:中秋节,小豆和爸爸、妈妈一起吃月饼,妈妈拿了10个,小豆吃了4个。然后逐步揭示以下各题:(1)还剩下几个月饼?(2)如果把剩下的月饼平均分给爸爸、妈妈吃,让他们吃得一样多,爸爸吃几个?妈妈吃几个?(3)小豆吃得多,还是妈妈吃得多?(4)如果你是小豆,该让爸爸、妈妈吃得多,还是自己吃得多?(5)那么该怎样分才可以使爸爸、妈妈吃得多些,而他俩又吃得同样多?这里,题材(1)是基本题;题(2)就发展了,要从整体中减去小豆吃掉的4个,再把余下的6个平均分成两份,求出一份是多少,如果列式计算是(10-4)÷2,学生是不可能算出来的,现在借助生活经验,将“数”与“形”结合起来,运用形象思维,学生对(2)作出正确的回答,而且思维活跃,兴趣盎然;题(3)是比较4与3的大小,教学至此,应该说知识与能力的教学目标已经完成,但是教师进一步提出问题(4),使学生受到怎样对待长辈的教育。题(5)既是题(2)情节的必然发展,在智力发展的要求上又比较高,学生思维有些困难,但通过小组讨论、独立思考、比比划划,摆一摆等活动最终得到了“小豆吃了2个,爸爸、妈妈各吃了4个的正确答案,从中体验成功的喜悦。

从上题的设计和分析过程中我们不难看:“数”的思考、“形”的创设,既有效地提高了学生的智力水平,同时,又融情于景,恰到好处的进行了情感教育。

3.应用“数形结合”,培养学生的发散思维能力

发散思维是从同一来源的材料或同一个问题,探求不同思路和方法的思维过程,其思维方向是从不同角度、不同方面看待同一个问题。在教学中常借助“一题多解”或“一题多变”的形式,突出已知与未知之间的矛盾联系,来引发学生提出新的思想、新的方法、新的问题,达到知识融会贯通,发展思维的广阔性和灵活性,激励学生的好奇心和求知欲,提高解决问题的应变能力。

4. 应用“数形结合”,培养学生的创造性思维能力

目前,推行素质教育已成为教育发展的主流。对学生进行综合素质和能力的培养,是建立新世纪创造性人才队伍的需要。,是思维的最高境界。只有具有创造性思维能力的人,才能在各自的领域中有所创造发明,才能推动科学技术、人类社会的向前发展。在数学教学中,教师可通过编选一些探索性的题目,让学生去研究,去探讨,去发现。让他们不是从头脑中已有的思维形式和思维方法中去找答案,而是从问题的本身进行具体的分析,进行一系列探索性思维活动,将已有的思维方式大跨度地迁移,从可供选择的途径中筛选出解决问题的方法。

四、直观化数量之间的关系,解决大量实际问题

运用数形结合有时能使数量之间的内在联系变得比较直观,成为解决问题的有效方法之一。在分析问题的过程中,注意把数和形结合起来考察,根据问题的具体情形,把图形的问题转化为数量关系的问题,或者把数量关系的问题转化为图形的问题,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,化难为易。

在一年级下册刚接触比多比少应用题教学时,通过数与物(形)的对应关系,帮助学习建立起同样多、多的部分、少的部分、大的数、小的数等较抽象的数学概念,从而理解掌握比多比少用大的数减去小的数,求大的数用小的数加上多的部分(或少的部分),求小的数用大的数减去少的部分(或多的部分)。有的学生在刚学习比多比少应用题时,未能很好的建立起数与形的有机结合,未充分理解掌握比多比少的基本数量关系,而是机械地记忆“多”字用加法,“少”字用减法。这样的学生我们在教学中发现的还不在少数。在二年级上册进行倍数应用题的学习时,教材首先是通过数与物(形)的结合,帮助学习初步建立起倍数的意义,即求一个数的几倍,就是求几个这样的数是多少。在学生初步建立起倍数的概念(意义)的基础上,逐步过渡到数与形结合,即画线段图,帮助学习理解掌握倍数的意义。在这里,教材从最初的最直观的数物(形)结合,逐步过渡到由图形代替物体——数形结合,初步建立起数学语言——数与形,使学生逐步从最直接的感知发展到较为抽象的数学知识,初步建立起今后数学学习的基本途径与方法,及数学思想——数形结合。不仅现在,在学生将来的数学学习中,随着知识难度的增大,用画线段图的方法来解答应用题,也是学生学习中方便操作且行之有效的方法。

比如鸡兔同笼问题,也是从图形中总结出解决方法。如:鸡和兔一共有8只,腿有22条。求鸡和兔各有多少只?

用算术方法解决鸡兔同笼问题,有的学生不能完全理解,而借助画图,一步一步总结方法和规律,帮助学生理解。先画8个圆,表示8只动物,假设全是鸡,给每个圆画2条腿。共画了16条腿。还有22-16=8(条)没有画上,再把剩下的腿添上,每个圆还可以添2条,8条腿可以添8÷2=4(只)。从画好的图中可以看出,这4只动物有4条腿,是兔。只有2条腿的有4只,是鸡。

再如植树问题,也是从图形中总结出解决方法。先模拟植树,得出线上植树的三种情况。

“___”代表一段路,用“ / ”代表一棵树,画“  / ”就表示种了一棵树。让学生在这段路上种上四棵树,想想、做做,你能有几种种法?      

学生操作,独立完成后,在小组里交流说说你是怎么种的?

师反馈,实物投影学生摆的情况。师根据学生的反馈相应地把三种情况都贴于黑板:

① \___\___\___\两端都种

②  \___\___\___\___  或  ___\___\___\___\ 一端栽种

③   ___\___\___\___\___两端都不种

师生共同小结得出:两端都种:棵数=段数+1;  一端栽种:棵数=段数; 两端都不种:棵数=段数—1。 本学期遇到了的几个题型,如锯木头、路边植树、上楼梯等问题,通过“形”的教学收到了明显的效果。许多孩子不会列算式,但是,会先画图,利用图形再列算式,

像这些题目都是利用线段图帮助学生学习。让学生有可以凭借的工具,借助数形结合将文字信息与学习基础耦合,使得学习得以继续,使得学生思维发展有了凭借,也使得数学学习的思想方法真正得以渗透。

数形结合,其实质是将抽象的数学语言与直观的图形联系起来,使抽象思维和形象思维结合起来,通过对图形的处理,发挥直观对抽象的支柱作用,揭示数和形之间的内在联系,实现抽象概念和具体形象、表象之间的转化,发展学生的思维。数形结合是学生建构知识的一个拐杖,有了这根拐杖,学生们才能走得更稳、更好。实践证明,抽象的数学概念和复杂的数量关系,借助图形使之形象化、直观化、简单化。

因此教师要从数学发展的全局着眼,从具体的教学过程着手,有目的、有计划地进行渗透数形结合思想的教学,使学生逐步形成数形结合思想,并使之成为学习数学、解决数学问题的工具,这是我们数学教学着力追求的目标。

参考文献:

徐文龙“数形结合”的认知心理

顾亚萍“数形结合思想方法之教学研究”

刘加霞“数形结合”思想及其在教学中的渗透

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