中圖分類號:G623.5 文獻標識碼:A 文章編號:1673-8918(2025)11-0073-04
數(shù)學是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的科學,數(shù)與形作為數(shù)學的兩個基本要素,相互滲透、密不可分,數(shù)形結(jié)合思想強調(diào)從數(shù)量與幾何形式的結(jié)合中認識事物,探索數(shù)與形的內(nèi)在聯(lián)系,對發(fā)展學生的數(shù)學抽象思維,提高學生分析問題和解決問題的能力都具有重要意義?!读x務(wù)教育數(shù)學課程標準(2022年版)》明確指出,要重視從數(shù)學的觀點去認識周圍世界,體驗數(shù)學的多種思考方式。小學生處于數(shù)學直觀思維向抽象邏輯思維過渡的關(guān)鍵時期,教學中滲透數(shù)形結(jié)合思想,引導學生在具體情境中探索數(shù)量關(guān)系,感受幾何直觀,能幫助其建立數(shù)形觀念,培養(yǎng)數(shù)學思維品質(zhì),提高運用數(shù)學的實踐能力。因此,如何在小學數(shù)學教學中有效滲透數(shù)形結(jié)合思想,引導學生在數(shù)形互動中學習數(shù)學,已成為廣大數(shù)學教師關(guān)注的重要課題。
一、數(shù)形結(jié)合思想在小學數(shù)學教學中滲透的重要意義
(一)幫助學生建立數(shù)形觀念
數(shù)形結(jié)合思想強調(diào)從空間與數(shù)量的結(jié)合中認識事物,數(shù)與形相互依存、相互轉(zhuǎn)化,在教學中滲透這一思想,能幫助學生在操作和感知中建立數(shù)形觀念。一方面,學生通過大量的實踐操作和動手實驗,在具體的直觀表象中感知事物的數(shù)量特征,如通過排排坐游戲探索數(shù)的序列規(guī)律、用正方形瓷磚鋪地板感知面積的概念等。另一方面,教師引導學生從具體情境和現(xiàn)實問題出發(fā),將數(shù)量關(guān)系與圖形對應(yīng)起來,循序漸進地理解抽象的數(shù)學概念,如通過折紙游戲理解分數(shù)大小的比較、觀察生活中的對稱圖形感知軸對稱的特征等,學生在數(shù)形的互動探索中,能逐步建立起數(shù)與形的內(nèi)在聯(lián)系,領(lǐng)悟抽象數(shù)學概念的本質(zhì)內(nèi)涵,奠定后續(xù)學習的基礎(chǔ)。
(二)培養(yǎng)學生的空間想象力
空間想象力是數(shù)學素養(yǎng)的重要組成部分,在數(shù)學教學中滲透數(shù)形結(jié)合思想,能充分發(fā)揮幾何直觀的優(yōu)勢,有助于提升學生的空間想象力。教師可以引導學生動手操作模型,觀察并分析圖形的構(gòu)成要素、結(jié)構(gòu)特征,在頭腦中形成清晰的視覺映像,并能在腦海中自由變換圖形的位置和角度,想象其展開或拼合后的效果。例如,引導學生先觀察正方體模型,再讓學生閉上眼睛想象其各個面的位置關(guān)系,并嘗試在腦海中旋轉(zhuǎn)模型,想象從不同角度看到的圖形特征。這個過程有助于學生在頭腦中建立起準確、豐富的空間表象,通過想象力與數(shù)學邏輯的互動,學生能更好地把握幾何圖形的內(nèi)在本質(zhì),提升空間思維能力,而扎實的空間想象力,又能反過來幫助學生更好地理解數(shù)學抽象,用形象思維方式分析數(shù)量關(guān)系,二者相輔相成、相互促進。
(三)發(fā)展學生的邏輯推理能力
數(shù)學是嚴謹?shù)目茖W,講究邏輯推理,數(shù)形結(jié)合思想為培養(yǎng)學生的邏輯推理能力提供了良好的學習情境。教師在教學中可以設(shè)置數(shù)形探究任務(wù),引導學生在動手實踐中分析、比較、歸納、概括,感悟幾何圖形中蘊藏的數(shù)量關(guān)系,循序漸進地掌握數(shù)學研究的基本思路和方法。例如,在學習平移和旋轉(zhuǎn)后,引導學生操作圖形、觀察變化,分析平移前后圖形的位置、方向、形狀等要素的異同,總結(jié)出平移的基本特征。學生在探索過程中體會數(shù)學研究的一般步驟,學會從特殊到一般的歸納推理,以及從一般到特殊的演繹推理,這些都是邏輯思維能力提升的基礎(chǔ)。
(四)提高學生運用數(shù)學知識解決問題的能力
數(shù)學知識源于生活,更要服務(wù)于生活,在教學中滲透數(shù)形結(jié)合思想,引導學生將數(shù)學知識遷移運用到日常生活情境中,能有效提高其分析和解決實際問題的能力。一方面,教師要創(chuàng)設(shè)貼近學生生活的問題情境,引導學生運用數(shù)形知識分析問題、解決問題。如在學習確定位置時,引入“指路”的生活情境,讓學生運用平面圖形的特征準確描述物體的位置關(guān)系。類似的例子還有很多,如用數(shù)軸表示物體的運動軌跡、用統(tǒng)計圖分析生活中的數(shù)據(jù)信息等,學生在分析和解決問題的過程中,能深刻體會數(shù)學知識的實際應(yīng)用價值,學會從數(shù)學的視角分析生活,提高數(shù)學應(yīng)用意識。另一方面,教師要鼓勵學生舉一反三,學會從生活中主動發(fā)現(xiàn)和提煉數(shù)學問題,運用數(shù)形知識開展探究。如讓學生觀察生活中的對稱現(xiàn)象,提出問題并嘗試分析解決,學生帶著問題開展數(shù)學實踐,能真切感悟數(shù)學就在身邊,體驗用數(shù)學眼光重新審視世界的樂趣,從而更加主動地學習和運用數(shù)學知識,在生活實踐的基礎(chǔ)上,學生運用數(shù)學抽象推廣、用數(shù)學語言表達分析的能力也會得到發(fā)展,為后續(xù)學習奠定了良好基礎(chǔ)。
二、小學數(shù)學教學中數(shù)形結(jié)合思想滲透存在的問題
(一)重數(shù)輕形,忽視圖形直觀
受應(yīng)試教育思想影響,一些教師片面追求學生的計算技能和解題速度,在教學中過度強調(diào)數(shù)的運算和練習,而忽視幾何圖形教學的重要性。課堂上,教師往往花大量時間講授數(shù)的概念、計算方法和應(yīng)用題技巧,對與圖形、幾何相關(guān)的內(nèi)容則一筆帶過,缺乏引導學生動手操作、觀察分析的環(huán)節(jié),學生缺乏從視覺直觀中感知數(shù)字的機會,難以建立起完整的數(shù)形概念,更談不上利用圖形特征分析問題、解決問題了。即使教學中涉及圖形內(nèi)容,一些教師也只局限于圖形的名稱、構(gòu)成要素等表面知識,很少引導學生探究圖形的數(shù)量關(guān)系。如學習統(tǒng)計與概率內(nèi)容時,一些教師只讓學生機械地畫統(tǒng)計圖,填涂格子,卻很少引導學生分析統(tǒng)計圖所揭示的數(shù)量分布規(guī)律。教學中重數(shù)輕形、缺乏數(shù)形融合的探究實踐,割裂了學生的數(shù)學知識,不利于培養(yǎng)學生的數(shù)學思維能力。
(二)重形輕數(shù),忽視數(shù)量分析
與“重數(shù)輕形”相對的另一個極端,是一些教師在教學中只注重幾何圖形的感性認知,卻缺乏引導學生分析其內(nèi)在數(shù)量關(guān)系的環(huán)節(jié),這些教師在教學圖形內(nèi)容時,通常會讓學生觀察操作圖形,體驗圖形的直觀特征,如顏色、大小、形狀等,卻忽視了探究圖形內(nèi)部蘊藏的數(shù)學原理。如在學習軸對稱圖形時,教師只引導學生通過對折、剪拼等方式感受對稱美,卻沒有進一步引導學生分析對稱軸兩側(cè)圖形的數(shù)量關(guān)系,理解軸對稱的數(shù)學本質(zhì)。又如在圖形的放大與縮小教學中,有的教師過于強調(diào)操作過程和結(jié)果,卻忽視引導學生分析圖形各部分數(shù)量關(guān)系的變化規(guī)律,表面上的操作實踐,如果脫離了數(shù)量分析,就失去了幾何直觀的意義,學生只停留在感性認知層面,無法建立起圖形與數(shù)量的內(nèi)在聯(lián)系,更無法領(lǐng)會到數(shù)學的抽象之美。
(三)數(shù)形割裂,忽視兩者聯(lián)系
一些教師在教學中將數(shù)與形割裂開來,忽視了兩者的內(nèi)在聯(lián)系,在講授數(shù)的概念和運算時,習慣于直接灌輸概念和公式,很少借助幾何圖形培養(yǎng)學生的形象思維。學生在枯燥的數(shù)字堆砌中學習數(shù)的概念,無法直觀地感知數(shù)量關(guān)系。如學習分數(shù)大小的比較,如果借助圖形表示出分數(shù)的部分整體關(guān)系,學生就更容易理解“分母相同,分子大的分數(shù)大”的道理,但在實際教學中,教師往往直接告訴學生比較方法,缺乏利用圖形直觀的做法。另外,在教學圖形與幾何時,一些教師只關(guān)注圖形的直觀特征,卻忽略了引導學生從圖形中抽象出內(nèi)在的數(shù)量關(guān)系。如在學習長方形的面積時,教師常用“長乘寬”的計算公式讓學生死記硬背,卻沒有引導學生從長方形的圖形特征中去感悟面積公式的形成過程。由于忽視數(shù)與形的內(nèi)在聯(lián)系,學生學到的只是支離破碎的數(shù)學事實,無法形成完整的數(shù)學知識體系,更難以領(lǐng)會其中的數(shù)學思想。
(四)滲透不夠,缺乏綜合運用
一些教師對數(shù)形結(jié)合的內(nèi)涵缺乏全面認識,在教學中滲透不夠,對學生缺乏引導和訓練。一方面,數(shù)形結(jié)合的內(nèi)容涉及面不廣,僅在個別教學內(nèi)容中有所涉及,如統(tǒng)計與概率、圖形與幾何等,而在數(shù)的認識、運算等方面涉及較少,整體上滲透不足。另一方面,一些教師在涉及數(shù)形結(jié)合內(nèi)容的教學中,往往只局限于個別知識點的講授,而缺乏引導學生綜合運用、遷移探索的設(shè)計。如在學習統(tǒng)計圖時,教師一般只引導學生繪制和觀察統(tǒng)計圖,卻很少設(shè)計綜合實踐活動,引導學生運用統(tǒng)計圖分析現(xiàn)實生活中的數(shù)據(jù)。另外,在學習軸對稱圖形后,教師往往直接進人下一個知識點的學習,而沒有為學生提供在新情境中綜合運用軸對稱特征分析問題的機會,教學中觸類旁通、舉一反三的訓練不夠,導致學生掌握的知識是一個個相互孤立的點,很難深刻理解數(shù)學原理,更難做到學以致用。
三、小學數(shù)學教學中數(shù)形結(jié)合思想的滲透策略
(一)情境創(chuàng)設(shè),引入數(shù)形結(jié)合問題
小學生思維具體形象,容易被直觀、生動的事物吸引。教師要善于利用這一特點,精心創(chuàng)設(shè)教學情境,以趣味性、挑戰(zhàn)性的問題情境導人新課,激發(fā)學生的探究欲望。教學情境的創(chuàng)設(shè)要貼近學生生活,選取學生感興趣的素材,讓學生產(chǎn)生親切感,從而提升其學習數(shù)學的興趣。同時,教師要注重在情境中適時引入數(shù)形結(jié)合的問題,激活學生已有的數(shù)形知識經(jīng)驗,為新知學習做好鋪墊。例如,在學習“長方形和正方形的面積”時,教師可以創(chuàng)設(shè)一個“鋪地磚”的情境:學校要鋪設(shè)一個長10米、寬8米的長方形廣場,如果用邊長1米的正方形地磚,需要多少塊?學生初步探索后,教師引導學生思考:與其數(shù)正方形地磚的個數(shù),能否想出更簡單的計算方法?學生在情境中會自然而然地回憶起圖形的面積等相關(guān)知識,嘗試用“長乘寬”的方法求出總面積?;趯W生原有的認知基礎(chǔ),教師引導學生進一步探究長方形、正方形的面積計算公式,在數(shù)形結(jié)合中掌握新知。生活化的問題情境,能喚起學生已有經(jīng)驗,同時激發(fā)探究興趣,使學生帶著問題、帶著思考投人數(shù)形結(jié)合的學習中。
(二)操作實踐,構(gòu)建數(shù)形認知
數(shù)學來源于生活,又服務(wù)于生活,小學生處于具體形象思維階段,需要大量的操作實踐活動。在感知、操作的過程中主動建構(gòu)數(shù)學知識,領(lǐng)悟數(shù)學原理,教師要為學生創(chuàng)設(shè)動手實踐、自主探究的機會,引導學生在操作體驗中感知數(shù)形關(guān)系,用數(shù)學眼光重新審視周圍世界。教學中,要重視利用直觀教具、數(shù)學模型等,讓學生通過實際操作探索數(shù)與形的關(guān)系,如在學習長方體的體積時,教師可引導學生用正方體的小木塊堆砌長方體,探索正方體個數(shù)與長方體體積的關(guān)系,加深對體積概念的理解。在此基礎(chǔ)上,教師引導學生進一步思考:如果給出長、寬、高三條棱長,如何快速計算長方體的體積?學生在操作的基礎(chǔ)上總結(jié)規(guī)律,嘗試用學過的乘法知識表示計算公式,在探究中掌握長方體體積的計算方法,通過親身實踐,學生能深刻感悟抽象的數(shù)學概念從何而來,加深理解和記憶。同時,教師要善于利用現(xiàn)代信息技術(shù),為學生提供虛擬操作和動態(tài)探究的機會。如在學習軸對稱圖形時,可以借助數(shù)學動態(tài)幾何軟件,讓學生自主操作圖形、添加對稱軸,觀察圖形的動態(tài)變化過程,歸納出軸對稱圖形的特征,在虛擬的操作探究中,學生更容易突破空間位置的限制,從動態(tài)變化的視角分析問題,加深對數(shù)學本質(zhì)的理解。
(三)類比推理,拓展數(shù)形思維
小學數(shù)學課程蘊含著豐富的數(shù)學思想方法,教師要注重引導學生在探究實踐中總結(jié)規(guī)律,學會運用類比推理等數(shù)學思維方法,拓展思路,提升思維品質(zhì)。教學中,要注重引導學生對比分析不同的數(shù)學事實,找出其中相似或不同之處,用類比的方式探索內(nèi)在規(guī)律。如在學習“分數(shù)的基本性質(zhì)”后,教師引導學生類比整數(shù)的加減運算,思考分數(shù)加減的計算方法,學生在類比中發(fā)現(xiàn),整數(shù)加減需要滿足加數(shù)、被加數(shù)是同種數(shù),即單位要相同;分數(shù)加減也需要通分,化成同分母分數(shù)后才能進行計算,學生通過對整數(shù)、分數(shù)運算的縱向類比,歸納出運算律,學會舉一反三。除了縱向類比,教師還要引導學生進行橫向類比,用熟悉的數(shù)形知識去探索未知的數(shù)形關(guān)系。如學習統(tǒng)計與概率內(nèi)容后,教師引導學生思考:統(tǒng)計圖中的數(shù)據(jù)分布狀態(tài),是否可以用已學過的數(shù)軸知識表示出來?在數(shù)軸上表示數(shù)據(jù)的分布情況,又有什么新的發(fā)現(xiàn)?通過對統(tǒng)計與數(shù)軸知識的類比,學生嘗試用數(shù)軸表示統(tǒng)計數(shù)據(jù)的分布規(guī)律,在建立數(shù)形聯(lián)系的同時,也加深了對兩個知識點的理解,橫向類比有助于學生打破知識間的隔閡,建立起完整的知識網(wǎng)絡(luò),從而形成體系化的數(shù)學觀念。
(四)綜合應(yīng)用,解決數(shù)形問題
開展數(shù)形教學的最終目的是提升學生的數(shù)學運用能力,培養(yǎng)學生用數(shù)學的眼光分析問題、解決問題。教師要注重創(chuàng)設(shè)開放性的數(shù)學問題情境,鼓勵學生選用多種方式,綜合運用數(shù)與形的知識,開展問題探究。例如,在學習“植樹問題”時,教師可以引入一個實際情境:小明的家門前有一條長10米、寬2米的小路,兩邊各種一排樹,每兩棵樹間的距離是1米,兩頭都要種樹,一共需要種多少棵樹呢?教師鼓勵學生獨立思考,嘗試不同的解題方法,有的學生可能會畫一個示意圖,將樹逐一表示出來,數(shù)出樹的棵數(shù);有的學生則可能直接利用乘除知識進行計算。教師要鼓勵學生用不同方式表征問題、進行探究,體會“一題多解”的魅力。更進一步,教師還可以引導學生思考:如果每兩棵樹的間距改為1.5米,或者小路的長、寬發(fā)生變化,結(jié)果又會如何?學生在變式練習中,能學會從數(shù)與形的角度分析問題,對問題的理解更加深入,解決問題的能力也能得到鍛煉。在探究的基礎(chǔ)上,教師還要注重引導學生解決現(xiàn)實生活中的實際問題,讓學生感受到數(shù)學無處不在,體會數(shù)學的應(yīng)用價值。如在學習了圖形的面積、體積計算后,教師就可以布置一個“房間裝修”的綜合實踐任務(wù),要求學生運用所學數(shù)形知識,測量房間的實際面積,計算鋪設(shè)地板、粉刷墻面等所需的材料數(shù)量和費用,并嘗試進行預(yù)算,學生在參與生活實踐的過程中,能真切體會到數(shù)學知識的實用性,提升運用數(shù)學解決問題的意識和能力。通過設(shè)計綜合實踐活動這一載體,把數(shù)學知識和生活實際緊密結(jié)合,讓學生走出課堂、走向生活,必將使數(shù)學學習更加鮮活生動,讓學生真正成為數(shù)學知識的主人。
四、結(jié)論
數(shù)學是嚴謹而充滿智慧的科學,數(shù)與形作為數(shù)學的兩個基本要素,相互交融、密不可分,在小學數(shù)學教學中滲透數(shù)形結(jié)合思想,能使學生全面理解數(shù)學的內(nèi)涵,提升學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。新時代背景下,培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng)顯得尤為重要,數(shù)學教育工作者要立足數(shù)學本質(zhì),充分認識數(shù)形結(jié)合的獨特教學價值,積極探索行之有效的滲透策略,把數(shù)形結(jié)合的理念落實到教學全過程,努力開創(chuàng)數(shù)學教育的新局面。
參考文獻:
[1]張群.數(shù)形結(jié)合思想在小學數(shù)學教學中的滲透策略探究[J].數(shù)學學習與研究,2024(8):71-73.
[2]田小婧.小學數(shù)學教學中數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用策略探究[J].數(shù)學學習與研究,2024(11):113-115.
[3]周淑霞.數(shù)形結(jié)合思想在小學數(shù)學教學中的滲透研究[J].互動軟件,2023(7):686-687.
[4]甘色蘭.小學數(shù)學課堂中運用數(shù)形結(jié)合思想的策略研究[J].互動軟件,2023(7):648-649.
[5]劉菲菲.關(guān)于在小學數(shù)學課堂中運用數(shù)形結(jié)合思想的策略研究[J].天天愛科學(教學研究),2023(5):19-21.