數(shù)形結合在小學空間與幾何教學中的應用

林瑩

空間與幾何是小學數(shù)學教學中的重要內容之一，對學生今后有著十分深遠的影響。小學生以直觀思維為主，教師引入數(shù)形結合的方式，形象地呈現(xiàn)數(shù)理概念與算理，便于學生輕松認知、準確理解、提高數(shù)學學習效率。教師要結合教學內容與學生學習規(guī)律，制訂科學合理的教學計劃，在恰當時機引出數(shù)形結合思想，幫助學生理解與掌握，也促使學生深入探究與獨立思考數(shù)學問題，這樣學生才能將數(shù)學知識用于解決實際問題中，不僅順利達成了學習目標，自身思維能力與學科素養(yǎng)也將獲得提升。此外，數(shù)形結合是最重要、最原始和最古老的一種數(shù)學思想，它將“數(shù)”與“形”作為基本研究對象，認為“數(shù)”與“形”之間是存在聯(lián)系的，彼此之間可以相互轉換。在小學數(shù)學教學中，為了提高教學成效，提升學生的數(shù)學思維，增強學生的數(shù)學知識學習能力，教師應當將數(shù)形結合思想的應用和滲透作為一項關鍵課題，加強研究、探討與實踐，既要認識到將數(shù)形結合思想應用于小學空間與幾何教學的必要性，更要針對性地優(yōu)化、改進教學策略，切實發(fā)揮出數(shù)形結合思想在教學中的作用、價值。

一、“數(shù)形結合”思想在小學數(shù)學課堂中的作用

（一）有利于啟發(fā)學生想象力

小學生思考問題的方式非常簡潔，尤其是在面對計算題時思考并不多，容易陷入思維誤區(qū)，導致無法得出正確的答案。為了讓學生輕松理解數(shù)學難題，教師可以引用數(shù)形結合的方法，通過數(shù)與形的相互轉化，啟發(fā)學生的想象力，這樣面對的困難也將迎刃而解。

（二）幫助學生正確理解公式

在小學數(shù)學教材中包含了很多定理公式，學生剛接觸這些內容時往往摸不著頭腦，不知如何下手，學習只能依賴死記硬背，對數(shù)學知識原理了解不多。這樣學生不僅學習效率不高，也容易產生煩躁感和乏味感。而采取數(shù)形結合的方式，可以讓數(shù)學公式定義的記憶更加簡單，從原理上進行理解。

（三）降低數(shù)學知識學習難度

在接觸數(shù)學這門科目后，由于很多內容比較復雜抽象，學生理解起來非常困難，也很難在頭腦中留下深刻記憶，在遇到有一定難度的數(shù)學問題后，學生在知識結構的限制下，很難找到正確的解答方法。數(shù)學學習要求學生思維上始終處于活躍的狀態(tài)，而數(shù)形結合思想的滲透，讓學生在理解問題時更有條理，以圖形的方式表達數(shù)學語言，將有利于學生理解與學習，也能在數(shù)學學習中感受到樂趣。從實際的教學經驗總結來看，小學數(shù)學教學存在的一個最大的難題和阻礙，是數(shù)學教學知識內容的抽象性較高，傾向于形象思維、直觀思維的小學生在學習數(shù)學時難度較高，這嚴重降低了學生對數(shù)學學習的興趣和動力，打消了學生學習數(shù)學的積極性。而作為一種最重要的數(shù)學思想，數(shù)形結合同時將“數(shù)”與“形”看作研究對象，且認為二者之間可以相互轉換，因此將這種數(shù)學思想應用到小學數(shù)學教學中，可以通過“形”降低“數(shù)”的抽象性，讓教學過程對學生來說更加直觀、具體和形象，從而使學生能更輕松地吸收數(shù)學知識。

（四）培養(yǎng)學生良好的數(shù)學思維

數(shù)形結合思想本身就是數(shù)學思維中的一種，通過在小學數(shù)學教學中有效應用和滲透數(shù)形結合思想，可以讓學生熟悉和掌握這種思想，拓展學生的數(shù)學思維，使學生能基于數(shù)形結合思想解決現(xiàn)實問題。

（五）增強思維靈活性，促解題能力提高

數(shù)形結合思想可讓學生解題思維能力提高，具體表現(xiàn)為：第一，數(shù)形結合思想可讓學生解題思維獨創(chuàng)性得到培養(yǎng)，減少煩瑣運算，實現(xiàn)解題速度的提升;第二，數(shù)形結合思想可讓學生解題思維準確性得到培養(yǎng)，經“形”的直觀性讓“數(shù)”的準確性提升;第三，數(shù)形結合思想可讓學生解題思維的廣闊性得到培養(yǎng)，結合圖形結構與數(shù)量特征，達到數(shù)和形的彼此轉化，實現(xiàn)更多解題路徑的探究;第四，數(shù)形結合思想可讓解題思維靈活性得到培養(yǎng)，確保學生從多視角進行問題分析，將思維定式打破，讓數(shù)學解題更具靈活性。

（六）能增強學生數(shù)學學習興趣，培養(yǎng)學生形象思維能力

小學數(shù)學課堂教學中根據(jù)知識學習需求靈活地進行數(shù)形結合理念滲透與應用，可確保學生的知識學習興趣得到最大程度的激發(fā)，培養(yǎng)他們的形象思維能力。小學數(shù)學內容較抽象，且具有“符號化”“形式化”的特征，增加了學生的數(shù)學知識學習難度。部分基礎知識學生還能理解，但一些較抽象的東西因長時間找不到解題突破口，學生極易產生厭倦心理。實踐研究表明，數(shù)形結合思想能將抽象的數(shù)學問題簡單化、形象化，學生更易理解。在課堂上，對抽象的數(shù)學知識，教師鼓勵學生通過數(shù)形結合的方式進行數(shù)學模型建構，學生就需要不斷分析給出的數(shù)學信息，并對數(shù)學知識進行完整、深入的理解，學生將在“數(shù)”與“形”的轉化過程中不斷學習更多新知識。

二、數(shù)形結合在小學空間與幾何教學中的應用策略

（一）以數(shù)想形，在對比中抽象本真

學生從對事物的直接感知到表象，最后到形成概念的整個過程，以數(shù)想形，能充分抓住中間環(huán)節(jié)，引導學生主動思考、大膽想象，可以更加深刻地掌握相關知識點，也能讓學生在不斷對比的過程中掌握圖形本質，形成空間觀念，同時也能提升學生的邏輯思維能力。

例如，在教學“不同形狀的三角形只要等底等高，它的面積就相等”時，該章節(jié)最主要的知識點就是不同形狀的三角形，只要等底等高，其面積就一定相同。因此教師就可以為學生呈現(xiàn)算式4×3-2，讓學生自行畫出對應圖形，然后再把不同形狀的三角形匯合組成平行圖形，如此一來，學生就能通過觀察了解到“只要三角形等底等高，面積就相同”的基本原理。以數(shù)想形的教學方法，能讓學生在不斷想象的過程中形成良好的空間觀念，能在不斷對比的過程中掌握更多知識原理，獲得更加準確的相關結論，訓練學生掌握圖形知識的本領。

（二）以數(shù)化形，發(fā)展數(shù)學思維能力

數(shù)學是研究空間與數(shù)量關系的學科，兩者之間聯(lián)系密切，又能相互轉化。小學數(shù)學教師在開展教學活動的過程中，應該引入數(shù)形結合的思想，為學生抽象思維能力發(fā)展打牢基礎。學生在教師的幫助下可以順利解決數(shù)學難題，也能真正弄懂數(shù)學計算原理，自身數(shù)學素養(yǎng)將實現(xiàn)大幅提升，也為之后的數(shù)學課程學習創(chuàng)造了有利條件。

例如，在課堂上教師要求學生利用12個1分米的立方體，自己組合構建長方體，并思考怎樣組合才能讓長方體表面積最小。學生面對這個問題都能積極思考與分析，得出了多種組合方式，根據(jù)長方體重疊面的多少，可以計算出最終長方體的表面積。接下來，教師在學生掌握這些知識的基礎上，對問題進行深度延伸，向學生提問：“長方體的表面積與長、寬、高有著怎樣的關系？”因為學生觀察到的長方體是單個的，長、寬、高則用具體數(shù)值表示，就很難理解他們的關系。此時，教師可以引入數(shù)形結合的方法，將不同長方體組合通過線段畫出來，并標明長、寬、高的具體數(shù)值，從而讓問題變得簡單，學生也能在得出答案的同時，實現(xiàn)數(shù)學思維能力的發(fā)展。

（三）以數(shù)釋形，在明理中構建概念

空間與幾何作為數(shù)學教材中的重要內容，教師要通過對該領域的教學，讓學生掌握數(shù)學基礎知識與技能，是發(fā)展數(shù)學思想的有效途徑。圖形具備直觀性與形象性，也是教師開展教學的核心輔助手段，新課改中也明確規(guī)定了“幾何直觀”是小學數(shù)學教學中最核心的關鍵詞，可有效培養(yǎng)學生的數(shù)學思想，使其積累活動經驗。但是如果在教學時，教師只憑借圖形解釋某些數(shù)學規(guī)律或數(shù)學概念，無法獲得良好效果，還要積極借助“數(shù)”這一概念進行詮釋，才能更好地發(fā)揮實際價值。

例如，在教學“比例的意義”時，教師就可為學生提前準備不同大小的長方形國旗，然后向學生提出以下問題：“同學們，你們知道為什么這幾面國旗的大小不同，但是形狀卻不完全一樣嗎？”學生就能在問題情境的引導下，主動找到不同圖形長與寬的比例，主動發(fā)現(xiàn)這些圖形的長與寬比例相同。如此一來，學生也能在直觀的圖形欣賞過程中，了解大小不同，形狀相同的基本原理。此后教師就可以引導學生換位思考，引導學生思考長與長、寬與寬或者寬與長的比例是否相等。這種大小不同、形狀相同的原理，是否只適合運用在長方形中，是否其他圖形也能應用該原理。學生能通過觀察三角形、平行四邊形等圖形的比例掌握該原理。這種豐富的教學材料，能讓學生了解整個知識的形成過程，豐富知識儲備的同時，還能形成更加深刻的數(shù)學思想，豐富活動經驗，為后續(xù)學習打下堅實基礎。

（四）以數(shù)激趣，在明理中培養(yǎng)數(shù)感

小學數(shù)學新課程標準明確要求，要培養(yǎng)學生良好的數(shù)感。所謂的“數(shù)感”，《新課程標準》將其解釋為數(shù)與數(shù)量、數(shù)量關系運算結果估計等方面的感悟。從更接近現(xiàn)實課堂教學的角度來看，數(shù)感可以被更加貼切地總結為學生對數(shù)的情感態(tài)度，以及對數(shù)、數(shù)量、數(shù)量關系、數(shù)運算結果乃至空間等的一種直覺能力和感悟，主動、自覺地運用數(shù)學知識解決問題的思維。數(shù)感的培養(yǎng)，是小學生數(shù)學學習的基礎，因此從小學階段一開始，教師就需要致力于對學生數(shù)感的培養(yǎng)。不過實踐中，單純的“數(shù)”會讓學生感覺到相當抽象，不利于其真正形成相應的認知和感悟，為此教師可以借助數(shù)形結合激發(fā)學生學習興趣，并有效培養(yǎng)學生良好的數(shù)感。

如在識數(shù)和加減法的教學中，教師可以根據(jù)學生的認知規(guī)律、身心特點，用積木、玩偶等“形”來代表“數(shù)”，這樣一是可以吸引學生的注意力，二是能讓學生更加直觀和準確地認識到數(shù)與數(shù)量之間的關系，更加快速、準確地完成數(shù)學加減法計算。除此之外，教師還可以將一些生活中的事物搬進課堂，如手機的鍵盤、日歷、門牌號、書本的頁碼等，通過這些生活中的事物，幫助學生認識到“數(shù)”在生活中的普遍性存在和重要作用，認識到數(shù)與各種事物之間存在的邏輯關系，從而培養(yǎng)學生良好的數(shù)感，為其后期數(shù)學學習奠定基礎。

（五）以數(shù)指導，在實踐中學會活用

在學生具有一定的數(shù)學知識積累之后，教師便需要讓學生自己學會通過數(shù)形結合思想解決現(xiàn)實問題，為此教師需要基于數(shù)形結合思想，指導學生開展數(shù)學綜合實踐活動。

如在學生學習了多邊形的面積計算方法之后，教師便可以指導學生以小組為單位，進行教室、走廊的面積測量和計算，同時配合其他的數(shù)學問題，比如要專修教室、走廊，需要多少瓷磚、乳膠漆等，以此使學生真正參與到數(shù)形測量、數(shù)形計算中，解決實際問題，形成良好的數(shù)學思維?；蚴窃诮y(tǒng)計教學中，指導學生對同學身高、興趣愛好等進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)結果，繪制相應的統(tǒng)計圖，使學生進一步掌握“數(shù)”與“形”的轉換能力，并認識到其作用，通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)、統(tǒng)計圖分析獲得有價值、有意義的信息。又如，對數(shù)感概念與意義的理解，大部分方式均是立足基礎層面，教師應為學生構建數(shù)學學習信息庫，幫助學生更好地形成數(shù)感。新課改不斷深入背景下，小學數(shù)學教師要密切結合學生的生活實際和數(shù)學知識，讓學生在生活中有效運用所掌握的數(shù)學知識，促使學生數(shù)感思維加強，提升學生數(shù)感，為學生綜合發(fā)展奠定堅實基礎。以“長方形和正方形”相關知識教學為例，教師在教學過程中，為了提高學生對周長概念的掌握能力，可以讓其借助“摸”周長的方式，對周長的意義與概念有所感悟，之后教師再拿出釘子板，在釘子板中將各種各樣的正方形與長方形拼成，讓學生在直觀觀察中把圍成圖形的周長指出來。之后，教師再讓學生將課本中“求周長”的問題有效解決，給予學生引導，讓其自主學習，使其獨立探究能力得到培養(yǎng)，增強知識的形象性和直觀性，有效提高學生的數(shù)學理解能力和數(shù)感意識。借助此教學方式，可以有效增強學生的數(shù)感能力，順利攻破數(shù)學教學重難點。

三、結語

綜上所述，將數(shù)形結合思想融入小學空間與幾何教學中，能幫助學生輕松理解空間與幾何的問題，讓學生逐步建立空間概念，對空間與幾何的意義有深入理解。學生采取數(shù)形結合的方式解決空間與幾何問題，不僅能充分展現(xiàn)知識構建過程，也有利于學生借助表象發(fā)展空間觀念。因此，教師要不斷創(chuàng)新數(shù)學教學模式，發(fā)揮出數(shù)形結合的作用，讓學生加深對空間與幾何公式、概念等的理解，提高數(shù)學學習能力與水平;應當合理地引入、應用好數(shù)形結合思想，圍繞其改進、優(yōu)化教學策略，發(fā)揮出其優(yōu)勢，以提高教學效率和質量，促進學生對幾何知識的理解和掌握，培養(yǎng)學生良好的數(shù)學思維，使學生得到更好的學習、成長與發(fā)展。

（吳淑媛）