高明珠
數(shù)學(xué)是人類的一種文化,有它獨特的內(nèi)容、思想、方法和語言。數(shù)學(xué)教育家斯托利亞爾說:“數(shù)學(xué)教學(xué)也就是數(shù)學(xué)語言的教學(xué)?!蔽覈慕B光華教授說:“學(xué)生準確靈活地掌握了數(shù)學(xué)語言,就等于掌握了進行數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)表達和交流的工具。理解和運用數(shù)學(xué)語言的能力是構(gòu)成數(shù)學(xué)思維能力的主要成份之一。為此,高中數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師應(yīng)當培養(yǎng)學(xué)生掌握數(shù)學(xué)語言相互轉(zhuǎn)換的技巧。
數(shù)學(xué)語言包括文字語言、符號語言和圖形語言。文字語言是理解數(shù)學(xué)概念、原理的基礎(chǔ),它嚴格地界定了數(shù)學(xué)對象及其相互關(guān)系,深刻地揭示了數(shù)學(xué)對象的本質(zhì);符號語言是簡縮思維、提高思維效率的根本,它簡練地概括和表達了數(shù)學(xué)對象的內(nèi)涵;圖形語言是形象思維載體,是提高想象力、豐富聯(lián)想的工具,它生動地勾勒了數(shù)學(xué)的幾何特征。它們雖然形式各異,但在描述同一數(shù)學(xué)對象時,本質(zhì)屬性是一致的,因而可以互相轉(zhuǎn)換。教師在課堂教學(xué)中給學(xué)生充足的時間和空間領(lǐng)略文字語言的嚴謹之美、符號語言的簡潔之美以及圖形語言的結(jié)構(gòu)之美,有助于提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,能使學(xué)生更好地認識數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu),切實感悟數(shù)學(xué)的本質(zhì),將復(fù)雜、隱含、陌生的問題轉(zhuǎn)化為簡單、明晰、熟悉的問題,從而明確解題方向,化難為易、化繁為簡;有助于學(xué)生左右腦協(xié)同操作,開發(fā)腦潛能,將所學(xué)知識融會貫通,形成良好的思維品質(zhì)。下面例舉兩道例題說明。
例1.已知定義域為R的函數(shù)f(x),滿足對任意x∈R,都有f(x+1)=fx-■+2恒成立,且f■=1,則f(62)=_____。
本題將符號語言轉(zhuǎn)換成文字語言,即當兩個自變量相差■時,它的函數(shù)值相差2,進而可依次求出f■,f(2),f■,f(5)……故f(62)=83。所以,把抽象的數(shù)學(xué)符號語言用文字準確地敘述出來,就能把抽象的符號語言說透、說具體、說形象。
解析幾何是“圖”、“文”并茂的內(nèi)容,其基本思想是數(shù)形結(jié)合。解決解析幾何綜合問題,需要用三種數(shù)學(xué)語言從不同的角度去理解,才能領(lǐng)會問題的精髓,即將幾何對象的幾何屬性準確地代數(shù)化,通過幾何對象的代數(shù)形式中去分析它的幾何特征。
例2.直線y=kx+1與圓x2+y2+kx+my-4=0交于M、N兩點,且M、N關(guān)于直線x+y=0對稱。求m+k的值。
通過審題,學(xué)生能夠得到直線與圓的幾何特征是:MN是圓的弦;弦MN被直線x+y=0垂直平分。這樣就可以進一步分析得出幾何特征:圓x2+y2+kx+my-4=0的圓心在直線x+y=0上,而這個幾何特征的代數(shù)化就是圓心坐標-■,-■滿足直線方程x+y=0,進而得到結(jié)果:m+k=0。
如給出方程y=kx+k,我們應(yīng)該知道它所表示的不是一條直線,而是無數(shù)條直線,給一個k值,就對應(yīng)著一條直線。為什么這些直線可以用一個方程的形式寫出來呢?說明這一定是有一個共同的幾何特征的,特征是什么?我們來分析方程,原方程即y=k(x+1),表明x=-1時,y=0,因此,這無數(shù)條直線都過定點(-1,0)。
在解析幾何中見到條件如“OA⊥OB”的時候,先將點代數(shù)化即A(x1,y1),B(x2,y2)之后,最好的代數(shù)化形式是:“■·■=0”,從而得到其坐標形式“x1x2+y1y2=0”;如果見到條件如“AB=AC”的時候,應(yīng)該是先取線段AB的中點M,這樣就會得到兩個非常重要的幾何特征:中點和垂直關(guān)系。
通常解決解析幾何綜合問題,我們需要利用幾何直觀能力做出圖像,觀察題設(shè)圖形的形狀、位置、范圍,聯(lián)想相關(guān)的數(shù)量或方程,再通過符號語言進行演繹運算。
總之,在教學(xué)中要強化數(shù)學(xué)語言的教學(xué),關(guān)注數(shù)學(xué)語言的正確理解與翻譯,在問題解決過程中能化生疏為熟悉、化含糊為明朗、化抽象為具體。在教學(xué)中,更好地培養(yǎng)學(xué)生從不同的角度去觀察,從不同的方向去思考,用不同的方法去解決問題的良好思維習(xí)慣?!?/p>