培養(yǎng)小學生數(shù)形結合思想,提高教學效率周三的工作室活動,讓我深受啟發(fā)。無論是劉德武老師的課例,還是各位同仁的發(fā)言,都使我對自己有了更深刻的認識,對數(shù)形結合的思想理解的不夠透徹,運用的也不夠自如。于是,我便走進了有關數(shù)形結合思想的世界,以便提高自己的知識水平。 一、有效教學與數(shù)形結合思想的辯證關系,有數(shù)學思想的教學才有效。有效教學是方法,知識是載體,數(shù)學思想的建立是根本目的。 1、教師遵循一定的教育、教學規(guī)律,以盡可能少的時間、精力、教學設施的投入,取得盡可能多的教學效果,這就是有效教學。簡言之,就是要提高課堂教學效率。有效教學通過“分析、處理、探索、解決”等數(shù)學手段和工具,以學科知識的理解、掌握為載體,通過引導、扶持、點撥,實現(xiàn)知識、空間觀念、數(shù)學思想的建構。 2、數(shù)學思想是指現(xiàn)實世界的空間形式和數(shù)量關系反映到人們的意識之中,經(jīng)過思維活動而產(chǎn)生的結果,它是對數(shù)學事實與理論經(jīng)過概括后產(chǎn)生的本質(zhì)認識。數(shù)學思想比一般的數(shù)學概念更抽象、更概括,也更本質(zhì)、更深刻。 任何教學方法都是在一定的教學思想指導下進行的。各種教學方法無不體現(xiàn)著一定的數(shù)學思想。數(shù)學思想、數(shù)學方法、解題技巧、解題過程是教育教學的四個重要方面。無論是數(shù)學概念的建立、數(shù)學規(guī)律的發(fā)現(xiàn),還是數(shù)學問題的解決,乃至整個“數(shù)學大廈”的構建,其核心在于數(shù)學思想的培養(yǎng)和建立。所以,數(shù)學教師一定要高度重視數(shù)學思想的教學。 德國數(shù)學家希爾伯特曾說過:“問題是數(shù)學的心臟,方法是數(shù)學的行為,思想是數(shù)學的靈魂”。 3、數(shù)形結合思想位居常用的15種數(shù)學思想之首,可使教學問題化難為易,化繁為簡。深入地理解、探討數(shù)形結合的方法是我們實施有效教學的最有希望的策略之一。 這15種數(shù)學思想包括: 1)、 數(shù)形結合思想; 2)、函數(shù)思想; 3)、分類討論思想; 4)、方程思想; 5)、整體思想; 6)、轉(zhuǎn)化思想; 7)、隱含條件思想; 8)、類比思想; 9)、建模思想; 10)、化歸思想; 11)、歸納推理思想; 以及概率統(tǒng)計等數(shù)學思想。 著名數(shù)學家華羅庚先生在談到數(shù)形結合的好處時曾作詩贊美:數(shù)與形,本是相倚依,焉能分作兩邊飛。數(shù)無形時少直覺,形少數(shù)時難入微。數(shù)形結合百般好,隔離分家萬事休。切莫忘,幾何代數(shù)流一體,永遠聯(lián)系莫分離?!?/p> 3、數(shù)形結合思想在數(shù)學內(nèi)容上的體現(xiàn)。 1)、符號化思想:體現(xiàn)在圖形、算籌、數(shù)字、字母、公式等; 2)、方程的解集、不等式的認識、應用題求解等; 3)、圖形種類、數(shù)的分類及文氏圖演繹; 4)、由形到數(shù)及由數(shù)到形的轉(zhuǎn)換、互通; 5)、位置與方向、數(shù)對的點與坐標的對應關系等。 數(shù)形結合符合人類認識自然,認識世界的客觀規(guī)律。人自有生命以來,睜開眼第一件事,是朦朧地看到周圍的混沌世界。他的眼里只有形,這時,他是不識數(shù)的。十年磨一劍,揮手三千年,人類對數(shù)的認識起源于形,發(fā)展于形,得利于形,數(shù)形結合成為學習的永遠的依賴,我們就要遵循先形后數(shù)的認識規(guī)律。 二、數(shù)形結合思想的有效培養(yǎng)中存在的問題。 由于學生思維的發(fā)展所必須遵循的客觀規(guī)律,決定了學生在數(shù)形結合的學習中必然面臨著許多問題。 1、數(shù)形結合知識本身的難度。從純知識的角度看,學生對數(shù)形結合的知識掌握和方法使用不外乎兩個方面:一是根據(jù)圖形轉(zhuǎn)化成數(shù)。二是根據(jù)數(shù)或式轉(zhuǎn)化成圖形。他們對“由形及數(shù)”看圖寫數(shù)類題的掌握程度,遠遠高于“由數(shù)及形”看數(shù)作圖類的題。在固定的常規(guī)思維模式下,出現(xiàn)順向思維易,逆向思維難,照搬模仿易,加工創(chuàng)新難的一貫性問題。這也是許多學生為什么看圖列式比看式作圖作得好的原因所在。 2、學生思想上固有的依賴性。在優(yōu)越、安逸的生活中,現(xiàn)在的孩子常常養(yǎng)成等、靠、要的習慣,學習中同樣得以表現(xiàn)。對老師的作圖的依賴性特強,情愿空著手看老師作圖,動口不動手。這樣是不能學好數(shù)形結合知識的,更談不上有效了。 3、前期沒有適當?shù)膱D形基礎知識作鋪墊,成為后期數(shù)形結合學習的制約。 4、作圖時不能規(guī)范操作。學生在平時的作業(yè)中,不論是從形到數(shù),還是從數(shù)到形,因為不規(guī)范操作而帶來認識上的誤區(qū),影響了學習的效率。譬如,畫圖不用鉛筆,不用尺子或其它的工具,只是一味地想當然作圖。 5、老師的要求不到位。對于數(shù)形結合的思想,老師一般認為沒有算理算法重要。在無意識的情況下,忽視了數(shù)形結合思想,降低或不作要求。目標不明,則動力不足。 6、教師的越殂代皰和急功近利。緊張而有限的上課時間里,老師的教學任務重,因而以講代練,以數(shù)代形,非得在一個個問題上講多、講透不可,很少訓練學生的數(shù)形結合思想和空間想像能力。一心想著學生畫圖的時間,老師可以多講一道題了。以至于代為刀手,越殂代皰。學生作壁上觀,畫得不多,練得不少。但是,形象的、具體的、直觀的事物要比抽象的語言容易記得多。美國圖論學者哈里有一句名言:“千言萬語不及一張圖。”說的就是這種道理。 7、軟硬件不足的問題。借助掛圖,尺子,圓規(guī)上課的年代雖已過時,卻成為我們最經(jīng)?;膬?nèi)容。能隨時隨地利用類似理科實驗室的器材,展示直觀圖形;運用各種教學手段,尤其是大量使用多媒體,“以形助數(shù)”,化抽象為具體,降低學生的思維難度,應該成為教學的重要依靠。電教手段的日常化,數(shù)據(jù)庫的信息化,是老師們急切等待而久未實現(xiàn)的倚重。這些軟、硬件的缺失,將會成為日常有效教學的遺憾,使我校有效教學遭遇到很大的瓶頸。 8、題海戰(zhàn)術對數(shù)形結合等思想的沖擊。 應試教育突出“練”字,題海戰(zhàn)術對數(shù)形結合等思想的沖擊很大。大量的習題訓練能提高分數(shù)誤導了師生和家長??蓱z的孩子們對作業(yè)浮光掠影,跑馬觀花,哪有過深入思考、舉一反三?大腦的馬達長時間停留在低檔,哪有強勁的動力產(chǎn)生學習的有效、高效呢? 案例1:專家調(diào)查:中國學生計算能力世界第一,但是我們的創(chuàng)造力排名倒數(shù)。這是世界上最不公平的事!我們的小學生6點過起床,7點半到校,中午無休息,晚上的作業(yè)做到9點。外國的孩子為了諾貝爾物理獎、化學獎(沒有奧數(shù)獎哈),卻正在玩積木,玩游戲,玩表演,玩一切充滿樂趣,充滿活力,充滿生機,充滿希望的極具數(shù)學思想的活動。 為什么綿陽的孩子不能像上海的孩子那樣輕松?為什么上海的孩子不能像美國的孩子那樣創(chuàng)造?為什么解放前的“舊社會”西南聯(lián)大出過李政道、楊振寧、鄧稼先等學生,現(xiàn)在的清華也好,復旦也罷,卻培養(yǎng)不出這種人才。我認為,是因為陶行知先生死早了,陶先生在解放的前夜就去世了,后來也就不出人才了。 2009年,中國最大的損失是錢學森先生的逝世。我們在大力宣傳錢老的偉大,也同時在關注他對中國教育的審視。我發(fā)現(xiàn),錢老先生1955年回國時,他的堂侄錢永健于1952年已出生在紐約;錢老2009年于北京逝世,錢永健先生2008年獲得諾貝爾化學獎,錢學森先生心里怎么想?他若不回國的話,也許他早已不只是中國的錢學森,而是世界人民的錢學森了。有趣的是,錢永健先生在瑞典領獎時曾接受中國媒體采訪,他建議:“中國的年輕人要培養(yǎng)在科學領域的創(chuàng)造力和好奇心。25歲到40歲之間是一個人最富創(chuàng)造力的階段,政府應該制定更加完善的政策,激發(fā)他們的創(chuàng)造力,為他們提供足夠的研究資源,千萬不要用刻板的制度來束縛他們”。他的話也道出了基礎教育的弊病,對我們具有參考作用。因為目前的現(xiàn)狀是,搞應試教育輕車熟路,實施素質(zhì)教育任重而道遠。 三、培養(yǎng)學生數(shù)形結合思想的有效教學策略。 “空間與圖形”是小學數(shù)學教學中的重要內(nèi)容之一,在以后的學習中體現(xiàn)得更為明顯。數(shù)形結合帶給教學以蓬勃之生命,賦予教學以持續(xù)性的活力,使有效教學的策略更豐富,更清晰。 1、教學回歸生活,以童真喚起興趣,營造樂學的有效教學情境。 著名教育家皮亞杰說過:“兒童是具有主動性的人,所教的東西要能引起兒童的興趣,符合他們的需要,才能有效地促使他的發(fā)展。”在我們的童年的記憶中,好的動畫片和童話書總會給人一種最美好的的印象,那種感覺揮之不去,抹之不滅。新課改教材里各種鮮艷逼真的情境圖,各種平移、旋轉(zhuǎn)、對稱的美麗圖案,可以讓學生真切地體會到了數(shù)學的美,受到美的熏陶。 案例2 《軸對稱圖形》:課件的音樂聲中,春天的蝴蝶翩翩起舞,夏天的蜻蜓早立桿頭,秋天的楓葉隨風而落。 觀察引入:“我們身邊的世界繽紛多彩,每一樣景物都是一幅畫像,每一樣圖畫都是藝術作品。初步感知:看到這些圖案你有什么感受?這些圖案各不相同,卻有一個共同特征,認真觀察,看誰的眼力最好,最早發(fā)現(xiàn)這個特征?!?/p> 再現(xiàn)臉譜的圖片,以美麗的生活場景引入,激發(fā)學生很快進入積極的學習情感狀態(tài)。初步感知昆蟲、臉譜等軸對稱圖形的外部特點,并形成一定的表象。 同時,在教學中盡可能多地以本地生活中的事物或景物作為例子,讓學生對軸對稱圖形的建構看得見,摸得著。教師創(chuàng)設的問題情景如果能深深地吸引每一個學生,孩子們就會熱情參與、積極動手、踴躍發(fā)言,為后面的教學作了適當?shù)匿佋O。 2、看圖說話,鼓勵多提問;先學后導,作圖更有效。 陶行知先生說過:“創(chuàng)造始于問題”。學生沒將題目讀懂時,他是沒有問題的,這與他沒讀題效果一樣。只有鉆研之后,才會生出“看似絕壁,卻辟小徑”之感。 案例3:天津到濟南的鐵路長357千米。一列快車從天津開出,同時有一列慢車從濟南開出,兩車相向而行,經(jīng)過3小時相遇,快車平均每小時行79千米,慢車平均每小時多少千米? 策略一:讀懂題意,鼓勵多提問。教師把可能出現(xiàn)的問題都要預設清楚:題目意思是什么?哪兩位同學上講臺來表演快慢車的相遇?你們撞上了,車能撞嗎?在中間相遇嗎?能用圖形表示嗎?除了用線段圖,長方形圖,還能用圓柱形的,軌道形的嗎?它們的數(shù)量關系是什么?你用哪種數(shù)量關系解題?還有其它方法嗎?可能出現(xiàn)什么錯誤?怎么改? 策略二:學生圍繞著問題與圖形,反復在數(shù)與形之間輾轉(zhuǎn),借直觀,解抽象,把一個無從下手的題目具體化。通過匯報,有多種解法,可列出學生容易理解的幾種式子,再結合直觀圖,比較最簡單的一種解題思路。 策略三:學生在老師的引領下,領悟“數(shù)形結合”的數(shù)學思想。利用了列方程解答,例題圖示化。充分利用圖形的直觀性和具體性,發(fā)現(xiàn)數(shù)量關系,找出解決問題的突破口。畫圖不僅是為了解題,更為重要的是建立圖文并茂的場景圖,讓孩子們的思維體操更準確,更瀟灑。 3、數(shù)形結合,不忘操作。由形到數(shù)是要求,由數(shù)到數(shù)是追求。 案例4:《解方程》新教材第九冊數(shù)學解方程單元,教材設計打破傳統(tǒng),不再利用數(shù)與數(shù)之間的關系解方程,而是借用天平使學生感悟等式、方程,探求方程兩邊都同加、同減、同乘、同除(0除外)同一個數(shù),方程兩邊仍然相等的基本性質(zhì)。這種解題方法是發(fā)展的、前瞻的、科學的。 策略一:由形到數(shù),動手、觀察天平的平衡現(xiàn)象。 我在上這課時,以天平吊足學生胃口,在有形的教學中,學生非常主動地上講臺稱重量,維持平衡,領悟等式,尋求方程。天平對于老師來說,是平時司空見慣的物體,在學生眼里就變得很神奇。其實,他們只知道書上說一枚兩分硬幣就是2克,他們還想知道一根膠棒、一本《雞皮疙瘩》的重量幾何?我們就把時間還給學生,放手一試又如何? 策略二:由數(shù)到形,抽象問題反饋化,稍微后退跳得更遠。 方程具體到應用中學生感覺比較抽象,老師可以引導分組學生在反復操作中理解同時加、減一個數(shù)的目的和依據(jù)。在課堂上,學生對這種解方程方法感到很陌生,同時很新鮮。在他們原有的經(jīng)驗中應該可以用加減法各部分的關系來解,沒想到會有這種方法,他們一定會進行各種探索。在出現(xiàn)種種失誤后,老師再做策略性的引領,予以解決。 策略三:由數(shù)到數(shù),升華思維。方程單元有意避開了X在減號(除號)后面的題型,但這種方程還是出現(xiàn)得較多。有了天平秤的啟發(fā),我們可以讓學生作類比,等號兩邊同時加上X,再左右其位,方法就與前面的相同了。我們不能苛求所有的結論都能在有形的空間里操作,學生的思維梯度一旦培養(yǎng),由數(shù)到數(shù)的轉(zhuǎn)化便不是難事了。 4、“形→數(shù)”、“數(shù)→形”,分階段把握數(shù)形結合知識難度,制定相應的教學策略。 低段學生及圖形建構差的的學生適宜“形→數(shù)”的直觀思維,其教學大多以觀察、操作等活動開始,在感知和積累了大量空間圖形的具體形象及抽象化圖形后,自然過渡到復雜、抽象的圖形學習。 高段的學生適宜“數(shù)→形”、“數(shù)→數(shù)”的抽象思維,因其數(shù)形知識有了一定積累后,幾何直觀圖形感知能力,邏輯思維能力已有一定程度的發(fā)展。他們在觀察、分析、思考題目后,對于簡單的圖,不一定每次都要畫出來。數(shù)量關系式、圖形能用“腦圖”表現(xiàn)出來再好不過,“腦圖”才是我們最美好的追求。 案例5《圓的面積》: 我們要做的,就是將數(shù)與形的知識結合起來,降低學生的認知難度,使問題迎刃而解。 對于學習有困難的學生,應視其情況,降低層次,回溯到相應的基礎上再予以教學。梯形的面積不會做,三角形呢?也不會,很好!降低難度,拿一個平行四邊形來,“老師,我還是不會”……太好了,出示長方形,還不會?數(shù)格子……有什么辦法呢?學生的現(xiàn)狀是第一位的,老師會為五年級學生不會做二年級的題而傷心、憤怒嗎?盡管學生的無知是不合理的,卻依然是存在的現(xiàn)實。臨淵羨魚不如退而結網(wǎng),當堂發(fā)火不如蹲下身來。前提:把他當作你的孩子;原因:發(fā)火是無效的,反效的。 四、多元拓展,鞏固生成數(shù)形結合的有效教學成果。 1、無圖不成書,無圖不成課,多元化地生成思維空間。 有效利用數(shù)學課本中的主題圖,經(jīng)歷數(shù)形結合過程,建構有效課堂。我們念書時的課本特點就是白紙黑字。而新理念下的新教材“一改前非”,許多例題、習題中五彩繽紛的彩頁和插圖,還原和再現(xiàn)了生活化的特點,尤其是數(shù)學實踐課、數(shù)學廣角,為我們上好數(shù)學課提供了方便。能真正做到讓學生動起來,對平面的圖形要學會描繪,對立體的圖景及實物要親自參與觀察、操作,讓視覺、聽覺、觸覺等多種分析器官協(xié)同參與數(shù)形結合的活動,實現(xiàn)并享受數(shù)形結合概念的建模過程將不是奢望。 2、可依靠,不依賴,辯證地發(fā)展數(shù)形思想。 一味地依賴圖形,只重視講授“有形”知識,而不注重滲透數(shù)學思想、方法的教學,或者單純強調(diào)數(shù)學思想和方法,而忽略“有形”知識的教學,都會使教學顯得浮淺、不實、低效。 |
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