在小学数学教学中, “转化思想”是让学生掌握“会学习”的重要手段,是实现学生思维能力快速提升的助推器。教学中,只要我们不断的应用这种思想方法去引导学生,那么学生在遇到一些生疏知识、数量关系复杂、隐蔽而难以解决的问题时,可通过转化,使生疏的问题熟悉化、抽象的问题具体化、复杂的问题简单化。这样学生在思考转化问题的过程中,思维就会乘着“转化”的“翅膀”自由地遨游于知识海洋当中,在问题解决的过程中不断地进行互补和碰撞,在探索、发现中得到最大的提升。
一、化生为熟,诱发思维。
小学数学知识繁多、纵横交错、联系紧密,很多知识都是垫铺在旧知识的基础上,通过不断发展、变化、归纳、提升,而形成新知识。小学生学习数学的过程,实际是一个不断认识新知识的过程;解决新问题的过程。从培养学生学习能力上说,把陌生的问题转化为已经熟悉的问题,这种转化过程对小学生来说既是体验数学再发现的过程;又是一个充满探索、创新的过程;与新课程标准倡导的培养学生的探索能力和创新精神是相一致的。因此,学生学会把陌生的问题转化为熟悉的问题,就是对转化思想重要运用。
例如,如分数除法计算转化成分数乘法计算;比的基本性质转化成分数的基本性质、商不变的性质。圆柱体的体积计算转化成长方体体积计算等等。教学中像这样运用转化的例子还有许多,它们都有共同的地方是:“把未知知识转化成已知知识”。所以教师在教学中可以引导学生将新旧知识联系起来,找出新旧知识的生长点、连接点,将陌生的、复杂的、抽象的知识转化为熟悉的、简单的旧知识。进而快速理解、掌握、领会、运用知识。例如在教学“比的应用”时,由于学生刚接触“比”的意义,初步认识“比”,对“比”的概念比较生疏,所以在利用“比”解决生活中的问题时还比较懵,没有清晰的思路。教学中,我结合最近火热的创文活动,先创设了“我为社区的创文加分”的学习情境,让学生们在亲身经历的创文活动情景中接受新知识。同时我把比和分数、除法知识联系起来,充分利用多媒体课件辅助教学作用,诱发学生的思维,引导学生有效的进行转化。
我先利用课件呈现问题:(如图)
首先让学生读题、析题。
其次,为让学生重点理解“1:3”的意义,我利用课件动画演示,化“静”为“动”,化“抽象”为“直观”, 诱发学生思考、观察、比较、联想一系列思维活动。
最后,同学们在小组合作讨论中得出以下两种做法:
1. 1+3=4,108÷4=27(名),27×1=27(名), 27×3=81(名)
2. 1+3=4,108×=27(名), 108×=81(名)
答:要派27名同学到公园参加劳动,派81名同学到社区广场参加劳动比较合适。
第一种方法:把比转化成份数,先求总份数,再用总数÷总份数=每份数,最后求出几份数;
第二种方法:把比转化成分数,把总数看作单位“1”。先求总份数,再想各部分占总数的几分之几,最后用总数×几分之几=各部分数量。学生通过思考、比较,发现这两种方法都是将以前学过的知识加以运用。整个思考过程,有效诱发学生思维,既使学生对转化思想有了进一步地认识,也增强他们运用这一思想方法进行解决实际问题的能力,教学效果事半功倍,学生们轻松地掌握了用“比”解决生活中的问题,同时又唤醒了学生对分数、除法的记忆,促使所学知识横成片,竖成线。
二、化曲为直,激活思维。
在小学数学中,运用“转化思想”学习几何图形的知识,又是重要的学习手段。学生学习了长方形和正方形的面积计算公式后,接着学习平行四边形、三角形、梯形面积,在学习过程中教师可以引导学生将未学过的图形转化为已经学过的图形,再通过引导点拨,推出这些新图形的面积计算公式。但对于“圆”这种曲线图形来说,让学生利用“转化思想”来思考,难度就大多了。所以在教学“圆面积”这一知识点时,我先让学生想一想自己都学过哪些图形,然后再回忆平行四边形、三角形、梯形的面积公式用什么样的方法推导得到的,学生回答后,我顺水推舟问“能不能也把圆也转化成一种我们学过的平面图形?”孩子们七嘴八舌、议论纷纷,有的说行,有的表示否定,还有的觉得可以试试。这时候我让学生分组实验,我在各小组中周旋,及时了解学生讨论的动态,只要碰到有点突破我就适时引导,最后有几个小组将圆转化为长方形(平行四边形)、三角形和梯形。(如下图)。初步感知“化曲为直”的思想。
接着,我再引导他们通过分析,找出相关数据。学生通过对比,找出解决问题最佳策略是:把计算圆的面积转化成计算长方形的面积。最后归纳得出圆的面积计算公式。这样的课堂学习方式,全方位地激活了学生的思维,同学们通过小组合作探究,在同伴的探讨中,老师的点拨中进行思考,思维不时地进行碰撞,冲突、调整。深化“化曲为直”思想,萌发创新思维。
三、化难为易,发散思维。
著名的数学家波利亚说过:“当原问题看来不可解时,你不要忘记人类的高明之处,就在于迂回绕过不能直接克服的障碍,就在于能想出某种适当的辅助问题。”在数学学习中,较复杂的问题往往可以利用转化变成较有规律的简单的问题来解决。小学生认识水平比较局限,他们对解决问题的思路的辨析、选择和推理可能会发生一些困难,如果适时地让他们自己在纸上涂一涂、画一画,可以拓展学生解决问题的思路,帮助他们找到解决问题的关键。因此笔者认为,画图(几何直观)应该是小学生掌握的一种基本的解决问题的策略。把解决问题的条件用画图表达出来很重要,主要是因为比较直观,通过画图能够把一些抽象的数学问题具体化,把一些复杂的问题简单化。直观在解决问题的过程中有预示解题过程、表达解题思路和预测解题结果的作用,在学习过程中要让学生经历把繁杂问题转化为简单问题的几何直观过程。常用的画图的方法有:直观图、示意图、线段图、树图、集合图等。
例如题目:爸爸要买一个打印机,小明要买一套小音箱。
单价如右图。商场促销活动,如果购买电器超过500元
以上的,超过部分打八折优惠。问:父子俩合着买比分开买可以省多少元?
课堂上学生出现了两种解题方法:
方法一:(800-500)×80%+500+200=940(元)
(800+200-500)×80%+500=900(元)
940-900=40(元)
方法二:200×(1-80%)=40(元)
当时很多学生不理解第二种解法,就是写出这种解法的学生进行解释,其他的学生也一时难于听懂,运用方法二的学生把线段图在平台上投影出来,我又适时地把第一种解法的线段图加在上面,学生通过两幅图的对比,茅塞顿开!真正省的其实就是那200元的20%,即是40元。这道题凸显了通过画线段图(几何直观)可以使抽象的数学问题形象化、直观化,有利于学生把握与理解数学问题的现象与本质,找出解法的突破口,产生顿悟,简捷获得解题思路。
另外,化“不规则”为“规则”也是一种很好的“化难为易”的转化方法。很多不规则图形通过转化,变成规则图形。例如,右边组合图形面积可以组织学生这样进行学习:1.使用电子白板中的学科工具,把组合图形进行切割或拼接,并说说自己是怎样计算的;2.分享算法,再比一比:哪些方法更简便?学生们经过思考,到大屏幕前展示了如下方法:
学生们只要轻触屏幕,就能对图形进行切割、旋转、变换、拼接,清晰地展现自己的解题思路。在和其他同学交流、探讨算法的过程中,进一步寻找最优方法,简化计算。
这样的教学,让学生在解决问题过程中,感受“转化思想”的无穷魅力,体会到数与形的完美结合、图形的变化万千的魔力,领悟到在数学世界学习中,只要稍微转动脑筋,再难的问题都能找出它解答的“机关”、开启的“钥匙”,增强了学好数学的自信心。师生、生生之间和谐互动,平等交流,学生也完成由“乐学”、“学好”到“会学”、“学会”的转变。
四、化繁为简,提升思维。
数学中有些问题比较复杂,直接解决起来比较繁琐,需要转化为简单的问题,才容易入手解决。如果在结构和数量关系相似的情况下,从简单的问题入手,找到解决问题的方法或建立模型,并进行适当验证,如果能够证明这种方法或模型是正确的,那么该问题就得到解决了。
如:用120米长的篱笆一面靠墙围一个长方形,怎样围长方形的面积最大?像这样的题目,数字比较大,不好理解分析,不少人乍一看认为围成一个正方形面积最大:126÷3=42(米),42×42=1764(平方米),其实错了。为了便于理解研究,我把数字改小一点,原题变为:用6米长的篱笆一面靠墙围一个长方形,怎样围长方形的面积最大?再用表格进行证明:(长边靠墙)
从表中分析,容易看出规律:当长边靠墙,长占篱笆总长的一半时,围成的长方形面积最大。而不是围成一个正方形,于是原问题得以解决:
围成的长:126÷2=63(米)
围成的宽:63÷2=31.5(米)
围成的面积:63×31.5=1984.5(平方米)
很多学生面对一些复杂的数学问题,可能知道怎么解答,可是只要想解答过程比较繁琐,就产生退缩的情绪,或在繁琐的解答过程中出现错误。在这种情况下,通常要把复杂的数学问题转化为简单的数学问题进行分析,找解决问题的方法或规律,再解决原问题,就容易多了。因此,学会化繁琐为简单的解题策略,对于提高解决繁难问题的能力是有很大的帮助的。
数学课堂上,特别是对于学有余力的孩子,我们更应该不断地深化这些学生“化繁为简”的数学思想,鼓励他们利用这种思想去科学合理地解决问题,努力让化简成为孩子自身的一种常态化行为、一种非常熟练的技能,锻炼他们快捷的思维方式,以便为以后解决较为繁琐的问题提供思维上、技术上的捷径。
再如:比较A和B的大小,如果A=,B=。要比较A和B的大小,按照一般比较的方法,将会十分困难。如果仔细观察,会发现他们分子与分母的差都是1,即比1少1个分数单位,可将它们转化为同分子分数大小的比较。A=1-,B=1-,减数是同分子分数,可直接进行比较。因为>,所以A<B(当然也可用求倒数的方法)。
通过这样的设计,学生不仅仅学会了含有相同规律性的问题,更学会了一类问题的解决方法,正如著名的数学家乔治·波利亚所云:“完善的思想方法犹如北极星,许多人通过它而找到了正确的道路。”这样教学,让学生主动参与,从自身知识基础与经验出发,打开脑门,利用转化,化繁为简,体会收获的快乐,体验到成功的喜悦,增强他们运用转化数学思想解决新问题的信心,最大化提升学生的思维,促进学生数学能力的发展。
总之,“转化思想”渗透在小学数学教学中处处存在,运用广泛,学生学习效益高,它能让学生在探索知识的发生、形成的过程中,潜移默化地领会学习方法,进而内化为自身一种学习能力,让学生在运用、思考中不断地积累、不断地感悟、不断地明析,直到最后的主动应用,这样才能学生学习数学的能力得到真正提高。