郭青春
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011年版)指出:“數(shù)學(xué)中有一些重要內(nèi)容、方法和思想是需要學(xué)生經(jīng)歷較長的認(rèn)識過程而逐步理解和掌握的?!边@樣的描述,一方面說明了這些內(nèi)容在數(shù)學(xué)教學(xué)中有較高的價值和意義,另一方面說明這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)需要長期的積累和領(lǐng)悟,需要提供給學(xué)生好的學(xué)習(xí)平臺。比如說,數(shù)形結(jié)合的思想在解決數(shù)學(xué)問題中有重要作用,但是如何讓學(xué)生認(rèn)可這種方法,讓學(xué)生能夠獨立嘗試用數(shù)形結(jié)合的方法來解決問題,是我們應(yīng)該長期努力的目標(biāo)。在實際教學(xué)中,可以著力于以下幾個方面來推進(jìn)數(shù)形結(jié)合。
感知數(shù)形結(jié)合的作用
讓學(xué)生感知數(shù)形結(jié)合的作用,是滲透思想的第一步。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們要經(jīng)常展示運用形來解決數(shù)的領(lǐng)域問題和運用數(shù)來探索形的領(lǐng)域問題的案例,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)兩者之間的緊密聯(lián)系,并感知到方法的巧妙,從而養(yǎng)成學(xué)生運用方法的愿景。
例如,在“轉(zhuǎn)化的策略”教學(xué)中,筆者首先呈現(xiàn)出“? +? +? +? ”這個算式,讓學(xué)生自己嘗試計算。學(xué)生們不出所料地采用通分的方法來計算,在給予肯定之后,筆者提出了新的提議:“能不能畫圖表示出這些分?jǐn)?shù)?”然后和學(xué)生一起在一個正方形中表示出這些分?jǐn)?shù)。在畫圖的時候,學(xué)生們逐漸發(fā)現(xiàn)了奧秘,每一個分?jǐn)?shù)都將原來的空白處填滿了一半,所以計算這些分?jǐn)?shù)的和可以用1減去圖中空白的部分,也就是減去最后一個分?jǐn)?shù),發(fā)現(xiàn)這個規(guī)律之后,學(xué)生們非常興奮,他們對于這種數(shù)形結(jié)合來解決問題的方法立即有了親近感。再比如,在“一一列舉策略”的教學(xué)中,對于給定了長方形的周長,尋找如何才能使得圍成的長方形面積最大的問題,學(xué)生們首先是畫出示意圖,然后計算出各個圖形的長和寬以及面積,在對比這些數(shù)據(jù)的時候,他們發(fā)現(xiàn)了規(guī)律:長和寬越接近,長方形的面積最大。在這個問題的探究中,學(xué)生對于用數(shù)據(jù)來輔助分析問題的好處有了深刻的認(rèn)識,這對于推動學(xué)生自覺運用數(shù)形結(jié)合的方法有很大幫助。
嘗試數(shù)形結(jié)合的方法
數(shù)形結(jié)合不僅是一種解決問題的方法,也是一種數(shù)學(xué)思想。在實際教學(xué)中,我們需要給學(xué)生嘗試數(shù)形結(jié)合方法的機會,讓學(xué)生在不斷探索中增強畫圖的能力,從而降解問題的難度,順利地解決問題。在這個過程中,學(xué)生的學(xué)習(xí)能力會不斷提升,數(shù)學(xué)思想也在長期的實踐中鞏固起來。
例如,在“按比例分配”的教學(xué)中,筆者給學(xué)生帶來這樣一個問題:“學(xué)校體育室買來籃球、足球和排球一共85個,已知籃球和足球的比是1:2,足球和排球的比是3:4,那么買來的籃球、足球和排球各有多少個?”面對這個問題,不少學(xué)生有些無從下手,因為在籃球和足球的比中,足球是兩份,而在足球和排球的比中,足球是三份。在他們感到困惑的時候,筆者提示可以畫圖來輔助分析,于是他們自己去嘗試畫示意圖。在畫圖時,學(xué)生確定了盡管在兩個比中足球的份數(shù)不同,但是足球的數(shù)量是相同的,這就讓他們將視角放在足球上;經(jīng)過獨立思考和集體交流,她們發(fā)現(xiàn)了解決問題的關(guān)鍵——可以運用比的基本性質(zhì)將足球的份數(shù)統(tǒng)一起來。于是,他們將兩個比轉(zhuǎn)化為3:6和6:8,得到了三種球的數(shù)量比是3:6:8,從而順利地解決了問題。還有的學(xué)生在畫圖之后發(fā)現(xiàn),可以找到籃球和排球與足球的關(guān)系——籃球是足球的二分之一,排球是足球的三分之四。這樣可以立即計算出足球的個數(shù),從而算出其余兩種球的數(shù)量。
在這個案例中,學(xué)生以線段圖為抓手,成功地找到了3個未知量之間的數(shù)量關(guān)系,這為他們解決問題打好了鋪墊。這樣的自主嘗試,讓學(xué)生體驗到數(shù)形結(jié)合方法中的關(guān)鍵之處,提升了動手能力和分析能力,推進(jìn)了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)。
總結(jié)數(shù)形結(jié)合的策略
直觀圖形可以幫助學(xué)生更好地認(rèn)識問題,把握數(shù)量關(guān)系,從而為學(xué)生順利地解決問題服務(wù)。在數(shù)形結(jié)合的時候,我們要讓學(xué)生抓住關(guān)鍵點來推進(jìn)數(shù)形結(jié)合,要讓學(xué)生掌握數(shù)形結(jié)合的基本方法,形成固定的運用策略,這樣可以上升學(xué)生對數(shù)形結(jié)合方法的認(rèn)識。
例如,在教學(xué)“納稅問題”時,筆者給學(xué)生帶來了這樣一道較復(fù)雜的問題:“國家頒布了個人所得稅繳納標(biāo)準(zhǔn):低于3500元的,免征個人所得稅;超出3500元的部分,不超過1500元的部分稅率為3%;超過1500元到4500元的部分,稅率為10%;超過4500元到9000元的部分,稅率為20%……小強爸爸的稅前工資為8000元,那么他每月繳納的個人所得稅為多少元?”問題中的信息很多,學(xué)生需要弄清條理才能找到突破口。所以,在教學(xué)中筆者首先讓學(xué)生獨立思考,想辦法理出解題思路;在集體交流時,不少學(xué)生展示了自己畫的線段圖,他們畫出一條長長的線段,在靠左的地方首先標(biāo)出3500元,然后再隔一段距離標(biāo)出5000元(學(xué)生用3500+1500得到的),依次向后是8000元和12500元,在每小段線段上,學(xué)生還標(biāo)上這一段的稅率。有了這么直觀的線段圖,學(xué)生再來解決題目中的問題就比較輕松了。只要找到這個數(shù)在哪一段上,然后就可以將這個數(shù)分成幾小段,分別按照對應(yīng)的稅率計算出這一段上需要交納的個人所得稅,相加求出總和就可以解決問題了。在傾聽了學(xué)生代表的方法之后,大家一致認(rèn)同這種方法,并且對照解題思路,交流了畫出這樣一個線段圖的方法。
在這個案例中,學(xué)生借助于圖形來分析問題,理清數(shù)量關(guān)系,這為他們順利解決問題提供了很大的幫助。更加重要的是,在得出了線段圖之后,他們關(guān)注的內(nèi)容不在這道題目的答案上,而是怎樣來畫圖的,線段圖中的那些數(shù)是怎樣得到的。這樣的經(jīng)歷,會加深學(xué)生對這類問題的理解,幫助他們將數(shù)與形更好地融合起來。
數(shù)形結(jié)合思想是有著重要地位的基本數(shù)學(xué)思想,我們在實際教學(xué)中要讓學(xué)生接觸到數(shù)形結(jié)合,感知它,運用它,并總結(jié)得失,交流技巧,這樣可以幫助他們更好地解決實際問題。