国内外怎样研究小学数学的数形结合思想方法

林晓晓2023-04-30  16

一、研究背景:数学是研究客观世界的空间形式与数量关系的科学,数是形的抽象概括,形是数的直观表现华罗庚先生指出,数缺形时少直观,形少数时难入微数形结合既是一个重要的数学思想,又是一种常用的数学方法数形结合在数学解题中有重要的指导意义,这种“数”与“形”的信息转换,相互渗透,即数量问题和图象性质是可以相互转化的,这不仅可以使一些题目的解决简捷明快,同时还可以大大开拓我们的解题思路,为研究和探求数学问题开辟了一条重要的途径长期以来,在教学中数学知识是一条明线,得到数学教师的重视;数学思想方法是一条暗线,容易被教师所忽视在我们的小学数学教学中,如果教师能有意识地运用数形结合思想来设计教学,那将非常有利于学生从不同的侧面加深对问题的认识和理解,提供解决问题的方法,也有利于培养学生将实际问题转化为数学问题的能力“数形结合”对教师来说是一种教学方法、教学策略,对学生来说是一种学习方法,如果长期渗透,运用恰当,则使学生形成良好的数学意识和思想,长期稳固地作用于学生的数学学习生涯中作为一线教师,如何系统的运用数形结合思想进行数学教学,是我们面临的一个极富实践价值的重要课题二、研究价值:1、通过组织、实施本课题的研究,提高教师对数形结合思想的理解,加深对教材中数形结合思想的分析能力能在平时的教学中,时刻注意渗透数形结合思想,提升教师自身的专业素养2、通过组织、实施本课题的研究,提升学生的思维水平,提高学生应用数形结合思想解决实际问题的能力,以适应未来社会发展的需要三、研究目标: 1、教师有意识地运用数形结合思想进行教学设计,化抽象为形象,创造性地开发课程资源,有效地提高课堂教学质量 2、研究“数形结合”在小学数学四至六年级领域中的应用,分阶段、有层次的渗透数形结合思想 3、通过“数形结合”有效地提高学生学习数学的兴趣,使数形结合成为学生重要的学习方法,能运用数形结合创造性地解决抽象的数学问题在不断地“探索”与“创造”中构建属于个人的数学思想四、概念界定:1、数形结合:“数”和“形”是数学中两个最基本的概念,“数”,属于数学抽象思维范畴,是人的左脑思维的产物;而“形”主要指几何图形,属于形象思维范畴,是人的右脑思维的产物它们既是对立的,又是统一的,每一个几何图形中都蕴含着与它们的形状、大小、位置密切相关的数量关系;反之,数量关系又常常可以通过几何图形做出直观地反映和描述数形结合的实质就是将抽象的数学语言与直观的图形结合起来,使抽象思维和形象思维结合起来,化难为易,化抽象为直观.使人充分运用左、右脑的思维功能,相互依存、彼此激发,全面、协调、深入发展人的思维能力2、数形结合思想:所谓数形结合思想,其实质是将抽象的数学语言与直观的图像结合起来,就是根据数与形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题的思想,是一种可使复杂问题简单化、抽象问题具体化的常用的数学思想方法主要有以下几种解题思路:(1)以“数”变“形”;(2)以“形”变“数”;(3)“形”“数”互变3“渗透”指某种思想方法在某个实践过程中逐渐的渗入利用,这里主要指在小学数学课堂教学中逐步渗透数形结合思想方法五、研究内容:1、数形结合思想在“数与代数”知识领域中的应用2、数形结合思想在“空间与图形”知识领域中的应用3、数形结合思想在“统计与概率”知识领域中的应用4、数形结合思想在“实践与综合运用”知识领域中的应用六、研究思路:1、学习查找相关理论资料;2、开始分年级教师进行具体研究;3、在具体的实践中进一步完善研究内容和研究措施;4、最后对研究效果进行提升,形成课题成果报告七、研究方法:1调查法:调查当前小学数学教师对数形结合思想在教学中渗透的认识,调查当前学生对数形结合思想来解题的认识状态2、文献研究法:收集、学习、整理有关渗透数学思想方法以及数形结合思想的相关文献资料并加以分析,以供实验研究3、案例研究法:选择不同领域的教学内容(数与代数、空间与图形、统计与概率、实践与综合运用)中的素材,作为案例进行分析研究,寻求在不同数学学习领域中有效渗透数形结合思想的途径与模式4、经验总结法:把实验过程中积累的经验加以总结、归纳并在实验过程中加以论证

小学数学中虽然没有学习函数,但还是慢慢的开始渗透函数的思想。为初中数学学习打好基础,如确实位置中,用数对表示平面图形上的点,点的平移引起了了数对的变化,而数对变化也对应了不同的点。下面我给大家整理了关于数形结合数学思想 方法 ,希望对你有帮助!

1数形结合数学思想方法

“数”与“形”是数学的基本研究对象,他们之间存在着对立统一的辨证关系。数形结合是一种重要的数学思想,是人们认识、理解、掌握数学的意识,它是我们解题的重要手段,是根据数理与图形之间的关系,认识研究对象的数学特征,寻求解决问题的方法的一种数学思想。它是在一定的数学知识、数学方法的基础上形成的。它对理解、掌握、运用数学知识和数学方法,觖决数学问题能起到促进和深化的作用。

2数形结合数学思想方法

用图形的直观,帮助学生理解数量关系,提高教学效率

用数形结合策略表示题中量与量之关系,可以达到化繁为简、化难为易的目的。“数形结合”可以借助简单的图形(如统计图)、符号和文字所作的示意图,促进学生形象思维和 抽象思维 的协调发展,沟通数学知识之间的联系,从复杂的数量关系中凸显最本质的特征。它是小学数学教材的一个重要特点,更是解决问题时常用的方法。 众所周知,学生从形象思维向抽象思维发展,一般来说需要借助于直观。

以数解形:有关图形中往往蕴含着数量关系,特别是复杂的几何形体可以用简单的数量关系来表示。而我们也可以借助代数的运算,常常可以将几何图形化难为易,表示为简单的数量关系(如算式等),以获得更多的知识面,简单地说就是“以数解形”。它往往借助于数的精确性来阐明形的某些属性,表示形的特征、形的求积计算等等,而有的老师在出示图形时太过简单,学生直接来观察却看不出个所以然,这时我们就需要给图形赋予一定价值的问题。

助表象,发展学生的空间观念,培养学生初步的 逻辑思维 能力。 儿童 的认识规律,一般来说是从直接感知到表象,再到形成科学概念的过程。表象介于感知和形成科学概念之间,抓住这中间环节,在几何初步知识教学中,发展学生的空间观念,培养初步的逻辑思维能力,具有十分重要意义。

数形结合,为建立函数思想打好基础。小学数学中虽然没有学习函数,但还是慢慢的开始渗透函数的思想。为初中数学学习打好基础,如确实位置中,用数对表示平面图形上的点,点的平移引起了了数对的变化,而数对变化也对应了不同的点。此外,在六年二期学习的比例中,让学生通过描点连线来表示正比例函数的图象,发现成只要是正比例关系的式子,画在坐标图中是就一条直线。从而体会到图形与函数之间密不可分的关系。

3数形结合数学思想渗透方法

小学生都是从直观、形象的图形开始入门学习数学。从人类发展史来看,具体的事物是出现在抽象的文字、符号之前的,人类一开始用小石子,贝壳记事,慢慢的发展成为用形象的符号记事,最后才有了数字。这个过程和小学生学习数学的阶段和过程有着很大的相似之处。一年级的小学生学习数学,也是从具体的物体开始认数,很多知识都是从具体形象逐步向抽象逻辑思维过渡,但这时的逻辑思维是初步的,且在很大程度上仍具有具体形象性。这方面的例子很多,如低年级开始学习认数、学习加减法、乘除法,到中年级的分数的初步认识、高年级的认识负数等都是以具体的事物或图形为依据,学生根据已有的生活 经验 ,在具体的表象中抽象出数,算理等等。

以形助数,揭示数量之间的关系,解决大量实际问题。如果说从图形上抽象出符号,只能代表人们的认知事物的过程,还不能体现其在数学中的独特作用。那么以形助数,善于在图形的分析中快捷地解决问题,思维层次不断上升。这就充分体现了“数形结合”在小学数学中用处了。数形结合的思想方法将小学数学中一些抽象的代数问题给以形象化的原型,将复杂的代数问题赋予灵活变通的形式,从而给人们思维灵活性的思维迁移训练,这正是反映了数形结合的思想方法解决数与代数问题的有效途径所在。

数形结合,为建立函数思想打好基础。

小学数学中虽然没有学习函数,但还是慢慢的开始渗透函数的思想。为初中数学学习打好基础,如确实位置中,用数对表示平面图形上的点,点的平移引起了了数对的变化,而数对变化也对应了不同的点。此外,在六年二期学习的比例中,让学生通过描点连线来表示正比例函数的图象,发现成只要是正比例关系的式子,画在坐标图中是就一条直线。从而体会到图形与函数之间密不可分的关系。

数形结合,其实质是将抽象的数学语言与直观的图形联系起来,使抽象思维和形象思维结合起来,通过对图形的处理,发挥直观对抽象的支柱作用,揭示数和形之间的内在联系,实现抽象概念和具体形象、表象之间的转化,发展学生的思维。

4数形结合数学思想方法的作用

从新课程标准对“双基”的要求来看数形结合思想。首先引用一下《数学新课程标准》对数学中的“双基”的理解:教师应帮助学生理解和掌握数学基础知识、基本技能,具体来说是:强调对基本概念和基本思想的理解和掌握。对一些核心概念和基本思想(如函数,空间观念、运算、数形结合、向量、导数、统计、随机观念、算法等)都要贯穿高中教学的始终,由于数学的高度抽象性,要注重体现概念的来龙去脉,在教学中要引导学生经历从具体实例中抽象出数学概念的过程。

从新课程标准对思维能力的要求来看数形结合思想:数形结合思想能帮助学生树立现代思维意识:第一通过数与形的有机结合,把形象思维与抽象思维有机地结合,尽可能地先形象后抽象,不但能促进这两种思维能力同步发展,还为学生初步形成辩证思维能力创造了条件。第二通过数形结合,能够有的放矢地帮助学生 从多角度、多层次出发地思考问题,养成多向性思维的好习惯。第三通过数形结合引导学生变静态 思维方式 为动态思维方式,也就是以运动、变化、联系的观点考虑问题,更好地把握事情的本质。

从新课程数学内容的特点来看数形结合思想:数学,特别是现代形态下的数学,因其过于抽象,过于形式化、符号化而“不得人心”,它与人们的直觉经验相距十万八千里,给人一种“无感情”的面貌,加上它曲折而奥妙的逻辑推理,造成学生认知上的特殊难度,这也许是学生怕它,避开它的一个原因。然而在课堂教学中教师没有能够帮助学生摆脱这种由于数学自身的特点带来的困境,还是过于呆板地强调着逻辑思维能力,在教学中忽视对直观图形的利用,不能很好地利用具体形象来化解对书本中一些抽象的结论的理解。忽视学生形象思维的培养。学生对于现在这种过于陈旧的课堂教学模式不能产生“亲和感”,感到枯燥,厌恶,不少学生是为了高考而强迫自己去记忆一些内容,不能真正产生学习数学的动力。事实上教材中体现数形结合思想方法的内容很多,可以通过数形结合给代数提供几何模型,形象直观地揭示问题的本质,减轻学生学习的负担,从而引发学生学习数学的兴趣。

从高考题设计背景来看数形结合思想:先看一下前几年全国高考试题中对数形结合思想考查的比例情况;(1)2002年(全国数学文科卷);有8小题(第1、4、5、7、10、11、14、16)和3大题(17、20、21)共84分,占卷面总公的面分为56%。(2)2003年(全国卷);有5个小题(第3、9、10、12、14)和5个大题(第17、18、19、20、21)共计86分,占卷面总公百分比为573%。(3)2004年(全国卷);有5个小题(第7、8、9、15、16)和2个大题(第19、22)题,共计49分,占卷面总分比为32%。

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选择题,填空题等客观性题型,由于不要求解答过程,就某些题目而言,这给学生创造了灵活运用数形结合思想,寻找快速思路的空间。但在解答题中,运用数形结合思想时,要注意辅之以严格的逻辑推理,“形”上的直观是不够严密的。

趋势:数形结合应用广泛,不仅在解答选择题、填空题中显示出它的优越性,而且在解决一些抽象数学问题中常起到事半功倍的效果。高考中利用数形结合的思想在解决选、填题中十分方便,而在解答题中书写应以代数推理论证为主,几何方法可作为思考的方法。数形结合的重点是研究“以形助数”,但“以数解形”在近年高考试题中也得到了加强,其发展趋势不容忽视。历年的高考都有关于数形结合思想方法的考查,且占比例较大。

数形结合思想:数形结合是通过“以形助数”(将所研究的代数问题转化为研究其对应的几何图形)或“以数助形”(借助数的精确性来阐明形的某种属性),把抽象的数学语言与直观的图形结合起来思考,也就是将抽象思维与形象思维有机地结合起来,是解决问题的一种数学思想方法。它能使抽象问题具体化,复杂问题简单化,在数学解题中具有极为独特的策略指导与调节作用。具体地说,数形结合的基本思路是:根据数的结构特征,构造出与之相应的几何图形,利用图形的特性和规律,解决数的问题;或将图形信息全部转化成代数信息,使解决形的问题转化为数量关系的讨论。

数学是研究现实世界数量关系与空间形式的一门科学,数与形的统一结合贯穿于数学学科研究与发展的始终。数和形是数学研究的两大对象,数形结合法是一种重要的数学思想方法。数是指数据与式子,主要表现在以下几方面:函数、方程、不等式、数列、复数、排列组合等。形可以理解为几何图形。采用数形结合法去解数学题,就是对题目中的条件与结论,既分析其代数含义又分析其几何含义。力图将代数和几何统一起来去找出解题思路。数形结合是数学中的一种重要思想与解题策略,利用数形结合这一思想,可以较直观地对问题进行分析,解决许多比较抽象的数学问题。因此,通过数形结合能很好地解决一些问题,对培养学生的解题能力非常重要。一、渗透数形结合思想,提高学生的数学素养素质教育是通过科学有效的途径,开发受教育者的潜能,以完善和全面的提高学生素质为根本目的教育。数学素质在人的素质养成上具有不可替代的作用。这是因为数学的直观思维、逻辑推理、精确计算以及结论明确无误等特征是每个学生应该具备的科学文化素质。由此可见,对数学教师来说,要突出素质教育的数学教学关键是加强数学思想方法的教学,因为数学思想方法作为数学知识的精髓,它既是数学中的深层次的基础知识,又是解决问题和思维策略。数学思想方法掌握的深、浅度,直接关系到能否顺利或比较简捷地解决问题;关系到是否深刻地对数学知识本质认识,数学规律的理性认识;关系到是否能把某些数学内容和对数学的认识过程中提炼上升的数学观点加以应用。而这些数学知识的掌握是以解题思维能力作为起点的。因此,在中学数学教学中,如何引导学生选择恰当的方法来提高解题速度和效率,应注重培养学生解题能力,掌握多种方法。尤其数形结合法的教学更是学生应该熟练掌握的重要思维方法。数形结合是解决数学问题的重要思想,其实质是把抽象的数学语言与直观的图形结合起来,以直观辅助抽象的思考,以抽象的思考研究直观的细节。著名数学家华罗庚先生说过:数无形,少直观;形无数,难入微。发掘数与形互相依存的关系,把数式运算的周密性和图形的直观性巧妙结合起来,对解决数学问题非常有益,它常能有效突破解题障碍,顺利沟通已知和未知,使问题由繁化简,由难化易。数形结合思想方法是中学数学基础知识的精髓之一,是把许多知识转化为能力的桥。在中学数学教学中,许多抽象问题学生往往觉得难以理解,如果教师能灵活地引导学生进行数形结合,转化为直观、易感知的问题,学生就易理解,就能把问题解决,从而获得成功的体验,增强学生学习数学的信心。尤其是对于较难问题,学生若能独立解决或在老师的启发和引导下把问题解决,心情更是愉悦,这样,就容易激发学生学习数学的热情、兴趣和积极性。同时,学生一旦掌握了数形结合法,并不断进行尝试、运用,许多问题就能迎刃而解。二、在数学教学中渗透数形结合思想本文特从以下几个方面,对数形结合’解题进行例析研究。1几何图形与数量关系相结合几何中的计算与证明问题,常常根据几何图形的特点挖掘蕴涵的数量关系;一些数量关系的比较问题,常常构造出由数量关系反映出的几何图形,根据图形的直观性寻求解决。2函数图象与数量关系相结合数轴使实数与数轴上的点建立起一一对应的关系,平面直角坐标系使有序实数对与平面上的点建立起一一对应的关系,为数形结合创造了充分的条件函数图象在直角坐标系的位置及变化趋势,为研究函数的性质提供了直观、形象的依据,反过来,依据函数的性质又能推断函数图象在直角坐标系屮的位置及变化情况,数形结合成为研究解决函数问题的重要思想方法。3图形的运动变化与函数问题的结合函数建立起两个变量之间的关系,运动变化便进入了数学,运动改变了图形的位置、形状,其中蕴涵的数量关系也会发生变化,研究图形运动变化体现出来的函数关系,使数形结合更具活力,更丰富多彩。4 注重数学思想方法的教学加深认识,让学生亲自参与知识发现的过程。恩格斯说:世界不是一成不变的事物的集合体,而是过程的集合体。对于数学而言,知的发生过程就是思维方法的产生过程,因此教师在平时的教学过程中,应切实加深学生对知识的认识,让学生亲自去参与知识发现的过程,揭示事物的本质特征。数学学习贯穿着两条主线,即数学知识和数学思想方法,通性通法蕴涵着丰富的数学思想和方法,更 贴近学生的认知水平,符合常人的思维习惯,同样也有利于培养学生的数学能力。在初中数学中,常用的数学思想有函数和方程思想、数形结合思想分类讨论论思想、化归转化思想、整体处理思想等,上面教学片断的探究题,教者通过引导学生从数和形的角度来解决问题,很好地发展了学生的方程思想和数形结合思想,同时也渗透了数学分类的思想方法。在平时的教学中,我们应在解决问题的过程中,对这些数学思想加以揭示、运用和提炼,以提高学生的思维水平和解题能力。人常说,数学是锻炼思维的体操,恐怕就是因为

画出边长为a的正方形,

再以其一个端点的两条边

延长至b,得到边长为b的正方形,

那么两个正方形不相交的部分

就是b^2-a^2

而显然其面积为两个长方形之和即

(b-a)a +(b-a)b

所以b^2-a^2=(b-a)a +(b-a)b

合并即证明了b^2-a^2=(b-a)(a+b)

证明完全平方公式也是同样的道理

代数与图形相结合的数学思想,利用代数解决图形问题(∵a²+b²=c²∴△ABC是直角三角形)或利用图形解决代数问题(∵△ABC是直角三角形∴a²+b²=c²)这是简单的例子,灵活运用能解决很多问题

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