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掌握好方法 數形結合學數學

來源:大連奧數網整理 2011-08-01 17:52:34

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  在我們周圍有一些害怕學數學的孩子,究其根本原因,是沒有掌握基本的數學學習方法,不知道從哪里開始思考,在被打擊n次后,變得消極、反應遲鈍、焦慮,有的甚至就此放棄。我一直在尋找幫助孩子們擺脫這種困境的方法,結果發現數形結合的思想是根除這種“無助”感的非常有用的思維方式之一。如果每一節數學課中,教師都能想辦法讓孩子們體驗到數形結合的思想,由數及形、因形尋數,找到攀登的腳手架,數學在他們的眼中也會隨之變得簡潔而豐富。

  數形結合作為一種思想

  數形結合主要是指數與形之間的一一對應關系,其實質就是將抽象的數學語言與直觀的圖形結合起來,將抽象思維和形象思維結合起來,通過對圖形的處理,發揮直觀對抽象的支柱作用,實現抽象概念與具體形象、表象的聯系和轉化,化難為易,化抽象為直觀。因此,數形結合不僅僅是一種簡單的關系,更是一種數學思想(方法)。

  數與形是數學中最古老、最基本的兩個研究對象,它們之間存在著對立統一的辯證關系,一方面各自獨立存在于自己的領域,另一方面兩者又完美地結合在一起,在宇宙空間釋放著關于空間形式與數量關系的無窮無盡的能量。從古到今,很多人曾經對數與形的關系做過生動的描繪:從《九章算術》里的“析理以辭,解體用圖”到華羅庚“數形本是相倚依,怎能分作兩邊飛;數缺形時少直覺,形少數時難入微;數形結合百般好,隔離分家萬事休;幾何代數統一體,永遠聯系莫分離”的詩句;從古希臘數學家畢達哥拉斯的數陣圖、畢達哥拉斯定理(勾股定理)到美國數學家斯蒂恩提出的“如果一個特定的問題可以被轉化為一個圖形,那么思想就整體地把握了問題,并且創造性思索問題的解法”,等等,所有這些都向我們深刻地描繪了數形之間那種美妙的契合關系。

  小學階段的數學學習中數形結合的思想具有得天獨厚的優勢。第一,從小學數學教材的編寫來看,有關數形的內容沒有被人為割裂,而是交替呈現,螺旋上升,為滲透數形結合的思想提供了可能;第二,小學是學生系統地學習數學的初級階段,他們頭腦中關于數與形沒有明顯的分隔符,是建構數形結合思想的極佳時期,為今后的數學學習乃至良好思維方式的形成奠定了基礎;第三,小學生的身心特點決定了他們的學習特點,在以形象思維為主漸漸向抽象思維的過渡中,數形的結合正是順利完成這個過渡的最好的媒介,借助形的形象來理解數的抽象,利用數的抽象來提升形的內在邏輯,這也正是數學學習的本質。

  在課堂教學中,教師運用數形結合思想的領域常見于數概念、數的計算及數量(關系)的問題解決中。通常情況下以代數為出發點,通過各種形式揭示隱含在它內部的幾何背景,啟發學生的思維,找到解題的途徑。但是,這并不是數形結合思想的全貌,在解決幾何問題時同樣要用到數形結合,即以幾何為出發點,將直觀的圖形與抽象的數學語言結合起來,將形象思維和抽象思維結合起來,實現具體形象、表象與抽象概念的聯系和轉化,化直觀為抽象,通過數量關系的研究來解決問題。可以想象,當學生的思維能夠自覺并且自由地穿梭在數與形之間,那是一個多么美妙的教與學的境界。

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