史立峰

[摘 要]数学思想方法是数学的灵魂。以“梯形的面积”教学为例,探讨化归思想在小学数学课堂教学中的渗透,以使学生感悟化归思想方法的真谛,从而将其内化到已有的认知系统之中。

[关键词]化归思想;小学数学;梯形的面积

[中图分类号] G623.5[文献标识码] A[文章编号] 1007-9068(2021)08-0064-02

小学数学教学中,教师不能仅满足于使学生掌握基本的数学知识,更要引导学生感悟数学思想方法,从而启迪学生的数学智慧,发展学生的数学思维。化归思想作为一种重要的数学思想方法,教师应在教材中充分挖掘,并在教学中有意识地进行渗透,以提高学生分析问题和解决问题的能力。下面以“梯形的面积”教学为例,探讨如何在小学数学课堂教学中渗透化归思想。

一、沟通联系,体验化归思想

“梯形的面积”是学生在掌握了长方形的面积、正方形的面积、平行四边形的面积以及三角形的面积的基础上展开学习的,学生对化归思想已有一定的认识。另外,学生今后还将在组合图形的面积、圆的面积等知识中再次应用化归思想,因此,“梯形的面积”处在一个承上启下的关键位置,需要教师结合学生认知经验,沟通知识联系,增强学生对化归思想的再认识。

【教学片段】

师:请回忆一下,我们是如何推导出平行四边形的面积公式的?

生1:把平行四边形转化为已经学过的长方形。

师:我们又是如何推导出三角形的面积公式的?

生2:把三角形转化为已经学过的平行四边形。

师:这种把未知转化为已知的思想,在数学上就叫作化归思想。

师:在现实生活中,我们还会遇到另一种平面图形——梯形。图1是一个水坝的横截面,它是一个梯形。你能求出这个水坝横截面的面积是多少平方米吗?

生3:可以把梯形转化成我们学过的图形。

生4:搞清楚转化前后两个图形的关系是关键。

……

通过回顾旧知,激活学生已有的认知经验,沟通知识之间的内在联系,突出新旧知识在研究方法上的相通之处,使学生初步感知化归思想,从而为本节课的教学亮明主题,奠定基调。同时,通过计算水坝的面积问题导入梯形的面积,既激发了学生的学习兴趣,又使学生感受到学好新知的重要性。

二、自主探究,感悟化归思想

在学生初步感知化归思想的基础上,教师不但要引导学生通过自主探索的过程感悟化归思想,还要引导学生多维度进行探究。数学问题的解决往往有多种不同的途径,学生在尝试采用不同的方法进行探究的过程中,就能提升探究能力,提升对数学化归思想的认识。最后,教师要注意对探究过程的调控,及时解决学生在探究过程中提出的问题,从而提高学生自主探究的实效性。

【教学片段】

师:现在请小组长拿出小组的学具袋,看看里面都准备了哪些学具。

生1:有很多梯形,有一般梯形、直角梯形,还有等腰梯形。

师:现在就请利用这些学具,发挥想象力,把手中的梯形转化为学过的已知图形吧!注意两个问题:新图形与原图形之间有什幺关联?如何通过这种关联推导出梯形的面积公式?

生2:我们小组把两个完全相同的梯形拼接成了一个平行四边形(如图2)。梯形面积是平行四边形面积的一半,因为这个平行四边形是由两个完全相同的梯形拼成的。

师:如何通过这种关联推导出梯形的面积公式呢?

生3:梯形的上底和下底加起来刚好是平行四边形的底,梯形的高就是平行四边形的高。因此,梯形的面积=平行四边形的面积÷2=底×高÷2=(上底+下底)×高÷2。

师:就像三角形的面积公式的推导过程一样,把两个完全一样的梯形拼接成平行四边形,由此实现化未知为已知的目的,这就是化归思想的精髓。

生4:我们用的是两个完全相同的直角梯形,它们可以拼成一个长方形(如图3)。

生5:梯形的面积是长方形的面积的一半,梯形的上底和下底加起来刚好是长方形的长,梯形的高就是长方形的宽。因此,梯形的面积=长方形面积÷2=长×宽÷2=(上底+下底)×高÷2。

师:这种方法和生3的方法本质上是一致的,它的核心思路就是把梯形转化为我们学过的图形(平行四边形或长方形),并从新图形和原图形之间的面积关系推导出梯形的面积公式。

生6:我们只用了一个梯形。采用割补法,沿着梯形两个腰的中间位置剪开,这样一个梯形就变成了两个梯形,然后把这两个梯形拼成一个平行四边形。(如图4)

师:新图形和原图形有什幺关系呢?

生7:面积相等。梯形的上底和下底加起来刚好是平行四边形的底,平行四边形的高是梯形的高的一半。因此,梯形的面积=平行四边形的面积=底×高=(上底+下底)×(高÷2),也就是(上底+下底)×高÷2。

师:这种方法把一个梯形切割成两个梯形,然后再把这两个梯形拼接成平行四边形,其中同样蕴含着化归的数学思想。

生8:我们组也是只用了一个梯形就推导出了梯形的面积公式。把一个梯形切割成两个三角形(三角形1和三角形2)(如图5),梯形的面积等于两个三角形的面积之和。其中,三角形1的底是梯形的下底,它的高就是梯形的高;三角形2的底是梯形的上底,它的高也是梯形的高。梯形的面积=三角形1的面积+三角形2的面积=上底×高÷2+下底×高÷2=(上底+下底)×高÷2。

生9:这个方法真奇妙呀!

生10:推导过程的最后一步用到了乘法分配律。

师:这种把梯形转化成了三角形的方法,也体现了化归的数学思想。

师:如果用S表示梯形的面积,用a和b分别表示梯形的上底和下底,用h表示梯形的高,那幺梯形的面积公式就可以写成S=(a+b)×h÷2。

无论是把梯形转化成平行四边形、长方形,抑或是三角形,都体现了化复杂为简单、化未知为已知的基本思想,而这就是数学化归思想的精髓。从用两个梯形拼的一般方法,到一个梯形的割补法,多维呈现的方式使学生更加深刻地认识到知识的本质,体会到化归思想的内涵。在教师问题的引导下,学生的探究基本上分为三大步,先操作拼接,再探索关联,最后归纳公式,这就使得学生的探究活动具有明确的目的性,使课堂教学真实而高效。

三、解决问题,应用化归思想

现实生活中的一些问题,如果按照常规思路解答会非常棘手,但采取化归思想把复杂的问题变成简单的问题,就可以降低解决问题的难度,提升学生对数学思想的应用意识。

【教学片段】

师:淘气来到了一个木器加工厂,他看到了一大堆圆木(如图6),你能帮淘气算一算,这一共是多少根圆木吗?

生1:圆木的数量不算很多,我数了数,一共是33根。

师:这种直接数数的方法有什幺缺点呢?

生2:比较麻烦,而且容易重复或者遗漏。

生3:如果圆木的数量很多,那这种方法就“不灵”了。

师:大家有什幺好办法吗?这些圆木堆成了一个什幺图形?

生4:我看出来了,这些圆木堆成了一个梯形。

生5:把最上层的3根看作梯形的上底,把最下层的8根看作梯形的下底,把共有6层看作梯形的高,然后根据梯形的面积公式可以得(3+8)×6÷2=33(根)。

生6:这个方法真巧妙呀!

师:这道题依然使用了化归的数学思想。在生活中有很多问题都需要用到化归思想,大家可要注意观察,做到学以致用呀!

引导学生运用化归思想方法解决现实生活中的问题,不但在数学与生活中搭建起桥梁,还提升了学生解决实际问题的能力,凸显了数学化归思想方法的应用价值。

如果说数学概念、原理等知识是贯穿数学教学的一条“明线”,那数学思想方法则是贯穿数学教学的一条“暗线”。在数学教学中,教师要深入挖掘教材中蕴含的数学思想方法,渗透数学思想,让学生逐渐感悟数学思想方法的真谛,从而将数学思想方法填补到已有的认知系统之中。

(责编 童 夏)