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高中阶段常见的有数形结合、分类讨论、化归与转化、函数和方程、建模等思想方法.正确运用这些思想方法,对提高学生的解题能力起非常关键的作用.因此,在教学中应重视培养学生的数学思想方法.我现结合数学教学实践探讨其中所蕴含的数学思想方法.
一、数形结合的思想方法
数形结合就是把抽象的数学语言与直观的图形相结合、抽象思维和形象思维相结合,通过“以形助数”“以数辅形”两个方面,可使复杂问题简单化,抽象问题具体化,有助于把握数学问题的本质,它是数学的规律性与灵活性的有机结合.巧妙运用数形结合的思想方法解决一些抽象数学问题,可收到化繁为简、化难为易、事半功倍的效果.数形结合的重点是“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.
数形结合常用于函数与函数的图像、解不等式、曲线与方程,参数本身的几何意义,代数式的结构特点,求函数的值域、向量问题等常常可以用数形结合思想寻找解题思路.
(一)由数化形、以形为手段,以数为目的,通过建立坐标系由条件绘制相应图形,使图形充分反映出它们相应的数量关系,从而解决问题.
(二)由形化数,借助于图形,通过观察揭示出图形中蕴含的数量关系,反映出事物本质特征.
(三)数形转换,“数”和“形”可以互相转换,化抽象为直观,化直观为精确,化难为易,从而使问题得到解决.
评注:数形结合思想是一种重要的数学思想方法,在解选择题、填空题中应用广泛,在解答题中一般可用数形结合法寻找解题思路,解答过程如用数形结合,叙述要严谨,防止只画个图形而解题过程不规范现象的发生.著名数学家华罗庚对“数形结合”的重要性,精辟地概括为“数无形,少直观;形无数,难入微”,形象地道出了数形结合的特征和重要性.
二、分类讨论的思想方法
在解某些数学题时,它的结果可能不唯一,对可能的情况要一一加以分类讨论.它是一种重要的数学思想方法,在高考中占有十分重要的地位,分类讨论试题具有明显的逻辑性、探索性的特点,试题难度属中高档.
(一)引起分类讨论的原因大致可分为如下几种:
1.涉及的数学概念是分类定义的,如绝对值、直线斜率、指数函数、对数函数等.
2.运用的定理、公式或运算性质、法则是分类给出的,如等比数列的求和.
3.由图形的不确定性引起的分类讨论:有的图形的类型、位置需要分类:如角的终边所在的象限,点、线、面的位置关系等.
4.数学问题中含有参数变量,如参数的方程、不等式,由于参数的取值不同会导致所得结果不同,或对于不同的参数值要运用不同的求解或证明方法.
5.对较复杂或非常规的数学问题,需要采取分类讨论的解题策略来解决.
(二)分类的原则:分类的标准要统一;层次要分明,分类要做到不重不漏;能不分类的要尽量回避,或尽量推迟,决不无原则地讨论.
(三)分类方法:①明确讨论对象;②确定分类标准;③逐步详细讨论;④归纳小结.
四、转化与化归思想
转化与化归思想是研究问题最基本、最重要的思想方法,它无处不在.比如:处理几何问题时,将空间问题转化到一个平面上解决;在解析几何中,通过建立坐标系将几何问题化归为代数问题;复数问题化归为实数问题等.
关键词: 中学数学教学教学 数学思想方法 教学方法
一、全面认识数学思想方法
数学思想方法包括数学思想和数学方法两个方面.所谓数学思想是指“从某些具体的数学认识过程中提升的观点,是对数学概念、方法和理论的本质认识.”所谓数学方法是指人们在数学活动中为达到预期目的而采取的各种手段、途径和行为方式中所包含的可操作的规则或模式.方法是实现思想的手段,任何方法的实施,无不体现某种或多种数学思想;而数学思想往往是通过数学方法的实施才得以体现的,它们在一定范围内有通用性(如:“消元”既是方法又是思想),二者关系密切,有时不易区分,人们常把数学思想与数学方法合为一体,称之为“数学思想方法”.
二、中学数学中某些思想方法的教学
1.函数和方程思想.
(1)函数描述了客观世界中相互关联的量之间的依存关系,是对问题本身的数量特征及制约关系的一种刻画.因此函数思想的实质是用联系和变化的观点提出数学对象之间的数量关系,并用映射给予严格的形式,它几乎成为贯穿中学数学的一条主线.中学的函数思想,应包括建立函数模型解决问题的意识、函数概念和性质的广泛运用、函数图像的应用.
例1:按复利计算利息的一种储蓄,本金为a元,每期利率为r,设本利和为y,存期为x,写出本利和y随存期x变化的函数式.如果存入本金1000元,每期利率2.25%,试算5期后的本利和是多少?
在实际问题中,常常遇到有关平均增长率的问题,如果原来产值的基础数为N,平均增长率为p,则对于时间x的总产值y,可以用下面的公式y=N(1+p)■表示.解决平均增长率的问题,要用到这个函数式.
培养学生函数思想,会用变量和函数思考数学问题,学会建立函数模型解决问题的意识,前提是应该理解函数的概念,将概念通俗化,就是两个变量之间的变化关系,反应到坐标系中就是y对x的关系,在此基础上通过简单实例学习归纳出中学数学中常见的几种基本函数的解析式,牢固掌握它们的图像和性质后将其应用于实际问题中.
(2)方程的内容在中学阶段也同样经历了由浅入深的历程.其中最重要的变化是从具有确定解的方程,发展到解连续变化的方程;从注重解的数值特征,转向方程的几何意义,另外还有方程与多方面因素的相互联系.方程的思想是在这样的过程中逐步培养起来的.其中当然包含通过设立未知量建立相等关系,即把未知看做已知的意识,还有如何用方程(方程组)的知识解决问题,等等.
在等差与等比数列中,常常需要研究之间的关系,我们可以以方程思想为指导,寻找求知数个数与方程个数间的关系,根据题意逐个列出方程,等等,都要用到方程思想方法,根据题意列出所需要的方程.
2.分类讨论的思想.
所谓分类思想,就是根据数学对象本质属性的共同点和差异点,将数学对象区分为不同种类的思想方法.例如“直线在平面外”常要分为线面平行,线面相交讨论;qn的极限需要按q所取值的范围讨论;三角函数值的正负要按角所在象限讨论,等等.根据分类思想,人们把这些对象全体组成的集合划分成若干个子集(类),使得具有共性的对象属于同一个子集,而不具有这种共性的对象属于别的子集.分类是以比较为基础,将研究对象进行比较整理.同样一些东西构成的集合可依不同法则(标准)分类.如:三角形按角分类,也可按边分类,解决实际问题时,根据实际情况确定分类方法.
在教学中要注意分析分类的原因、时机与分类的标准、方法,此例是类中有类,正是因绝对值概念引起分类讨论再而由二次函数对称轴的变化即图形位置的不定引起分类讨论,(二次函数的单调性与对称轴的变化关系或开口与二次项次数的符号的关系),引发讨论的原因还有很多,如指数、对数函数的底数对函数性质的影响,圆锥曲线方程中,分母的符号、大小对曲线类型,曲线位置不同的影响,排列、组合中经常遇到的分类问题等,要能准确分类,必须加强基础知识的教学,在平时各相关知识点的教学中,在知识的形成过程中,让学生明确分类的意义与必要性,重复出现,逐渐强化.分类讨论的方法在数学中占有重要地位,通过分类,可以化整为零,各个击破,变一般为特殊,变模糊为清晰,变抽象为具体.
3.数形结合的思想.
所谓数形结合是根据数量与图形之间的关系,认识研究对象的数学特征、寻找解决问题的方法的一种数学思想方法.数学是研究现实世界空间形式和数量的科学,因而数学研究总是围绕着数与形进行的.数以形而直观,形以数而入微.在数学教学中,运用联想的思维,以数构形,以形思数,渗透并强化数形结合的思想方法,使抽象的问题变得直观、易理解,同时有利于激发学生的学习兴趣,培养学生思维的形象性和广阔性.中学数学教材中处处蕴涵数形结合的思想.
数形结合的解题思想方法的特点是:具有直观性、灵活性、深刻性,并跨越各章节界线,有较强的综合性,不等式、方程、函数之间,方程与二次曲线之间,三角方程与三角曲线之间,不等式与线性规划之间都有着密切联系等,平时教学必须加强这方面的训练,让学生学会以数构形,以形思数,反过来进一步巩固数学知识,打好基础,提高能力.
4.转化(化归)的思想方法.
所谓转化(化归)的思想是指在研究数学问题时,采用某种手段将问题通过变换使之转化,进而使问题得到解决的一种解题策略.一般情况下,都要将未解决的问题化归转化为已解决的问题.它是数学中基本的思想方法,同时也是在解决数学问题过程中常用的基本思想方法.数形结合的思想体现了数与形的相互转化;函数与方程思想体现了函数、方程、不等式间的相互转化;分类讨论思想体现了局部与整体的相互转化,因此以上三种思想方法都是转化思想的具体体现,各种变换的方法及分析法、反证法、特定系数法、构造法等都是转化的手段.
高考中十分重视对化归与转化思想的考查,要求考生熟悉各种化归与转化的变换方法,并有意识地运用变换方法解决有关的数学问题.化归需明确三个问题:(1)明确化归对象;(2)明确化归的目标;(3)明确化归的方法.
以上化归方法在求函数最值问题时经常用到,如三角函数最值问题常常要转化为一些我们所熟知的函数(如二次函数)最值问题等.教师在平时的教学中应有意识地结合例题让学生体会转化方法,转化思想,尽可能在做完题后认真反思,从中提炼方法.学生学会转化的关键是必须具备扎实的基础知识和基本理论,并且能对课程内容融会贯通,系统掌握课程内容的内在联系.教师必须注重各章节知识交汇处的教学,加强知识间的横向联系.
三、如何在数学教学中渗透数学思想方法
数学思想方法教学所采用的主要方法是渗透,所谓渗透,就是有机地结合数学知识的教学,反复向学生讲解,通过逐步积累,让学生对数学思想方法的认识由浅入深,由表及里,渐进地达到一定的认识高度,从而自觉地运用之.
1.钻研教材,充分挖掘教材中蕴涵的数学思想方法.
数学定义、法则、公式、定理等知识都明显地写在教材中,而数学思想方法却隐含在数学知识体系里,并且分散于各册教材的各章节中.我们在备课时要认真钻研教材,充分发掘提炼在教材中的数学思想和方法,并弄清每一章节主要体现了哪些数学思想,运用了什么数学方法,研究大纲,吃透教材,揣摩教材编写的意图,挖掘教材中蕴涵的数学思想方法.例如通过实数、整式概念的教学,可以渗透分类的思想.
2.把掌握数学思想方法纳入教学目标.
数学教育的根本目的在于培养数学能力,即运用数学解决实际问题和进行发明创造的本领.而这种能力,不仅表现在对数学知识的记忆,更主要地依赖于对数学思想方法的掌握和发挥.把要渗透的思想方法精心设计到教案中,在备课时要考虑如何结合教材内容进行数学思想方法渗透,渗透什么数学思想方法,渗透到什么程度,例如一般三角形通过作高可以转化为直角三角形,再利用勾股定理和三角函数和知识易求解,这当中渗透了由一般到特殊转化的思想方法;求二元一次方程组的解,可以转化为两个一次函数的图像的交点问题,这样抽象的问题就转化为直观形象的问题,当中渗透了数形结合的思想和转化的思想;教师只有这样把握教材的思想体系,才能在教学中不失时机地渗透数学思想方法.
3.反复再现,逐渐强化.
数学思想方法不可能经历一次就能正确认识并迁移,需要在长期的教学中,不断地再现,反复地引导与强化,才有可能使学生达到掌握的程度.首先是从模仿开始的.学生按照例题示范的格式解答与例题相同类型的习题,实际上是数学思想方法的机械运用.此时,并不能肯定学生领会了所用的数学思想方法,只有当学生将它用于新的情境、已经解决其他有关问题时,才能肯定学生对这一数学本质、数学规律有了深刻的认识.
数学思想方法是培养数学能力与数学人才的需要,因为数学教育的根本目的在于培养数学能力,而这种能力不仅表现在对数学知识的记忆,更主要地依赖于对数学思想方法的掌握和发挥.它使学生学会用数学的思想思考和解决问题,把知识的学习和培养能力、发展智力有机地联系起来.所以加强数学思想方法的教学,不仅关系到人的数学素养的培养和提高,而且关系到人的素质的培养和提高.数学教师要更新观念,重视数学思想方法的教学,深入钻研教材,努力挖掘教材中所蕴涵的思想方法.
参考文献:
关键词:策略与方法;高中数学;课堂教学;渗透数学方法
基础的教学课程体系中,数学是很重要的一门应用型的基础学科。在高中的数学教学的实践中,一般有两条主线贯穿着:数学思想方法和数学基础知识。通常情况下高中数学老师教授给学生的都是数学的基础知识,这些基础知识就是数学教材中的各个数学知识点,它是直接由文字或者数学公式表达出来的,这是一条明线,很多老师和学生都很重视这条明线,但是很多时候却忽视了数学思想方法这条暗线,而在教学过程中除了教授方法外,更重要的是数学思想方法,它是高中数学知识的灵魂和精髓,它包含在高中数学教学的整个过程,是高中数学的重要内容。[1]
一、高中数学课堂教学中渗透数学思想的方法
高中数学课堂教学中的渗透数学思想是在高中的数学课堂教学过程中对数学的规律、方法、知识的本质的一般规律的认识;高中的数学学习方法主要是解决数学问题的程序和策略,实质反映的是一种具体的数学思想,因此数学知识就是数学渗透思想方法的具体载体,在高中数学中应渗透的几种重要的数学方法有:1.分类讨论的数学渗透思想方法在高中的数学学习过程中,分类讨论是一个重要的数学方法,主要是通过对数学对象的本质属性进行异同比较,然后根据比较进行分类,并根据不同的类别应用不同的思想方法。分类讨论的数学渗透方法有利于避免解答数学问题的思维片面性,可以通过具体的分类具体分析问题,达到全面解决问题,防止漏解的结果的出现。数学对象区分为不同种类的思想方法。分类讨论既是一个重要的数学思想,又是一个重要的数学方法,能克服思维的片面性。[2]2.类比的数学渗透思想方法在高中的数学学习过程中,通过对不同种类的数学对象的属性进行类比,并把相同的属性的对象按照相同的方式进行推理,类比的数学渗透思想方法是具有创造性的一种数学渗透思想方法。3.数形结合的数学渗透的思想方法主要指的是将数学中的图形和数量进行对比研究、分析和找到解答思路的一种思想方法。4.化归的数学渗透思想方法主要指的是将要解答的问题转化并归结为比较简单的或者是已经解决了的问题,从而很轻松地得到问题的答案。5.方程与函数的数学渗透思想方法指的是通过数学的公式和函数方程等来解答相关的数学问题。6.整体的数学渗透思想方法指的是在解答数学问题的时候从数学的整体结构进行全面的思考和观察,从宏观整体上全面地解答问题。
二、高中数学课堂教学中渗透数学思想的策略方法
1.数学知识学习过程中数学思想的渗透在高中的数学教学过程中,学生需要掌握的数学知识包括两方面:一方面是:数学公式、数学概念等数学基础知识;另一方面是数学的解题方法和解题思路等数学思想。在数学的学习过程中,通常需要先掌握基本的数学公式和概念才能运用方法和解答思路来解答数学问题,但是只懂公式和概念,不会用方法和没有解答思路,也是解答不对问题的,因此,在学生学习数学的知识体系过程中,老师应该引导学生利用数学渗透思想方法来掌握数学知识。比如在学习“函数”的过程中,可以利用数形结合的数学渗透的思想方法,通过图形等比较来加深学生对“函数”的学习。[2]2.数学问题解决过程中数学思想的渗透在解决数学题的过程中,需要把相关的数学思想运用到具体的数学题的解答中,比如做“函数的最值”方面的题目时,比如在“求函数y=x2-4mx+4在区间[2,4]上的最小值与最大值”这一例题,老师可以通过引导学生用分类讨论的数学渗透思想方法,将相关的题目的函数图表画出来进行讨论,并在讨论过程中运用类比的数学渗透思想方法、数形结合的数学渗透思想方法、方程与函数的数学渗透思想方法等相关的数学渗透方法来分析和解答题目。3.数学复习小结过程中数学思想的渗透在对高中数学的学习小结复习过程中,更需要相关的数学思想渗透,运用整体的数学渗透思想方法对相关知识进行总结归纳,树立整体的数学思维来全面应用和渗透,使学生能够从感性的具体数学题目中提炼出对数学学科的理性认识。例如,在总结“数列”这个知识体系时,可以利用分类讨论的数学渗透思想方法、类比的数学渗透思想方法、化归的数学渗透思想方法、整体的数学渗透思想方法等开展总结复习。[3]
三、结语
总而言之,数学思想是数学教学过程中的数学方法和数学基础知识的更高层次,对高中数学的方法和基层知识的学习起到了指导的作用,是解决数学方法感性到理性的不断升级和飞跃,数学思想的形成能有效地帮助学生们形成对数学的整体概念,有利于学生构建自身的数学知识体系,提高自身的数学学习能力和形成数学思维能力。
参考文献:
[1]林静.如何在高中数学课堂教学中渗透数学思想方法[J].时代教育,2014,7(1):73.
[2]许桂兰.高中数学教学中数学思想方法的渗透:以函数奇偶性教学为例[J].学周刊,2015,9(6):82.
关键词:数学思想方法;地理教学;符号思想
数学思想方法的种类和分类方式,各家说法不一。本文主要选取了中学数学中常用的五种一般数学思想方法,分别探究了这五种不同数学思想方法在高中地理教学中的应用。符号是描述数学研究对象的语言,集合是数学研究对象的形式表述,数形结合是数学两种基本研究对象之间的转换,分类体现了具体研究对象之间的异同与关系,逻辑推理是数学论证的基本方法。
一、符号思想
符号思想的实质是通过建立某种对应,实现从感性到理性的转换。符号的抽象程度和创造水平的高低差异直观影响学科的发展方向与速度;表达符号的不同也是对一门学科水平的反映。在地理学科中,我们可以借鉴数学学科的基本语言和符号思想,主要表现在以下几个方面:
首先,我们可以直接使用这些数学语言和符号,使地理学科的“理”性表达得更为简洁、科学,例如:正午太阳高度的公式:H=90°δ-?渍。满足了地理学,从定性的分析到定量的计算,公式的总结性表述,可以揭示地理事物的普遍规律,让学生可以更精确、概括性地认识地理现象。
其次,也可以借鉴数学语言和符号思想,发扬地理学科语言和符号,从而确立地理学科的独特地位。地理符号主要运用于地图教学。地图符号的建立需要严格的定义,要注重符号的科学性和合理性。地图上的符号大致可分为颜色符号、事物标志符号、文字符号和线柱符号。这些各种不同的符号,就是我们地理学科的形式化语言。在教学中,教师应该广泛地使用学科语言,给学生以潜移默化的熏陶,增强其对地理学科的归属感。
最后,素质教育的教学目标有三个维度,在知识的传递过程中,主要是对学生能力的培养和价值观的建立,这些目标可以通过地理学科符号来实现。地理符号除了教学中的狭义地图符号外,更包括人类长期以来的活动作用于环境的地理印记。在漫长的历史进程中,我们的祖先以其顽强的生命力和坚韧的毅力,不断同周围的地理环境相适应,并且改造地理环境,留下了人类活动的伟大印记,如天坛、长城、故宫、泰山等。这些改造自然的活动,不仅对地理环境进行了和谐的改造,而且将中华民族的文化精神和文化意识深深地浸染于其作用的地理印记之中,也就创造了具有丰富民族文化精神的地理符号。在地理教学中,对这些地理符号进行讲解时,一方面要让学生明白它们作为一些地理分界线或是特殊城市地理布局的知识含义;另一方面要让学生明白,地理符号是作为一种民族文化的载体,成为一种文化象征和文化精神。
综上可见地理符号在地理教学中的重要意义,因而在实际教学中,教师需要渗透地理学科的符号思想,让学生可以通过一种符号,认识一门学科,学会使用地理学科语言,并在这一过程中培养学生的综合素质。
二、集合论思想方法
人类关于集合的认识,一直都有一个很朴素的观念:把某类对象按照一定标准放在一起作为讨论范围。集合论思想方法就是指,运用集合论的语言和符号描述研究对象以及对象之间的关系,然后分析并解决问题的方法。集合论作为数学语言十分简单,数学概念都可以看做是集合,可以用集合论的语言来表述数学概念。
在地理教学中,集合论思想的应用对地理学科整体性把握更具优势;集合论的语言也可对地理概念进行简化;对于地理试题的解题方面,集合论的思想也将起到指导作用。
1.从集合论的高度概括中学地理内容,能更好地从整体上把握中学地理的研究对象
地理学起到的作用主要就是沟通自然科学和社会科学的桥梁作用,高中地理中必修一主要是自然地理学,必修二为人文地理学;自然地理中主要是根据地球的圈层结构,对课本进行编排;人文地理中主要是研究人口、人类的聚居地(城市)、人类生产生活(工业、农业)、对人类活动最重要的影响因素(交通)等。通过集合可以很好地表示高中地理的研究对象,让学生从整体上把握高中地理知识。
例如:
2.用集合论的语言表述有关概念更为简洁
地理中的专业概念较为繁多,很多概念在内涵上存在包含与被包含的关系,也有需要按照一定准则进行分类划分,借助集合的思想来表达地理中的概念,使抽象繁琐的语言表达显得更直观、形象,也更具有科学性。
例如:天体系统层次,用语言表达为地球所处的天体系统,按从低到高的级别,依次为地月系、太阳系、银河星和总星系。看起来很繁琐,借助集合知识表述为: 3.集合论的思想方法对解题的指导作用
运用集合论的思想对地理试题中的很多数学问题有着指导作用,以集合为工具,可将地理中涉及的几何、代数、三角等综合问题用几何形式表示出来,并提出解题思路。
案例一:地理概念
(1)从属关系:如,能源、一次能源、常规能源;土地资源、土壤资源、耕地资源。
(2)包含并列关系:如,降水、降雨、降雪;锋、暖锋、冷锋、准静止锋;淡水与各种陆地淡水资源。
(3)交叉关系:如,可再生能源、新能源、二次能源;自然资源、矿产资源、能源。
(4)排斥关系的概念:如,可再生资源和不可再生资源;岩浆岩、沉积岩、变质岩。
三、数形结合思想方法
地理学科最初的含义就是地图学,因此地理学科对图形的使用是普遍存在的,很多地理事物、地理现象和地理规律都是可以通过“数”与“形”归纳其本质属性的;其次,地理学科内容具有系统性,知识具有较强的逻辑性。在中学地理教学中应用数形结合的思想方法,可以培养学生的空间思维能力,结合地理学科特色,可以发展地理空间思维能力;数形结合思想方法的应用也可以使学生的形象思维与抽象思维能力得到提高,多种思维的互相促进,对培养学生灵活运用所掌握知识的能力有很大提高,对学生的综合能力有较大提高,还能为培养学生的创新能力奠定坚实的基础。
数形结合思想方法在地理学中应用的主要内容有:
(1)通过给出的图表,建立适当的代数模型;例如高中地理必修一中给出了太阳黑子数随时间的变化,通过图可以得出太阳黑子与时间的变化规律,发现太阳黑子活动的周期性。
(2)运用几何模型解答有关代数问题;例如时区和区时的计算,通过图形可以直观地看出世界不同地区所在的时区。
(3)与函数有关的几何、代数综合性问题;例如太阳高度角的计算,画出太阳直射点所在位置,结合几何与代数知识,可以很便捷地得出结果。
(4)以图像形式呈现信息的应用性问题;例如自然界的水循环示意图。
案例二:关于地球自转的线速度,课本上只是说明了:地球自转的线速度,因纬度的不同而有差异,那么学生该如何理解这种差异,即地球自转的线速度随纬度变化规律。
解:如图所示,设地球赤道半径为R,纬度为δ处自转轨迹半径为r。
线速度(v)=■
赤道处线速度为:v赤道=■;
纬度δ处线速度为:vδ=■
又r=R・cosδ
vδ=v赤道・cosδ
δ∈0°,90°,vδ随δ的增大而减小,因而地球自转的线速度随纬度的增大而减小;且当δ=60°时,v60°=■v赤道,也就是纬度为60°时,其线速度为赤道地区的一半。
四、分类讨论思想方法
分类讨论是指当问题中所给出的对象不能进行综合研究时,需要研究问题的对象按某个标准进行分类,然后每一类分别讨论,最后根据各类结果进行综合得到整个问题的答案,这种先进行分类再讨论,把复杂问题“分而治之,逐个击破”的解决问题的思想方法就是分类讨论思想。这种思想体现了化整为零、逐个击破,再积零为整的数学思想,反映了研究对象之间的内在规律,可以帮助学生总结归纳知识,提高学生思维的条理性和概括性。分类讨论时需要注意的是:每次分类时必须按照统一标准;分类讨论中的每一个部分要相互独立;分类讨论要注意层次,逐级进行分类,做到不重复、不遗漏。
地理作为综合性学科,地理事物导致的地理现象成因复杂,一个地理现象往往是多方面因素综合影响形成的结果,在分析地理现象时往往需要考虑多方面的因素,这会给我们的思维增加难度,因而可以通过分类讨论的思想,把复杂问题分化成多个简单的小问题。
引起分类讨论的因素较多,但常见的类型主要有以下几种:
(1)根据概念、公式、定理进行分类讨论;
(2)根据计算的要求进行分类讨论;
(3)根据地图的形状或位置变化进行分类讨论;
(4)当条件或结论开放时进行分类讨论;
(5)当问题中条件较少,需通过分类来补充条件时进行分类讨论。
例如,在讲解三圈环流:
第一步:假设下垫面性质均一,地球不自转、不公转;地球的大气环流形式为单圈环流。
第二步:去掉地球不自转的假设;形成了基本的三圈环流模型。
第三步:去掉地球不公转的假设;推导出了气压带和风带的季节移动。
第四步:去掉地球下垫面性质均一的条件;出现了气压中心。
案例三:“地球表面有适宜生命过程发生和发展的温度条件。”
对于这句话的理解我们可以引导学生从两个方面去考虑:
(1)如果地球表面温度过高,由于热扰动太强,原子根本不能结合在一起,也就无法形成分子,更不用说复杂的生命物质。
(2)如果地表温度太低,分子只能以晶体存在,生命物质也就无法形成。
五、逻辑推理思想方法
逻辑推理是根据已知的条件作出合乎逻辑的推断,推出未知的判断的一种思维方式。逻辑推理方式一般有三种:演绎、归纳和溯因。演绎推理主要是由前提得出必然的结论,由“前提”和“规则”推导出“结论”;归纳推理是从特殊到一般,借由大量的“前提”和“结论”所组成的例子来学习“规则”;溯因推理与演绎的过程相反,由“结论”和“规则”来支援“前提”,数学中常用的推理方式是演绎。在研究中,有学者发现中学生常用的证明和推理方法有:间接证明法和直接证明法;分析法和综合法;对比法和类比法;归纳法和演绎法。
在地理教学中,地理逻辑推理思想就是借助地理知识的相关概念,依照逻辑的规律推断出新的地理知识的思维活动。简单来说,是指借助地理概念,通过推理和判断,反映和揭示地理事物的内在联系和本质属性,从而获得对地理现象的规律性认识。地理学主要研究各种地理事物的空间分布及其成因和变化,而地理事物是相互依赖、相互联系、相互作用的,因而在中学地理学习过程中,可结合学生已具备的地理知识基础,运用逻辑推理的数学思想方法来研究诸多地理现象。
例如,高中地理必修一中,在探讨黄赤交角的变化对地球上五带的变化,教师可用逻辑推理的思想方法来讲解:
{目前黄赤交角:23°26′;南北回归线纬度:23°26′;极圈纬度:66°34′}
?圯{南北回归线纬度=黄赤交角,极圈的纬度=90°-黄赤交角}
?圯{黄赤交角变大}
?圯{回归线纬度变高,极圈的纬度变低}
?圯{温带将缩小,热带和寒带将扩大}
数学与地理起源相同,随着两个学科的发展日益壮大,学科之间可以相互借鉴、相互促进。地理学科横跨自然与人文两大领域,具有很强的综合性。在教学中,教师可以适当借鉴其他学科的思想方法,其中数学作为科学的工具性学科,对所有自然科学学科都有促进意义,因而在地理教学中应用数学思想方法,一方面可以解决仅用地理知识难以处理的问题,对学生学习地理知识、发现地理现象、探究地理规律,都能起到很好的促进作用;另一方面可以培养学生发散性思维和创新性精神,从而培养符合素质教育要求和适应社会发展需要的综合型人才与创新型人才。
本文举例主要涉及高中地理的自然地理,有关人文地理中的很多问题也是可以用数学思想方法解决。当然,数学思想方法并非唯一的一种方式,也并非是最有效的方式。在学科教学中,还有其他学科的思想方法,教师也可以在地理教学中适当应用。各个学科的思想方法都是学科的精髓,学科间的相互借鉴、融会贯通,学科的综合化是一种必然的趋势,教师在这方面需要有敏锐的判断力,为学生的终身发展奠定基础。
参考文献:
[1]吴炯圻,林培榕.数学思想方法:创新及应用的培养[M].厦门大学出版社,2009.
关键词:高中数学;解题教学;数学思想
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)07-0138
数学思想是数学理论和内容经过人脑思维活动而产生并存在于人脑中的一种意识,它是对数学事实与理论内容的最根本认识;数学方法是数学思想在研究数学问题过程中的具体表现形式,实际上它们的本质是相同的,差别只是数学方法站在解决问题的角度看问题,而数学思想是站在问题最本源的角度去思索问题。通常统称为“数学思想方法”。常见的数学思想有:函数与方程思想、转化与化归思想、分类讨论思想、数形结合思想等。
一、函数与方程思想
函数思想,是指用函数的概念和性质去分析问题、转化问题和解决问题。方程思想,是从问题的数量关系入手,运用数学特有的语言将问题中的条件转化为数学模型(方程、不等式、或方程与数学思想方法不等式的混合组),然后通过解方程(组)或不等式(组)来使问题获解;有时,还能实现函数与方程的互相转化,达到解决问题的目的。例如,数列是特殊的函数,函数有解析法、列表法、图像法三种表示方法,相应的数列就有通项公式、递推公式、列表、图像等表示方法,用函数的单调性、最值等性质解决数列问题非常快捷。
二、转化与化归思想
转化与化归思想是把生疏问题转化为熟悉问题、复杂问题转化为简单问题、抽象问题转化为具体问题的一种重要的思想方法。通过不断的转化,学生可以把未知解的复杂问题转化为在已知范围内可解的简单问题。我们教师要不断培养和训练学生自觉的转化与化归意识,这将有利于训练学生思维能力,使学生更聪明、更灵活、更敏捷;也有助于我们提高教学水平。
三、分类讨论思想
在解答某些数学问题时,有时会遇到多种情况,对此,我们必须对各种情况加以分类,并逐类求解,然后综合得解,这就是分类讨论法。以下是来自教材的命题:
例1. 若loga3/40且a≠1),求实数a的取值范围。
解:因为loga3/4
当a>1时, 函数y= logax在其定义域上递增,则有a>3/4,故有a>1 成立。
当0
综上所述,a>1或0
例2. 已知集合A={x|x2=1},B={x|ax=1}若BA,求实数a的值。
解:显然集合A={-1,1},对于集合B={x|ax=1},
当a=0时,集合B=满足BA,即a=0;
当a≠0时,集合B={},而BA,则,=1或=-1,
得a=-1,或a=1,
综上所述,实数a的值为-1,0,或1。
在教学中,教师要和学生一起分析总结引起分类讨论的原因主要有以下几个方面:
①题目所涉及的数学概念是分类进行定义的。如指数函数、对数函数的定义中对底数a的要求是a>0且a≠1。这种分类讨论题型可以称为概念型。如例1。
②题目中涉及到的数学定理、公式和运算性质、法则有范围或者条件限制,或者是分类给出的。如等比数列的前n项和的公式,分q=1和q≠1两种情况。这种分类讨论题型可以称为性质型。
③解含有参数的题目时,学生必须根据参数的不同取值范围进行讨论。例如解不等式mx>2时分m>0、m=0和m
④某些不确定的数量、不确定的图形的形状或位置、不确定的结论等,都需要通过分类讨论,以保证其完整性与确定性。
在解答分类讨论问题时,我们要遵循的原则是:分类的对象是确定的;标准是统一的;不重不漏的科学划分;分清主次;不越级讨论;其中最重要的一条是“不重不漏”。我们的基本步骤是:首先,要确定讨论对象及所讨论对象的全体范围;其次,确定分类标准并进行正确合理的分类,即标准统一、不漏不重;再次,对所分类别逐类进行讨论,获取阶段性结果;最后,归纳总结得出结论。
四、数形结合思想
数形结合思想方法,包含“以形助数”和“以数辅形”两个方面,其应用大致可以分为两种情形:一是借助形的生动和直观性来阐明数之间的联系,即以形作为手段、数为目的,比如运用函数的图像来直观地说明函数的性质;二是借助于数的精确性和严密性来阐明形的某些属性,即以数作为手段、形作为目的,如解析几何中运用椭圆、双曲线、抛物线的方程来精确地阐明这三种曲线的几何性质。
例3. 方程sin((πX)/2)=logaX,(a>0且a≠1),恰有3个不相等实数根,则a的取值范围()
A. 空集B. (5,9) C. (1/7,1/3)D. (5,9)∪(1/7,1/3)
解:因为方程sin((πX)/2)=logaX,(a>0且a≠1),恰有3个不相等实数根,所以函数y=sin((πX)/2)和函数y=logaX的图像有3个交点。
做出函数y=sin((πX)/2)在区间[0,10]的图像,(周期为4)
当a>1时,作出函数y=logaX的图像,(单调递增)因为有3个交点,
所以loga51,
解得5
当0
所以-1
解得1/7a
综上所述,a的取值范围是(5,9)∪(1/7,1/3)
师生共同观察黑板上画的图象,很明显地能看出a的取值范围。
师:同学们反思一下自己的解题过程,用两句话概括出解决本题的关键是什么?
生:利用函数与方程思想方法解题,关键是找到函数。
生:利用数形结合思想方法,找到图像的交点。
师:很好。本题运用函数思想的前提是把求方程的实根转化为求两个函数的图像交点。此题,我们可以体会到函数思想和数形结合思想以及转化与化归的思想。希望在以后的解题中,同学们能敞开思路,实现数学思想方法在解题中的应用。
华罗庚先生说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万事休。”数形结合的思想,巧妙地将抽象的数学语言与直观的图像结合起来,是数的问题与图形之间相互转化的桥梁。
【关键词】数学数学;思想方法;生活实践
引 言
传统初中数学教学中,学生们对数学知识只是靠思想理解而体会,但若没有相关知识指导,很难对抽象化的数学知识进行理解,因此使得很多学校开始注重于数学思想方法教学。初中数学思想方法有很多有利之处,不但可以把抽象化的数学知识转换为直白的数学知识,也有利于培养学生们的数学思维能力。初中学生学习数学知识可以应用于现实生活中,而数学思想方法则锻炼了初中学生的思维能力,可以使学生在生活中进行更多的知识应用。
一、数学思想方法的概述
数学思想方法主要是把现实中的空间形式和数量关系反馈到学生的意识之中,使得其可以经过大脑的思维运动下产生一种思想结果。数学思想方法是教学中常见的处理数学问题的办法,其涵盖了数学的基础知识和数学方法,是数学发展中的一种创造性指导方针。数学思想主要是人们对数学理论知识的一种本质理解,而数学方法是对数学思想的一种详细化形式,这两者在本质上基本相似,其差异之处主要在于看待数学问题角度不同。通常来讲,数学思想方法都是有三个层次的,即低层次数学思想方法、较高层次数性方法和高层次数学思想方法,这三个层次则包含了数学的消元化、代入法、概况类比和转化分类以及数形结合等方法,其中的高层次数学思想方法主要是概况了低层次的思想方法。
二、在初中数学中应用数学思想方法的有利之处
在初中数学教学中应用数学思想方法不但只是为了提高素质教育,也是为了培养学生的数学思维良好认证能力。数学思想方法对于提高初中学生的数学理解能力是有很多有利之处的,其不但可以使学生在学习数学过程中掌握一定的数学思想方法能力,也可以使学生在新的数学知识中掌握更多的数学思想方法,使得其可以通过运用数学思想方法来建立一个个人的数学知识体系。运用初中数学思想方法不但有利于巩固学生学习的数学知识,也有利于加强学生的数学知识能力。
三、初中数学的思想方法
(一)转换思想方法
转化思想方法是初中数学教学中常见的数学思想方法,其主要是将一种思考对象转化为另一种思考对象,目的是为了把不理解的数学问题转换化熟悉的数学问题。转换思想方法是数学思想方法中的基础思想方法,其对其他的数学思想方法运用是有一定的帮助的。在初中数学教学中应用转换思想方法主要表现在以下几方面:
(1) 将新的问题转换为原先学习过的数学问题,使得能对其进行快速的理解学习,如把有理数的减法转换为加法,除法转换为乘法等。
(2) 将难以理解的问题转换为一步步简单易懂的问题,比如将数转化为形。
(3) 新的数学问题不易进行解决时,可以将其进行新的研究,如将逆算的性质解方程转换为等式的性质解方程。
(二)函数方程思想方法
函数思想主要是通过利用函数的概念和性质来去理解解决数学的问题,方程思想则是通过数学问题之间的数量关系进行解决的,函数与方程之间可以进行相互的转换。初中数学教学中,函数思想方法解决问题主要是利用函数的性质解决的,如F(X)的奇偶性和周期性,对此初中数学学习者可以利用函数的思想方法,来对数学问题进行等量的转换,以使得其可以理解抽象化的数学问题。
(三)分类讨论思想方法
在初中的数学问题中,有时一个数学有很多问题情况,为了解决此问题,可以对其的情况进行分类,并根据类别进行逐一解决,以获得问题的解决,这种类别分类法即为分类讨论思想方法。分类讨论思想方法实际上是一种逻辑性的方法,其可以将零转化为整,也可以将整转化为零。初中数学中应用分类讨论思想较多,其主要对抽象化的数学问题,进行相关的分类,并在分类后对其进行思想讨论,以获得阶段性的解决成果,然后再对其进行总的解决,使得其可以最终获得的解决问题方法。分类讨论思想方法的这种思路,在一定程度上锻炼了初中学生的逻辑性思维能力,有利于提高初中学生的综合性理解能力。
(四)数性结合思想方法
初中数学的数学知识主要分为三类,一类是实数和方程式这种的纯数的知识,一类是几何相关的形的知识,以及最后一类数性结合的数学知识。数形结合思想方法则是将抽象化的数学语言与直观的图形相结合起来,以使得数学知识能够简单直白的表现出来。初中数学主要是利用函数图像的性质,来对二次方程的数进行知识解决,使得初中学生们可以更好的理解数形结合的数学知识。
四、初中数学思想方法在生活中的应用实践分析
初中进行数学教学的目的不但只是让学生了解数学知识,也是为了让学生将数学知识应用到生活中,在生活中对数学知识进行相关的实践使用。初中数学为了使学生更好的掌握数学知识,产生了很多的数学思想方法,这些方法对于初中的学生数学学习有很多有利之处,其不但能够使学生掌握数学的思维方法,也能培养学生的数学思维能力,使得学生在现实生活中能够熟练的应用数学思想方法。初中数学常见的思想方法“转换思想方法”,此方法在实际生活中应用性比较高,初中学生可以利用转换思想的概念,来对生活中的数学问题进行解决。
结 语
综上所述,初中的数学思想方法有很多种,如转换思想方法、分类讨论思想方法、数性结合思想方法以及函数思想等方法,这些方法的运用在一定程度上提高了学生的数学思维能力,对学生以后的综合性思维发展帮助也很大。初中学生熟练的掌握数学思想方法,不但有利于学习数学理论知识,也有利于生活中的数学实践。
参考文献:
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【关键词】数学教学;分类讨论;思想方法
【中图分类号】G268【文章标识码】B【文章编号】1326-3587(2012)06-0102-01
数学家乔治• 波利亚说过:“完善的思想方法犹如北极星,许多人通过它而找到正确的道路”。随着课程改革的深入,应试教育“向”素质教育“转变的过程中,对学生的考察,不仅考查基础知识,基本技能,更为重视考查能力的培养。在中学数学教学中逐步渗透数学思想方法,培养思维能力,形成良好的数学思维习惯,既符合新的课程标准,也是进行数学素质教育的一个切入点。
数学分类讨论思想,贯穿于整个中学数学的全部内容中,应用分类讨论,往往能使复杂的问题简单化。分类的过程,可培养学生思考的周密性,条理性,而分类讨论,又促进学生研究问题,探索规律的能力。但是分类思想不象一般数学知识那样,通过几节课的教学就可掌握。它根据学生的年龄特征,学生在学习的各阶段的认识水平和知识特点,逐步渗透,螺旋上升,不断的丰富自身的内涵。
一、渗透分类思想,养成分类的意识
每个学生在日常中都具有一定的分类知识,如人群的分类、文具的分类等,我们利用学生的这一认识基础,把生活中的分类迁移到数学中来,在教学中进行数学分类思想的渗透,挖掘教材提供的机会,把握渗透的契机。比如在“有理数”这一章的教学中,反复渗透,强化数学分类思想,使学生逐步形成数学学习中的分类的意识。并能在分类讨论的时候注意一些基本原则,如分类的对象是确定的,标准是统一的,如若不然,对象混杂,标准不一,就会出现遗漏、重复等错误。如把有理数分为:正数、负数、整数,就是犯分类标准不一的错误。在确定对象和标准之后,还要注意分清层次,不越级讨论。
二、学习分类方法,增强思维的缜密性
在教学中渗透分类思想时,应让学生了解,所谓分类就是选取适当的标准,根据对象的属性,不重复、不遗漏地划分为若干类,而后对每一子类的问题加以解答。掌握合理的分类方法,就成为解决问题的关键所在。
分类的方法常有以下几种:
1、根据某些数学概念的定义进行分类
在初中阶段的教学内容中,一些数学概念的定义,如有理数的建立,绝对值的化简,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)根的判别式,两圆的五种位置关系等等……,都渗透着分类讨论的数学思想,对涉及到分类讨论思想的概念,教师在讲授这些概念时要准确、科学,要让学生对分类讨论思想的概念有正确的认知、理解和牢固的掌握。
例1:已知a是有理数,那么 |a| 与a的关系是( )
(A)|a| > a(B)|a| < a(C)|a| = a (D|a| ≥ a
分析:绝对值概念是一种需要进行简单的分类讨论的概念
(1)当a为正有理数或零时,|a| = a;
(2)当a为负有理数,即a< 0时,|a|= -a > 0,|a| =-a> a.得正确答案:D。
但我们会发现,总有一部分学生会选C,究其原因,是没弄清绝对值这一概念,认为求一个数的绝对值,如:|5|=5;|-7。5|=7。5;……,只要去掉绝对值里面的负号.实际上,要讲清绝对值这一概念应从绝对值的几何意义说起,也就是一个数的绝对值就是数轴上表示这个数的点与原点的距离,这样学生自然而然的会得出绝对值的三种分类讨论情况。
为了使学生能牢固掌握初中数学中有关涉及到分类讨论思想的概念,有时可以采用让学生操作、分组讨论、师生一起加以归纳总结,同时增加变式训练的教学方法。
2、根据运算性质的适用范围或运算的特殊规定而分类
例2:知:(a+b)2011=-1,(a-b)2012=1,试求 a2011+b2012的值。
分析:由(a+b)2011=-1,得a+b=-1;由(a-b)2012=1,得a-b=1或-1
因此要分两种情况进行求解:a+b=-1,a-b=1或a+b=-1,a-b=-1,所以a2011+b2012 的值为1或-1。
3、根据字母的不同取值进行分类
对于具体问题,如函数、方程、不等式中的解、求代数式的值等,它们随着题中所给字母的不同取值而变化,这时要对字母的取值进行讨论。
例3:当m=________时,函数y=(m+5)x 2m_1 +7x-3(x≠0)是一个一次函数。
分析:(m+5)x 2m_1可能是一次项或常数项,也可能m+5=0,因此,分三种情况讨论:
(1)2m-1=1;m=1
(2)2m-1=0;m=
(3)m+5=0; m= -5
只有抓住了分类讨论的动因,把握住了分类的标准,才能做到分类时条理清楚、标准一致,在解答问题时就不会重复或遗漏,保证解题的准确率。
4、根据某些定理或公式的限制条件进行分类
例4:已知:等腰三角形的一条腰上的高等于该三角形某一条边的长度的一半,则其顶角为________。
分析:这个等腰三角形的高的位置可能在其内部或外部,这条高等于该三角形某一条边的长度的一半,某一条边又可分为底边或腰两种情况,所以要对高在三角形的内部或外部以及高是底边或腰的长度的一半进行分类讨论,最后得出顶角为30º、120º或150º。
正确解答此类问题要分析清楚符合条件的图形的各种可能位置,紧扣条件,分类出各种符合条件的图形.是正确解答此类分类讨论问题的关键,教学中应注意对学生画图能力和空间想象能力的培养,让学生多操作、多思考,提高学生的数学能力,同时通过对开放性问题的讨论,对条件的不确定性与结论多样性的探索、猜想,充分拓展学生的思维空间,使他们的思维更深刻、广阔、活跃。
5、根据图形的特征或相互间的关系进行分类
如三角形按角分类,有锐角三角形、直角三角形、钝角三角形;直线和圆根据直线与圆的交点个数可分为:直线与圆相离、直线与圆相切、直线与圆相交。
在证明圆周角定理时,由于圆心的位置有在角的边上、角的内部,角的外部三种不同的情况,因此分三种不同情况分别讨论证明。先证明圆心在圆周角的一条边上,这种最容易解决的情况,然后通过作过圆周角顶点的直径,利用先证明(圆心在圆周角的一条边上)的这种情况来分别解决圆心在圆周角的内部、圆心在圆周角的外部这两种情况,这是一种从定理的证明过程中反映出来的分类讨论的思想和方法,是根据几何图形点和线出现不同位置的情况逐一解决的方法。
三、引导分类讨论,提高合理解题的能力
在初中数学教学中,其数学思想方法是多种多样的,以下列举出几种典型的初中数学教学方法。
首先是符号与变元的思想方法。大多数人认为初中数学教学要做到从算术到代数的过渡,从实验几何到推理几何的过渡,从常量到变量的过渡,从平面到立体的过渡,从推理几何到分析几何的过渡以及从有限到无限的过渡等六个大过渡。其中从算术到代数的过渡就是从具体数字到抽象符号的过渡。在初中数学教学中,掌握数学符号以及变元的思想方法既是教学的目标,也是提升符号意识的前提条件。由单个字母表示数、待定系数法等在使用过程中不断地转换,也是具有系统性的代数解题的方法。此外,字母代替数的应用不仅仅局限于待定系数以及根与系数的关系上,还在不等式的运算、定义区间的划分、极值等数学问题中得到运用。所以说,符号与变元的数学思想方法不仅应用次数多而且涉及范围广。例如,如果a,b均为有理数,且b
其次是化归的思想方法。化归的思想方法的全称是转化与归结的思想方法。这也是初中数学中解决问题的一种策略。这种思想方法与我们以往所接触的不一样,它不是盲目地解决问题,而是将复杂的问题进行变形与转化,并将它与已经解决的或者是容易解决的一些问题归结到一起,最后掌握解决问题的方法。但是,在初中数学中,有些问题会比较复杂,仅仅进行一次化归或许还是不能解决问题。这时,我们可以继续对该问题进行转化,直至将其转化为一个容易解决的问题或者一个已经解决了的问题。可以说,化归的思想方法是初中数学解决问题中的一个最基本的方法,它可以将繁琐的问题转化为简单的问题,将困难的问题转化为容易的问题,将未知的条件转化为已知的条件等。所以,在初中教学中,教师要让学生认识到化归思想方法的重要性,并结合相关的教学内容进行对应的训练,不断地让学生可以去观察、摸索以及探究出可以转化问题的方法。
例如,在解决分式方程的时候,就可以运用化归的思想方法,将难以解决的分式方程转化为整式方程,便可以快速地求得分式方程的正确答案。
第三个是数形结合的思想方法。在数学这门学科中,主要研究的对象就是数与形。所以,数形结合的思想方法就是对于某一特定问题,在分析其几何意义的同时,也揭示了具体的代数意义。数形结合的思想方法就是借助代数分析图形的问题,也可以借助图形发现代数间的奥秘。这样不但可以使得代数与图形相互补充,还可以使得学生们在解题过程中逻辑思维与形象思维完美地结合在一起。因此,数形结合是初中数学教学中最重要的一种思维方法。
例如,B、C为线段AD上的两点,AB的中点是M,CD的中点是N, 若AD=x,BC=y,则MN等于多少?
分析:在解决这类题时,一定要想出会有几种排列方式。在这道题中,B与C的位置就有两种不同的情况。如下图,在这条已知线段上,字母的排列可以是A、B、C、D,M是AB的中点,N是CD的中点,也可以是A、C、B、D。
这两种不同的情况,所得出的答案也是不相同的,所以利用数形结合的思想方法可以将原本抽象的数学题变得具体。不但达到了事半功倍的理想效果,也避免了在考试中出现一些不必要的丢分情况。与此同时,利用图形的解题方法还可以学习数学课本中一些必须掌握的概念。例如,相反数、绝对值的定义等。从而减少了学生在学习数学知识中的难度以及增强知识的连贯性,为今后的数学学习奠定牢固的基础。
关键词:初中数学;思想方法;教学规律
一、初中数学思想方法教学的重要性
数学是思维的学科,重在培养学生的思维能力,这是数学区别于其他学科的重要之处。在传统的数学教学中,只注重知识的传授,却忽视数学知识形成过程中的思想方法的现象非常普遍,它严重制约学生的思维发展和能力培养。随着教育改革的不断深入,越来越多的教育工作者,特别是一线的教师们充分认识到:初中数学教学,一方面要传授数学知识;另一方面,更重要的是通过数学知识这个载体,挖掘其中蕴含的数学思想方法,形成正确的数学观和一定的数学意识。正所谓“授之以鱼,不如授之以渔”。不管他们将来从事什么职业和工作,数学思想方法,作为一种解决问题的思维策略,都将随时随地有意无意地发挥作用,指导他们的工作和生活。
二、初中数学思想方法的主要内容
初中数学中蕴含的数学思想方法很多,最基本最主要的有:转化的思想方法,数形结合的思想方法,分类讨论的思想方法,函数与方程的思想方法等。
(一)转化的思想方法
转化的思想方法就是人们将需要解决的问题,通过某种转化手段,归结为另一种相对容易解决的或已经有解决方法的问题,从而使原来的问题得到解决。初中数学处处都体现出转化的思想方法。如化繁为简、化难为易,化未知为已知等,所以说转化的思想方法是解决数学问题的一种最基本的思想方法。
(二)数形结合的思想方法
数学是研究现实世界空间形式和数量关系的科学,因而研究总是围绕着数与形进行的。“数”就是代数式、函数、不等式、方程等表达式,“形”就是图形、图象、曲线等。数形结合就是抓住数与形之间的本质上的联系,以形直观地表达数,以数精确地研究形。“数无形时不直观,形无数时难入微。”数形结合是研究数学问题的重要思想方法。初中数学中,通过数轴,将数与点对应,通过直角坐标系,将函数与图象对应,用数形结合的思想方法学习了相反数的概念、绝对值的概念,有理数大小比较的法则,研究了函数的性质等,通过形象思维过渡到抽象思维,使学生更易理解和掌握所学的知识,大大降低了学生学习数学的难度。
(三)分类讨论的思想方法
分类讨论的思想方法就是根据数学对象本质属性的共同点和差异点,将数学对象区分为不同种类的思想方法。初中数学从整体上看分为代数、几何两大类,采用不同方法进行研究,就是分类思想的体现。具体来说,实数的分类,方程的分类、三角形的分类,函数的分类等,都是分类思想的具体体现。近年的中考压轴题都是动点问题,动点问题的解决都要用到分类讨论的思想,可见分类讨论的思想在初中数学中的重要地位。
(四)函数与方程的思想方法
函数思想是客观世界中事物运动变化,相互联系,相互制约的普遍规律在数学中的反映,它的本质是变量之间的对应。用变化的观点,把所研究的数量关系,用函数的形式表示出来,然后用函数的性质进行研究,使问题得以解决。如果函数的形式是用解析式的方法表示出来的,那么就可以把函数解析式看作方程,通过解方程和对方程的研究,使问题得到解决,这就是方程的思想。在初中数学教材中,函数图象的交点问题就是函数与方程思想的具体体现,并揭示了它们的区别与联系,让学生更清楚的了解和掌握了函数与方程的特点,从而增强了应用方程与函数解决实际问题的能力。
三、初中数学思想方法的教学规律
数学思想方法蕴含于数学知识之中,又相对超脱于某一个具体的数学知识之外。对于初中学生来说,这个年龄段正是由形象思维向抽象的逻辑思维过渡的阶段,虽然初步具有了简单的逻辑思维能力,但是还缺乏学习的主动性和能动性。因此,在数学教学活动中,必须注意数学思想方法的教学规律。
(一)钻研教材,将数学思想方法化隐为显,渗透于日常教学
数学教学要根据学生的实践经验,创造性的使用教材,教学要基于教材又要走出教材。这就要求教师首先在备课时,要从数学思想方法的高度深入钻研教材,数学思想方法既是数学教学设计的核心,同时又是数学教材组织的基础和起点。通过对概念、公式、定理的研究和对例题、练习的探讨,挖掘有关的数学思想方法,将它们由深层次的潜形态转变为显形态,由对它们的朦胧感受转变为明晰、理解和掌握。只有在这种前提下,才能加强针对性,有意识地引导学生领悟数学思想方法,并能应用数学思想方法解决问题。
(二)学生主动参与教学,循序渐进形成数学思想方法
数学知识的连接性很强,数学学习是在学生已有知识和经验基础上,主动积极建构知识的过程,教学中教师要激活学生已有的知识和经验,让学生自然生长出新的知识。遵循学生的学习认知规律,提高学生的学习兴趣。
概念教学中,不要简单地给出定义,而要尽可能完整地再现形成定义之前的分析、综合、比较和概括等思维过程,揭示隐藏其中的思想方法。
定理公式教学中,不要过早地给出结论。要引导学生亲自体验结论的探索、发现和推导过程,弄清每个结论的因果关系,体会其中的思想方法。
在掌握重点,突破难点的教学活动中,要反复向学生渗透数学思想方法。数学教学中的重点,往往就是需要有意识地揭示或运用数学思想方法之处;数学教材中的难点,往往与数学思想方法的更新交替、综合运用,或跳跃性大等有关。因此,在教学活动中,要适度点拨或明确归纳出所涉及到的数学思想方法。
(三)不断巩固积累,使数学思想方法在应用中内化为自觉意识