數學思想方法是人們對數學知識和本質規律的認識,是分析、處理與解決數學問題的根本途徑。它不像數學概念、法則、公式、性質等知識都明顯地寫在教材中,而是隱藏于教材之外的無“形”的知識系統,對學生數學學習和終身發展起著至關重要的作用。所以,在數學教學中,教師要深入挖掘文本中的數學思想方法,適時對學生進行有效的滲透。
1.對應思想。
利用數量間的對應關系來思考數學問題,就是對應思想。集合、函數、坐標等問題都以這一思想為基礎。尋找數量之間的對應關系,也是解答應用題的一種重要的思維方式。
在低、中年級整數應用題訓練時,教師就應該讓學生明白數量之間存在著一一對應的關系。例如:水果店上午賣出橘子6筐,下午又賣出同樣的橘子8筐,比上午多賣100元,每筐橘子多少元?這里存在著錢數和筐數的對應關系,學生如果能看出下午比上午多賣的100元對應的筐數是(8-6)筐,此題就迎刃而解了,即100÷(8-6)=50(元)。
此外,在教學歸一問題、相遇問題時,都要讓學生找到題中數量之間的對應關系。到了高年級學習分數乘除法應用題時,則要找到具體數量和分率之間的對應關系。分數應用題雖然千變萬化,但萬變不離其宗,找到了對應關系,也就找到了解題的關鍵。
2.變中抓不變思想。
一個數量的變化,往往會引起另一個數量的變化,但在諸多變化的條件中,常常會有一些不變的數量。因此,在解決問題時,我們可以抓住這些不變量,尋找解決問題的突破口,這就是“變中抓不變思想”。
例2 學校合唱隊有學生40人,其中女學生占合唱隊總人數的。后來又調來若干名女學生,這時女學生占合唱隊總人數的。問后來調入多少名女學生?
題中的兩個分率雖然都是以合唱隊的總人數作為單位“1”,但由于女學生的人數發生了變化,所以合唱隊的總人數也跟著發生了變化,可其中男學生的人數卻始終不變。如果我們能抓住這個不變的數量,把男學生的人數求出再如:要將含鹽率10%的鹽水200克變成含鹽率是20%的鹽水,你有辦法嗎?本題有兩種解答思路:一是讓水不變,看需加鹽多少克,列式為200×(1-10%)÷(1-20%)-200=25(克);二是讓鹽不變,看需蒸發掉多少水,列式為200-200×10%÷20%=100(克)。
3.轉化思想。
轉化就是在研究和解決有關數學問題時,采用某種手段將一個問題轉化成為另外一個問題來解決。一般是將復雜的問題轉化為簡單的問題,將難解問題轉化為容易求解的問題,將未解決的問題轉化為已解決的問題。例如,在平行四邊形、三角形、梯形、圓形等面積計算公式的推導中,全都運用了轉化的思想,即把一個沒有學過的圖形,通過割補、剪拼等方法,轉化成一個已經學過的圖形來求面積。小學階段,還有相遇問題和工程問題的轉化、單位“1”的轉化、分數應用題與比例應用題的轉化、解決問題中一些已知條件的轉化等等。
4.假設思想。
假設法是根據題目中的已知條件或結論作出某種假設,然后根據假設進行推算,對數量上出現的矛盾進行適當調整,從而找到正確答案的方法。“假設法”是一種常用的思維方法和解題方法。
例如:在正方形中畫一個最大的圓,圓的面積是正方形面積的()%。類似這樣的題目,就可以把正方形的邊長假設為一個數,因為圓的直徑與正方形的邊長相等,所以可分別求出正方形和圓的面積,再求出它們之間的百分比。
此外,還有雞兔同籠之類的題目,一般也是用假設法來解答比較簡便。
5.數形結合思想。
數形結合思想是充分利用“形”,把一定的數量關系形象地表示出來。即通過作一些如線段圖、樹形圖、長方形面積圖、集合圖等,來幫助學生正確理解數量關系,使問題的內容具體化、形象化。
例4 兩根同樣長的電線,第一根截去10米,第二根截去16米,余下的部分第一根是第二根的3倍,原來每根電線各多少米?
根據題意可作出下圖:
從圖中可以清楚地看到:第二根比第一根多剪了16-10=6(米),這個6米正好是第二根剪剩部分的2倍,從而可以求出第二根剪剩部分的米數是6÷2=3(米)。因此,原來電線的長度為16+3=19(米)。
另外,在解答一些比較復雜的分數應用題時,也常常利用線段圖來表示題中的數量關系,從而找到題中的對應關系來解決問題。
6.方程思想。
在已知數與未知數之間建立一個等式,把生活語言“翻譯”成代數語言的過程就是方程思想。用字母x表示數后,要求的未知數和已知數處于平等的地位,數量關系就更加明顯,因而更容易思考與找到解題方法。因此,在小學高年級數學教學中,要提倡學生用方程來解決問題。例如稍復雜的分數與百分數應用題、行程問題、還原問題等,都可以用方程來解答。
在數學王國里,數學思想方法不計其數,每一種數學思想方法都是人類智慧的結晶。因此,在小學階段,教師應根據學生的年齡特點和認知規律,有選擇地滲透一些數學思想方法。在這個過程中,教師不能操之過急,徒勞增加學生的認知難度。在利用數學思想方法解決問題時,教師要盡量讓學生知道是用什么思想方法。因為在認知心理學中,思想方法屬于元認知范疇,它對認知活動起著監控、調節作用,對培養學生的學習能力起著決定性的作用。
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