马路金
福建省宁化县第二实验小学
摘要:数学思想方法在数学学习中具有核心的地位。小学数学教学中注意数学思想方法的渗透,可以让数学思考与解题具有举重若轻的效果。这里选取数学思想方法中的化归、类比加以探讨,最后,探讨了需要注意的问题。本文对于本人今后做好数学思想方法教学渗透有一定的激励作用,同时,对于小学数学教师主要起到抛砖引玉作用,引起同行对数学思想方法的教学渗透的充分重视。
关键词: 小学数学;思想方法;化归;类比
在20世纪40年代,数学家波利亚首先提到了数学思维的重要性,开启了数学思维方法的研究之旅。而后,我国的徐立志教授于上世纪80年代在大学教学中开办了“数学方法论”这门课程。自此,数学思想方法这个词不断被诸多数学教育家和学者提及,数学思想方法的研究也随之不断地深入。当前,教育界热门话题——学科核心素养,对于数学学科来说,其实也是掌握数学思想方法所形成的综合素养。目前有很多学者已经做过与本课题相关的研究,但大都是就某一个方面或是某一个零散的分支进行研究。打开中国知网的相关文献,不难发现,研究数学思想方法的文章可谓汗牛充栋,说明目前大家已经形成共识,那就是数学思想方法在数学学习中具有核心的地位。大有得数学思想方法者得数学研究之精髓之势。由于数学思想方法是非常庞大的思想大厦,我们难以一窥其全貌,也不可能穷尽其所有的思想方法,因此,这里仅仅选取数学思想方法中的化归与类比加以论述。
一、化归思想方法
化归,即转化与归纳,也就是把复杂的数学问题转化为简单、容易的数学问题,或者把不熟悉的问题转化为熟悉的问题。如两人轮流往圆台铺设同样大小的圆形小瓷砖,谁最后铺设一块圆形小瓷砖恰好铺满圆台就算谁赢。猛一听,感觉这道题很难,无从下手。让我们化归为最简单的情形,就是圆台与圆形小瓷砖同样大小。这时,先铺设的一铺下去就赢了,根本没有后铺设的人的事。然而,圆台总是比圆形小瓷砖大很多,需要铺设的块数很多。进一步用化归思考,可以考虑先铺设的人占领最中央位置。由于圆台是轴对称图形,先铺设的人总可以根据后铺设的人铺设的位置,就在其对称位置铺设一块圆形小瓷砖。这样,也总能保证先铺设的也恰好就是最后一个铺满圆台的人,从而先铺设的总能赢。这里,解决问题的关键就是把问题化归为圆台与圆形小瓷砖一样大小。
1.在化归的使用中,我们往往采用以下几种策略:
⑴分解与组合
有时候给的题干从形式上看可能会非常复杂,这时候我们就需要将所给的题干分解成很多个小的、简单的版块,找到我们要解决问题的外延,然后每个击破,在将简单的版块组合起来,就可以得到想要的结果。所以在化归思想中巧妙的应用分解与组合,能有效的解决问题。
⑵特殊与一般
数学解题或者思考中常常采用特殊化的思考模式。如上例中把圆台看作和圆形小瓷砖一样大,就是特殊化的思考。特殊化即把数量关系、位置关系具体化,形象化,来获取某种启示,从而解决问题。一般化就是将所要讨论的问题放在一般情形下讨论,有些问题可能在特殊情况下是成立的,但是为了得到更普遍的规律,将其一般化,更有利于问题的解决。
⑶与数学其他思想方法相结合
如与方程思想、数形结合思想结合。
如高斯求和1+2+…+100=?我们可以引入方程思想,设其为x,则有1+2+…+100=x,另一方面,有100+99+…+1=x。这样对齐相加,就有100个101=2x,从而有x=100×101÷2=5050。
在一些数学问题中,有时还是不能很形象的知道所要解决的问题,这时候就需要与图形相结合,更直观的找到解决问题的实质。如解决应用题时,常常通过画线段图来寻找解题思路。
2.以下是一些示例,用于说明我们如何在实际应用中应用化归思想
⑴在数与代数中利用化归思想
在五年级下册中异分母分数加法和减法就应用了化归思想。例如,计算3/5+1/6。
分析:这道题的分母不同,我们需要转为同分母,那必须先求出分母5和分母6的最小公倍数是30,然后把这两个分数转化为分母为30的同分母分数,最后再加。即3/5 +1/6
=18/30 +5/30=23/30 。
⑵在空间与图形中利用化归思想
如平行四边形割补成为长方形,就有S平行四边形=S长方形=ah。
⑶在几何中利用化归思想
如,多边形问题转化为三角形问题。n边形的内角和,通过其一个顶点出发,n边形分割为(n-2)个三角形,从而n边形内角和为(n-2)×180°。
二、类比思想方法
类比,是人类创造发明、科学发现中普遍采用的思考方法。比如鲁班通过对茅草的观察而发明了锯子,人类通过对鸟在天空翱翔而发明了飞机,通过水里浮潜的鱼而发明了潜水艇,这一系列的发明都是类比思想在实际生活中的应用。类比思想方法利用的是事物某方面具有相似性的特点,从而猜测其在其他方面是否也具有相似性的思想方法。
由于类比思想是通过间接推理而得出结论,因此,其结论不一定正确。虽然其结论正确与否还需要进一步确证,但其能够为解题或者思考找到方向,因此,类比思想方法也是重要的发现新结论的一种解题策略。如判断大小:2021/2022与2020/2021。由于数据较大,学生难以判断。这时就可以引导学生类比发现4/5>3/4>2/3>1/2,从而确信2021/2022>2020/2021。因此,借助类比思想方法,可以将未知转化为已知,不熟悉的转化为熟悉,从中得到启发,达到举一反三,闻一知十的效果。在小学教学中,我们可利用加法交换律:a+b=b+a类比出乘法交换律:a×b=b×a;学习小数的算法就可类比整数的算法;求平行四边形面积可类比长方形面积公式等等。
三、应用数学思想方法应注意的问题
1.运用化归思想时,一定要透过表面看到本质的东西,有的题干所给的形式极其复杂,但通过化简归纳都可以得到熟悉的形式,从而利用已有的知识解决看似复杂的题型。
2.化归思想归根结底是化为常见的形式来解决问题,所以就要求在解题的过程中不断积累一些常见题型,或者是“死记硬背”一些题型的解题方法。
3.类比思想是通过观察比较两个事物,进行猜测推理而得到的结论,所以在使用时,应尽量选取两个相似点较多的事物进行比较,当然相似点越多越好,这样得到的结论的准确性相应的也会越高。
4.类比思想需要透过表面看本质,有时可能给的形式过于复杂,一时难以发现类比点,但是可以通过观察变形,找到最本质的东西,从而找到类比的点。
5.类比思想需要与其他数学思想相结合使用,所以也要熟练掌握其他常见的数学思想方法。
本文主要是通过个人查找文献和个人的一些教学经验,而做的浅显的分析。主要是从两种常见的和最基本的思想方法入手,来谈谈如何在小学数学教学中渗透数学思想方法。当然还可以将小学数学知识分为两大版块,即代数和几何两方面进行研究。本文有达到预期的研究目的,但是不足之处是,在分析类比思想时,过多的将类比思想与数形结合思想联系在一起,不免让读者容易混淆,而且文章过于理论化,没有将其与实际教学联系起来,不知道具体实施起来会不会遇到困难,这都是应该考虑的问题。
参考文献:
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