梁清建
【摘 要】數(shù)學思想方法是中學數(shù)學教學的重要內(nèi)容之一。數(shù)學教學必須要重視對學生數(shù)學思想的培養(yǎng),要確立數(shù)學思想的主體地位,進而培養(yǎng)和提高學生合理、正確地應用數(shù)學思想分析和解決問題的能力,以及提高學生的創(chuàng)新精神。
【關鍵詞】數(shù)學思想 解題 方程思想
數(shù)學思想較數(shù)學基礎知識有更高的層次和地位,它蘊含在數(shù)學知識發(fā)生、發(fā)展和應用的過程中,是一種數(shù)學意識,屬于思維的范疇,用以對數(shù)學問題的認識、處理和解決。
每一種數(shù)學思想與方法都有它們適用的特定環(huán)境和依據(jù)的基本理論,讓學生認識一種數(shù)學思想對解決什么問題有效,從而培養(yǎng)和提高學生合理、正確地應用數(shù)學思想分析和解決問題的能力。筆者現(xiàn)就初中數(shù)學中常用的數(shù)學思想談幾點粗淺的認識。
一、方程思想的運用
所謂方程思想,就是從分析問題的數(shù)量關系入手,通過設定未知數(shù),把問題中的已知與未知量的數(shù)量關系,轉(zhuǎn)化為方程或方程組等數(shù)學模型,然后利用方程的理論或方法,使問題得到解決。用方程思想分析、處理問題,思路清晰,靈活、簡便。
用方程思想的核心是揭示題目中隱含的數(shù)量關系,設未知數(shù)、構造方程,溝通已知與未知的聯(lián)系,從而使問題得到解決。
二、數(shù)形結合的思想運用
數(shù)學是研究現(xiàn)實世界空間形式和數(shù)量關系的科學?!皵?shù)”與“形”是數(shù)學中的兩個最基本的概念,每一個幾何圖形中都蘊含著一定的數(shù)量關系;而數(shù)量關系又常??梢酝ㄟ^幾何圖形做出直觀的反映和描述,所以數(shù)形結合也就成為研究數(shù)學問題的重要思想方法。也就是說教師、學生都要投入到教學活動中來。學生的參與尤其重要,如果沒有學生的積極參與,這樣的教學活動絕不會是成功的。如定理教學是數(shù)學教學的重點。如何使學生發(fā)現(xiàn)定理的形成過程、定理證明思維來歷,特別是輔助線的添加方法一直是教學中研究的重點。
在《三角形中位線定理》一節(jié)課的教學中,我們運用計算機輔助教學手段,采用《幾何面板》軟件,給學生創(chuàng)設了一個理想的情境,所畫的三角形可以任意變化,(體現(xiàn)定理對于任意三角形都成立)可測算出一組同位角始終相等,中位線的長是第三邊長的一半。學生經(jīng)過對圖形的觀察很容易得到定理的結論。定理的證明實質(zhì)是經(jīng)過平移變換或旋轉(zhuǎn)變換,將三角形圖形轉(zhuǎn)化為平行四邊形而證明的。(幾何畫板)能很好地演示上述過程。所以,定理的證明思路、輔助線的添加方法都顯得十分自然。在教師的引導下,學生積極地參與,整個教學過程是學生的思維步步深入的過程,達到了理想的教學效果。
數(shù)形結合的思想,就是把問題中的數(shù)量關系和空間形式結合起來加以考察的思想。在解題方法上,“數(shù)”與“形”相互轉(zhuǎn)化,從而使問題化難為易、化繁為簡,達到解決問題的目的。數(shù)形結合思想的應用分為兩種情形:一種是借助于數(shù)的精確性來闡明形的某些屬性,即“以數(shù)論形”;另一種是借助于形的幾何直觀性來表示數(shù)之間的某些關系,即“以形促數(shù)”。運用數(shù)形結合思想解題,易于尋找解題途徑,可避免繁雜的計算和推理,簡化解題過程。我國著名數(shù)學家華羅庚曾說過:“數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微;數(shù)形結合百般好,隔離分家萬事休?!睌?shù)學中,數(shù)和形是兩個最主要的研究對象,它們之間有著十分密切的聯(lián)系,在一定條件下,數(shù)和形之間可以相互轉(zhuǎn)化,相互滲透。
三、分類討論思想運用
分類討論思想是根據(jù)數(shù)學本質(zhì)屬性的相同點和不同點,把數(shù)學的研究對象區(qū)分為不同種類的一種數(shù)學思想。正確應用分類思想,是完整解題的基礎。例如,在學了角的比較大小后,對于小于平角的角分為銳角、直角、鈍角三類,就是分類思想的體現(xiàn)。同一類事物按不同標準可進行不同的分類,但在同一標準下必須做到不重、不漏。
把一個數(shù)學問題的研究對象按一定的標準分成幾個部分或幾種情況,化整為零,一一解決,實際上是一種“分而治之,各個擊破”的策略。其步驟為:
1.確定分類對象—理解分類概念;
2.恰當合理分類—掌握分類原則;
3.逐步逐級討論—學會分類方法;
4.綜合概括敘述—培養(yǎng)邏輯思維。
分類討論的原則是:對象確定,標準統(tǒng)一;分層次,不越級;不重復,不遺漏。
有關分類討論思想的數(shù)學問題在數(shù)學學習過程中之所以占有重要位置,原因是它具有明顯的邏輯性特點,能很好地訓練一個人的思維的條理性和概括性。
四、轉(zhuǎn)化化歸思想的運用
復雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的問題來解,未知的問題轉(zhuǎn)化為已知的問題來解……數(shù)學問題往往是在不斷的轉(zhuǎn)化中達到解決目的。同一個數(shù)學問題,由于觀察的角度不同,對問題的分析、理解的層次不同,可以導致目標的不同與解題方法的不同,但目的只有一個—盡量做到化繁為簡、化難為易、化未知為已知、化一般為特殊、化抽象為具體。
轉(zhuǎn)化包括等價轉(zhuǎn)化和非等價轉(zhuǎn)化兩種。等價轉(zhuǎn)化要求轉(zhuǎn)化過程中的前因后果是互相可推的。但事實上并不是所有的轉(zhuǎn)化都是等價的,因此,在轉(zhuǎn)化過程中,一定要注意轉(zhuǎn)化前后的等價性,如出現(xiàn)不等價轉(zhuǎn)化,則需附加約束條件。
總之,數(shù)學思想反映著數(shù)學概念、原理及規(guī)律的聯(lián)系和本質(zhì),是形成數(shù)學能力、數(shù)學意識的橋梁,是靈活運用數(shù)學知識、技能、方法的關鍵。數(shù)學思想方法是中學數(shù)學教學的重要內(nèi)容之一。任何數(shù)學難題的解決無不以數(shù)學思想為指導,以數(shù)學方法為手段。數(shù)學思想是教材體系的靈魂,是教學設計的指導,是課堂教學的統(tǒng)帥,是解題思維的指南。把數(shù)學知識的精髓—數(shù)學思想方法納入基礎知識的范疇,是加強數(shù)學素質(zhì)教育的一個重要舉措。隨著對數(shù)學思想方法教學研究的深入,在教學中滲透數(shù)學思想方法的實施,必將進一步提高數(shù)學教學質(zhì)量。