在小學數學里,經常將某一問題轉化為另一問題,將某些已知條件或數量關系轉化為另外的條件或關系,化生為熟、化難為易、化繁為簡、化高為低、化曲為直,這就是轉化的思想方法。

在小學數學里處處充滿了轉化。例如,平行四邊形的面積公式是轉化為長方形求得的;三角形的面積公式就是轉化為平行四邊形求得的;圓的面積是轉化為長方形的面積求得的;小數乘法、小數除法轉化為整數乘法、整數除法;分數除法是轉化為分數乘法來計算的;異分母分數加減法轉化為同分母分數加減法……轉化思想方法的實質就是在已有的、簡單的、具體的、基本的知識的基礎上,把未知化為已知、把復雜化為簡單、把一般化為特殊、把抽象化為具體、把非常規化為常規,從而解決各種問題。轉化的方法就是等價變形、數形結合、正難則反等。

這是人教版課改新教材小學數學三年級上冊第14頁的圖,是曹沖稱象的故事。

當時為什么大臣們稱不出大象的體重,而曹沖能稱出大象的體重呢?這是因為曹沖成功地運用了“轉化的思想方法”。

使船吃水同樣深淺

稱大象體重———————————稱石頭重量

找出與大象

重量相同的一堆石頭

曹沖把稱大象的體重轉化為稱石頭的重量。“轉化的思想方法”使曹沖創造性地解決了當時條件下難以解決的問題,受到了人們的稱贊。

例1 三階幻方問題。

這是人教版小學數學一年級上冊120頁第10題。

這是人教版小學數學一年級下冊第77頁思考題。

如何填一年級下冊第77頁這一思考題呢?轉化!利用一年級上冊120頁第10題轉化:給1、2、3、…、9每個數加上20,就成為21、22、23、…29。

利用轉化,解決了一年級下冊第77頁的思考題。

例2 人教版課標新教材五年級下冊第116頁的13*題。

分母是20,先乘以20轉化為整數填,使每個正方形四個角上的數加起來等于20,最后再把每個數除以20。

例3 一個鐘每小時慢3分, 照這樣計算, 早上5時對準標準時間后, 當晚上這個鐘指著12時的時候, 標準時間是幾時幾分?

這是人教版小學數學課標教材六年級下冊第87頁的思考題。

解:“一個鐘每小時慢3分”, 就是說當標準鐘表走60分鐘時,慢鐘表才走了自己鐘表的60-3=57分鐘。所以,在相同的時間內,標準鐘表顯示的時間是慢鐘表顯示時間的60/57。

從“早上5時對準標準時間后”,到“當晚上這個鐘指著12時的時候”,慢鐘表走了自己鐘表的24-5=19小時。所以,從“早上5時對準標準時間后”,到“當晚上這個鐘指著12時的時候”,標準鐘表走了60/57×19=20小時,標準時間恰好是凌晨1時。

如下圖所示。

答:標準時間是凌晨1時整。

這里把“一個鐘每小時慢3分”轉化為“在相同的時間內,標準鐘表顯示的時間是慢鐘表顯示時間的60/57”,使原問題得到順利解決。

例4 人教版課標教材五年級下冊第32頁的9*題。

解: 首先考慮與I相對的面是哪一面?

正難則反, 我們從“與I相對的面不是哪一面”入手。從圖可知:與I相對的面不是A、E、F、C,只剩下D面,所以與I相對的面是D。

與A相對的面不是I、D、E、F,只剩下C面,所以與A相對的面是C。

與E相對的面是F。

正難則反也是轉化的有效方法之一。

例5 人民教育出版社新課標教材四年級上冊第48頁的思考題。

解:由于要使三角形每條邊上3個數的積都相等,給10、15、20、30、40、60這六個數每個數都除以10,只需要考慮1、1.5、2、3、4、6這六個數。問題轉化為:

將1、1.5、2、3、4、6填入上圖圓圈內,使三角形每條邊上3個數的積都相等。

假設如圖是滿足題設條件的填法。a、b、c、d、e、f是1、1.5、2、3、4、6中的數。由于a×b×c = c×d×e = e×f×a = A,所以a×b×c×c×d×e×e×f×a =A3 ,即有:

(a×b×c×d×e×f)×(a×c×e)= A3,但是a×b×c×d×e×f = 1×1.5×2×3×4×6=63, 所以a×c×e =(A/6)3。

由a×c×e =(A/6)3知a×c×e 是一個完全立方數,而在1、1.5、2、3、4、6中只有1×2×4=23,1.5×3×6 =33。所以a、c、e為1、2、4或1.5、3、6。

當a、c、e為1、2、4時,由(A/6)3=23知,幻積A=12,可以得到如圖(a)的填法。

當a、c、e為1.5、3、6時,由(A/6)3=33知,幻積A=18,可以得到如圖(b)的填法。

著名數學教育家張奠宙教授指出:“只有把數學思想方法嵌入日常的教學之中,成為教師備課的有機組成部分,四基數學教學才能真正落到實處。”(見《數學教育學報》2011年第5期,張奠宙、鄭振初,“四基”數學模塊教學的構建——兼談數學思想方法的教學)由此可見,深入挖掘數學教材中的數學思想方法是落實“四基”的基礎,每一個數學教師都應該做出自己的努力。