【關鍵詞】數學思想 數學方法 滲透轉化
【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2012)12A-0086-01
學習數學思想方法有利于學生的學習遷移,可以提高學生的學習質量和思維能力。那么,在日常教學中,如何有效地滲透數學思想方法呢?筆者試以小學數學中平行四邊形面積的計算為例,談談自己的思考與實踐。
一、在新知與舊知的聯系中接觸轉化的數學思想
平行四邊形的面積計算與之前學過的多個知識點有著密切的聯系。例如,其與長方形的面積計算有聯系,因此我們可以引導學生將平行四邊形轉化為長方形,進行計算公式的探究;其還與學生運用過的分割法有密切聯系,即可以將平行四邊形放在方格紙上,通過數其所占小方格的個數來粗略地計算平行四邊形的面積。這種方法雖然粗糙卻很實用,在實際生活中測不規則多邊形的面積往往采用的正是這種方法,因此有其現實意義。
這兩種方法事實上存在著一個共同點,即它們都是將平行四邊形轉化為一個或多個長方形(包括數方格中的近似),這種轉化的思想方法在教學中有兩種選擇:一是顯性的,即在上述兩種方法使用的過程中,向學生介紹兩種方法的名稱,并簡單介紹其使用場合,重在培養學生的顯性知識;二是隱性的,即在兩種方法使用的過程中,不直接介紹方法的名稱,重點在于方法的運用,讓學生自己去揣摩、感受這種轉化方法使用的場合,重在培養學生的緘默知識。
在筆者的教學選擇與實踐中,記錄下了這樣的教學場景(為了便于理解,在原意未變的情況下,筆者對文字進行了一些整理):教師出示一個四角可自由轉動的四邊形,首先調整為一個矩形,然后向學生提出問題:同學們知道如何計算這個長方形的面積嗎?
生:長乘以寬。
教師再將其變形為一個平行四邊形,然后再次提出問題:大家看,現在的圖形是一個平行四邊形,但邊長與剛才的長方形邊長是一樣的。對于一個知道了四邊長度的平行四邊形而言,我們怎樣去確定它的面積呢?
進行這樣的圖形變化有助于促進學生的思考,有的學生會下意識地認為面積不變,因為邊長沒有發生變化。也有的學生通過觀察認為雖然邊長沒有變化,但平行四邊形看起來比長方形要“扁”一些,因此面積應該變小,但到底變小了多少,學生也不會計算。值得一提的是,班上有一個學生用極限推理的方法確認了面積是變小的,他的方法是將長方形的變化推至極限,則會變成平行的兩對邊相互接觸,此時就不占面積了,所以肯定變小,但具體應該如何計算,該生仍然是不知道的。
正是這樣的分析,使得學生產生強烈的探究欲望:如何計算平行四邊形的面積呢?而探究平行四邊形的計算面積正是從分析開始的,在筆者與學生的共同分析下,學生自然而然地想到要將平行四邊形轉化為可直接計算面積的圖形——矩形,才能計算出其面積。
二、在探究過程中感知等效及轉化的數學思想方法
如果說以上分析還只是一種思維活動的開始,那真正探究平行四邊形面積計算方法的過程,就是轉化的數學思想直接運用的過程,學生將在運用的過程中感知轉化是在什么情境下可以運用,具體又該如何運用。
第一步,在黑板上畫出剛才邊長相等的長方形與平行四邊形,以供學生隨時對比。同時可以板書正在探究的問題:平行四邊形的面積該如何計算?
第二步,將上述準備的教具繼續呈現在學生面前,演示這個四邊形由矩形向平行四邊形轉變的過程,要注意的是此演變過程不能只演變一次,也就是說要轉變多次,以在學生面前呈現出多個不同的平行四邊形。這樣做的目的就是讓學生感受到,在轉變的過程中,平行四邊形的邊長并沒有改變。那么,到底是什么改變了才導致面積發生了變化呢?學生帶著疑問去觀察、對比,進而猜想到是因為平行四邊形底邊上的高發生了變化,導致平行四邊形的面積發生了變化,從而猜想到底邊上的高影響著平行四邊形的面積。
在此過程中,教師可以準備一個預案,用以將學生的思維引向研究平行四邊形的底邊與高上。具體是這樣的:向學生出示面積相等的一個長方形與一個平行四邊形,讓學生進行觀察并比較。教師提出相應的問題:這兩個四邊形有什么不同的地方?又有哪些相同的地方?其中第二個問題是非常重要的,因為這里除了面積相同之外,還有平行四邊形的底邊與長方形的長相同,平行四邊形的高與長方形的寬相同。這種同中求異、異中求同的思維引導,可以很好地將學生的思維點引向預設的方向。
第三步,用轉變來驗證上述猜想。在猜想到平行四邊形的面積可能與底邊的邊長和高有關之后,如何用實驗來證實呢?可以過平行四邊形的兩個頂點作對邊上的高,這樣就將平行四邊形分割成一個三角形與另一個四邊形,外加一個另構成的三角形(具體圖略);通過證明兩個三角形全等,可以發現一個平行四邊形可以轉化為與之面積相等的矩形,這個矩形的長就是平行四邊形的底邊長度,寬就是平行四邊形底邊上的高。猜想由此得到證實。
通過本節課的教學我們可以發現,只有設計適合小學生認知特點的知識發生過程,才能有效地實施數學思想方法的教學。
(責編 黎雪娟)