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巧用数形结合培养思维能力

  • 投稿山羊
  • 更新时间2015-08-30
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广东东莞市松山湖中心小学(523000) 陈彩虹

“数缺形时少知觉,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万事休。”这是数学家华罗庚先生对数形结合的重要性的形象生动概括。数形结合思想是重要的数学思想,也是学生在解决数学问题过程中常用的一种思维方法,可以通过“以形助数”、“以数赋形”使某些抽象的数学问题直观化、生动化、形象化、简单化。因此,在小学数学教学中应注重运用数形结合思想,培养学生的思维能力和数学素养。下面结合教学实践,谈谈如何使用教材对数形结合思想进行有效渗透,从而培养学生的思维能力。

一、巧用数形结合,培养思维的形象性

形象思维又称直感思维,是指以具体的形象或图像为思维内容的思维形态。在数学中,数学概念具有抽象性,数量关系具有复杂性,这给学生的理解带来了困难,但我们可以发挥图形的直观作用,沟通图形与数学语言之间的关系,使之形象化、直观化,帮助学生形象地理解抽象的概念或数量关系,培养学生的形象思维能力。

如在教学“分数乘分数”时,课始先创设情境:我们学校暑假期间粉刷了部分教室(出示粉刷墙壁的画面),装修工人每小时粉刷这面墙的1/5,1/4小时可以粉刷这面墙的几分之几?

教师采用三步走的策略。

1.学生操作、交流

师:请大家准备好一张长方形纸,如果把它看做要粉刷的一面墙,你怎样表示出它的1/5呢?(学生动手操作)

师:说说你是怎样得到的?(把这张纸平均分成5份,涂出其中的一份)涂出的一份表示什么?(1小时粉刷的面积)

2.小组讨论,再次操作

师:刚才我们通过折、量、涂得到了1小时粉刷墙壁的面积,那么1/4小时能刷这面墙的几分之几,在此基础上该如何表示呢?

(学生讨论、汇报)

师(及时点拨):要将已涂出的这一份再平均分成4份,然后涂出其中的1份,这一份就是1/4小时粉刷的面积。

师:求1/4小时粉刷这面墙的几分之几,就是求1/5的1/4是多少。

3.课件演示,理解算理

师:根据涂色的结果,你能说出1/5的1/4是多少吗?回想一下,你是怎样得出结果的?

学生讨论后汇报交流,教师根据学生回答的情况用多媒体演示涂色过程,并归纳:先把这张纸看作“1”,平均分成5份,1份是这张纸的1/5,又把涂色部分的1/5平均分成4份,也就是把这张纸平均分成5×4=20份,因此1份就是这张纸的1/20。

这样让学生亲身经历、体验,可以很直观地得出“以数赋形”,“数形结合”的过程,也就是让学生看到图形能联想到算式,看到算式就联想到图形,从而理解分数乘分数的算理。

二、巧用数形结合,培养思维的灵活性

思维的灵活性指思维活动的灵活程度。在数学教学中适当地把数与形有机地结合起来,可帮助学生克服思维定式;借助图形直观,可引导学生进行大胆合理的想象,提出符合实际的解决问题的新设想、新方案和新方法。

如在教学分数、百分数、比的整理与复习中,设计了题目:

根据给出的线段图,你能联想到哪些分数或百分数、比。

学生充分想象后,汇报整理如下:

(1)男生占全班人数的3/5(60%);

(2)女生占全班人数的2/5(40%);

(3)男生人数相当于女生人数的3/2(150%);

(4)女生人数相当于男生人数的2/3;

(5)女生人数比男生人数少1/3;

(6)男生人数比女生人数多1/2(50%);

(7)女生与男生人数的比是2∶3,男生与女生人数的比是3∶2;

(8)男生与全班人数的比是3∶5,女生与全班人数的比是2∶5;

……

引导学生结合想到的分数给题目补充一个条件,再用不同的方法解决下面问题:

(1)六(5)班有学生40人,__________。六(5)班男女生各有多少人?

(2)六(5)班有男生24人,__________。六(5)班有女生多少人?

……

任何思维,不论是多么抽象,多么理论,都是从分析材料开始的。因此,教师借助一条线段图,“以形助数”,通过让学生在想象、设计、计算等活动中找到了知识内在的联系,不仅让学生系统地掌握了知识,还有利于培养学生思维的灵活性。

三、巧用数形结合,培养思维的创造性

学生的创造性思维是指在解决问题的过程中,能独立地发现问题,善于做出与众不同、富有创见的设想和别出心裁解决问题的方法的思维方式。在教学中,教师要选用合适的题目,通过数形结合,引发学生产生创造的冲动,培养学生思维的独创性。

如在教学“圆的面积”的公式推导时,先要求学生拿出事先分割成16等份的圆形纸片,运用割补、拼凑、转化等方法,把手中16等份的圆形纸片转化成已学的图形,并写出计算方法。学生动手的兴致很高,有的学生摆出类似课本例题的长方形,得出长

学生思维活跃,方法各异,最后都简化得出面积运算公式。可见,通过数形结合,引导学生积极动手操作,不仅能培养学生解决实际问题的能力,而且有助于学生创造性思维的发展。

四、巧用数形结合,培养思维的发散性

发散思维是学生思维能力的核心。发散思维具有流畅、变通、独特三个特点,它要求学生在思维活动中灵活迅速、触类旁通、随机应变,不限于某一方面,不受消极思维定式的束缚,能够从前所未有的角度和观念去认识事物、反映事物,从而产生超常的构想,提出独特的见解。因此我们教师要引导学生进行数与形的转换,洞察每一个研究对象的实质,以及揭示这些对象之间的相互关系,进而激发学生从不同角度去分析、去思考,寻求不同的解题策略。

例如在教学长方体的体积公式时,我组织学生进行了三次实践活动。

第一次活动,用12个棱长为1厘米的小正方体摆一个任意的长方体。(如下图)

引导学生初步感知长方体体积与它的长、宽、高的关系。一方面,这一活动具有较强的开放性,只要求学生用1厘米的小正方体摆一个长方体,没有规定怎样摆,摆什么样的长方体,充分体现了学生活动的自主性,培养了学生的发散性思维。另一方面,在摆完后让学生充分地进行交流,既有利于进一步的比较与分析,还可以启发学生把长方体的体积与它的长、宽、高联系起来,从中发现规律。

第二次活动,引导学生仍用这12个棱长为1厘米的小正方体,凭借想象,摆出一个比12立方厘米大的长方体。这时给出一个富有挑战性的问题激发学生的好奇心与疑问:能摆出这样的长方体吗?学生个个跃跃欲试,小组内同学相互交流,互相启发,尝试摆出了许多不同的图形:

学生的思维火花在操作与交流中迸发,学生的发散思维和空间想象能力也得到了发展。

第三次活动,让学生用这12个棱长为1厘米的小正方体再摆一个体积更大的虚拟的长方体,这时学生已不再困惑,摆出图形:

这时,教师及时在电脑上演示,使学生对长方体的体积和它的长、宽、高之间的关系有了一个清楚的认识。

最后,教师出示一个长方体图形:

让学生计算它的体积。学生根据给出的图形,结合前面的操作活动,很快算出体积:8×4×5=160立方厘米。

通过数形结合,学生对长方体里含有的体积单位数正好是它的长、宽、高的乘积有了一个清晰的理解,真正做到知其然又知其所以然。

总之,在小学数学教学中,数形结合思想渗透在数学教学的每一个领域,只要我们根据教学内容的需要,运用恰当的形象图形,将抽象的数学概念直观化,复杂的数量关系具体化,无形的解题思路形象化,就有利于学生学习兴趣的培养,更有利于培养学生的思维能力。

(责编 金 铃)