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谈数与形的结合
发布人:蔡静红     发布时间:2017-04-12     点击:

数学家华罗庚说得好:“数形结合百般好,隔离分家万事休,几何代数统一体,永远联系莫分离”.数学知识的教学有两条线:一条是明线,即数学知识;一条是暗线,即数学思想方法。

    随着新课程改革全面展开,各门课程的教材都发生着巨大的改变。面对改头换面的数学新教材,我们发现章节顺序变了,知识点重新整合了,书也变漂亮了,图形变多了,

以前的数学课程被分为“代数”和几何”两本教材来讲授,而现在合二为一,且教学中几何图形所占的比重有所增加。“代数”主要研究数据的计算与处理, “几何”主要研究图形的位置、大小等特性, “数”和“形”是数学研究的两个侧面,它们互相渗透,相互转化,使得以代数法研究几何,以几何法研究代数成为可能。“数形结合是初中数学的重要思想之一,也是学好数学的关键之一。若能把“数”与“形”很好的结合起来,那么一些看似复杂的问题会迎刃而解。掌握了此方法也会使解题手段从“单一”走向“灵活”,体会到数学之美,从而感叹数学之精妙。

青少年生活在社会和物质的世界中,周围环境中形形色色的物体均表现为一定的数量、形式,并以一定的空间形式存在着。从青少年心理学分析,他们善于运用直觉形象思维来解决问题,数学抽象思维是建立在大量的已知的形象思维的基础上而形成的。翻开新课程数学教材,一道道解决问题的应用题里的一组组对话,运用了漫画的小人书表现形式来表达,无论学生会不会解答,他们都把它当作好看的小人书来研究一番,这比老教材的单纯应用题能更吸引学生,这是一大进步。有了象漫画一样的解决问题的应用题学生也来兴趣了,解答时研究的印象也深刻了,更能接受老师、同伴的解决思路。

数形结合就是根据数量与图形之间的关系,认识研究对象的数学特征、寻找解决问题的方法的一种重要数学思想,着重借助图形来解题,以其直观、形象、简捷的形式来吸引学生。数形结合思想的实质即通过数形之间的相互转化,把抽象的数量关系,通过理想化抽象的方法,转化为适当的图形,从图形的结构直观地发现数量之间存在的内在联系,解决数量关系的数学问题。在新课程的数学教学中,数形结合的作用非常大,可以说是数学课堂中必不可少的教学手段。

如何把解决问题的应用题解决方法进一步提炼成简单易懂的,直观的数形形式呢?这就要求结合数形图来分析。

一、数形结合突出了数感的建立

数是抽象的数学知识,形是具体实物、图形、模型、学具。数和形是紧密联系的。数形对应是数形结合的基础,这种意识的养成主要是通过新授课阶段的学习逐步领悟和掌握的。学生只有先从形的方面进行形象思维,通过观察、操作,进行比较、分析,在感性材料基础上进行抽象,才能获得数的知识。所以在低年级的数学课堂教学中,数形结合是常用的手段之一,因为它能有效地为毫无数字概念的孩子建立数感。一般认为20以内甚至100以内的数学生大多会读会写,因此往往忽视教学过程中的动手操作。事实上,操作恰恰是生成数感的有效途径。

例如在教学20的认识时,教师既要演示又要请学生亲自动手用摆小棒的方法从11数到19,然后用稍稍缓慢的动作清楚地演示出19根小棒添上1根是1捆加十个1个,再将10个1根捆成1捆,这样就是2捆,即2个10根,也就是20根。这样的过程使学生清楚地感受到20是在19的基础上添上1生成的,这对后面30、40、50等整十数的认识有很强的提示作用。而100的认识更要让学生通过数小棒经历99添上1就是10个十,10个十是1个百即100的生成过程,从而体会两位数向三位数的变化,明白数位的顺序及各数位的价值。物和数的对应加深了学生对数的理解,突出了学生数感的培养。

二、数形结合突出算理讲解。

在数学教学中,加强数与图形的结合,能加深学生对知识的理解,能有效防止学生学习数学“一知半解”,防止出现“隔靴搔痒”的教学现象。应用数形结合,是解决问题过程中的一种策略,是数学规律性、灵活性的融合。教师应帮助学生通过具体问题的解决,归纳出知识的系统性和规律性,并在此基础上拓宽延展,使学生的思维能力不滞留在某一局部上而是获得更长足的发展,让学生积极主动地建构有序的良好的知识组块,增强了建构功能。

例如在学生学习“乘法的意义”时,因为同一意义可以表示两种乘法算式,而同一算式有两种不同含义,如果在教学过程中,不注意数形结合,学生对乘法意义的理解往往处于“一知半解”状态。如一共有多少个五角星?在看图的基础上,学生能理解:横看,得到5+5+5,可以表示成5×3或3×5,竖看,得到3+3+3+3+3,可以表示成3×5或5×3。但是,如果问学生:3×5、5×3表示什么?如果在学生表达乘法意义时,不结合图形,学生会含糊地表述3×5既表示3个5连加,也表示5个3连加。但实际上3个5连加和5个3连加是不一样的意义,所以,此时老师应强调结合图形看,3个5连加应怎样看?(横看)5个3连加又应该怎样看?(竖看)说说相同加数是多少?几个这样的相同加数?通过数与形的一一对应,来加强学生对乘法算式所表达意义的理解,加强算理的教学。

三、数形结合突出了思维训练。

在具体实施“数形结合”时,我们常常是由“形”观察“数”,由“数”构造出“形”,这中间的“观察”与“构造”并未进行严格的逻辑推理。数形结合就是把抽象的数学语言与直观的图形结合起来思索,使抽象思维与形象思维结合,通过“以形助数”或“以数解形”,帮助我们复杂问题简单化,抽象问题具体化,从而达到优化解题途径的目的。在教学中,把数和形结合起来分析,引导学生既从数的方面用分析的方法进行抽象思维,又从形的方面进行整体思考,通过类比、联想、想像进行形象思维,能达到思维训练的要求。

例如百分数应用涂教学,参加乒乓球兴趣小组的共有80人,其中男生占60%,后又有一批男生加入,这时男生占总人数的2/3。问后来又加入男生多少人?先把题中的数量关系译成图形,再从图形的观察分析可译成:若把原来的总人数80人看作5份,则男生占3份,女生占2份,因而推知现在的总人数为6份,加入的男生为6—5=1份,得加入的男生为80÷5=16(人),从这题不难看出:“数”、“形”互译的过程。既是解题过程,又是学生的形象思维与抽象思维协同运用、互相促进、共同发展的过程。由于抽象思维有形象思维作支持,从而使解法变得十分简明扼要而巧妙。

四、数形结合突出了三维模型的建立。

   为了使数学上的奇异美、对称美、和谐美、内容美在图形上的体现更为直观、更为动人,应用数形结合能不断培养学生的审美情趣,提高审美意识和鉴赏力,有利于空间观念的建立。空间观念是物体的形状、大小、长短和互相位置关系的表象,要培养和发展学生的空间观念,教学时就一定要联系实际,让学生看到具体的形。

例如在教学长度单位的认识时,使学生获得长度单位1厘米的表象,学生要先用直尺量图钉、手指,1厘米大约是1只图钉长,食指的宽大约是1厘米;要使学生获得面积单位1平方厘米的表象,就让学生先用边长是1厘米的正方形量一量大拇指的指面,大拇指的指面大小大约是1平方厘米,通过这样在实际中量一量,比一比,1厘米的长短,1平方厘米的大小就在学生大脑中留下了表象,形成了空间观念。

九年制义务教育初中《数学教学大纲》中也把数学的精髓­——数学思想方法纳入了基础知识的范畴,这是加强数学素质教育的一项创举。数学思想方法既是数学的基础知识,是知识的精髓,又是将知识转化为能力的桥梁,用好了就是能力。因此我们在教学中要注重数学思想方法的渗透、概括和总结,要重视数学思想方法在解题中的指导作用。
    数形结合的思想方法是初中数学中一种重要的思想方法。数学是研究现实世界的数量关系和空间形式的科学,数和形是数学知识体系中两大基础概念,把刻划数量关系的数和具体直观的图形有机结合,将抽象思维与形象思维有机结合,根据研讨问题的需要,把数量关系的比较转化为图形性质或其位置关系的讨论,或把图形间的待定关系转化为相关元素的数量计算,即数与形的灵活转换、相互作用,进而探求问题的解答就是数形结合的思想方法。数形结合的思想方法能扬数之长、取形之优,使得“数量关系”与“空间形式”珠连壁合,相映生辉。

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