葉玉奎
數(shù)學(xué)教學(xué)有兩方面的任務(wù),即數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)。數(shù)學(xué)知識(shí)是數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),數(shù)學(xué)思想方法則是數(shù)學(xué)的精髓,兩者都很重要,尤其是后者,對(duì)學(xué)生構(gòu)建認(rèn)知結(jié)構(gòu)、培養(yǎng)數(shù)學(xué)觀念、提升創(chuàng)新思維能力至關(guān)重要。而在教學(xué)實(shí)踐中,我們經(jīng)常把數(shù)學(xué)知識(shí)作為教學(xué)的主要任務(wù),很容易忽視思想方法的教學(xué),即便重視,也常常把思想方法的教學(xué)定位于“滲透”,而非明確的“揭示”。本文就數(shù)學(xué)教學(xué)中的主要數(shù)學(xué)思想方法的作用、運(yùn)用,談?wù)勛约旱目捶ê徒ㄗh。
一、數(shù)學(xué)教學(xué)中的主要數(shù)學(xué)思想方法
數(shù)學(xué)思想方法源于數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法,是對(duì)知識(shí)、方法、規(guī)律的本質(zhì)概括,對(duì)解決數(shù)學(xué)問題,是解題思想,也是思維方式,同時(shí)也是解題策略和程序。在數(shù)學(xué)教學(xué)中對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想方法滲透的同時(shí),給予明確揭示,并引導(dǎo)學(xué)生把握,將會(huì)使學(xué)生突破模仿型解題的水平,形成較強(qiáng)解決問題的能力,培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。
在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,常見到的基本數(shù)學(xué)思想方法有五種,我進(jìn)行了初步歸整,并對(duì)各自的作用、特點(diǎn)和運(yùn)作進(jìn)行了簡(jiǎn)要的總結(jié)。
1. 化歸
化歸思想方法是指研究和解決數(shù)學(xué)問題時(shí)采用某種手段通過變換使之轉(zhuǎn)化。具體地說就是把“新知”轉(zhuǎn)化為“舊知”,把“復(fù)雜”轉(zhuǎn)化為“簡(jiǎn)單”,把“抽象”轉(zhuǎn)化為“直觀”,把“含糊”轉(zhuǎn)化為“明朗”。掌握了化歸思想,學(xué)生的認(rèn)識(shí)起點(diǎn)和認(rèn)知水平會(huì)迅速提升,會(huì)在解決數(shù)學(xué)問題時(shí),有意識(shí)地對(duì)問題進(jìn)行分析、類比、聯(lián)想,把未知的問題化歸為已知問題 ,從而輕松地解決問題。
它的實(shí)施程序是:找準(zhǔn)問題的化歸對(duì)象——確定化歸目標(biāo)——探尋化歸手段。例如求四邊形的內(nèi)角和:把四邊形轉(zhuǎn)化(化歸對(duì)象)為三角形(化歸目標(biāo)),需要添加輔助線,連接對(duì)角線(劃歸手段),四邊形轉(zhuǎn)化為兩個(gè)三角形,通過三角形的內(nèi)角和來研究四邊形的內(nèi)角和。
要培養(yǎng)學(xué)生的劃歸思想,教師應(yīng)充分重視在實(shí)踐教學(xué)過程中對(duì)學(xué)生進(jìn)行化歸訓(xùn)練,強(qiáng)化學(xué)生看透數(shù)學(xué)問題本質(zhì)的意識(shí),從而增強(qiáng)他們隨機(jī)應(yīng)變的能力。
2. 數(shù)形結(jié)合
數(shù)形結(jié)合思想方法是指解決數(shù)學(xué)問題時(shí)將數(shù)量與圖形進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化。數(shù)形結(jié)合可以使抽象的數(shù)學(xué)問題變得直觀可見,有助于學(xué)生把握數(shù)學(xué)問題的本質(zhì),簡(jiǎn)化解決方法和解決程序。
在初中數(shù)學(xué)中,以下內(nèi)容慣用數(shù)形結(jié)合思想方法解決:實(shí)數(shù)與點(diǎn)、函數(shù)與圖像、曲線與方程。教師在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合思想方法時(shí),要充分利用這幾部分內(nèi)容進(jìn)行訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到數(shù)形結(jié)合的對(duì)應(yīng)性,揭示坐標(biāo)系是數(shù)形結(jié)合基礎(chǔ)這一特性。
3. 分合
分合思想方法是解決數(shù)學(xué)問題時(shí)將研究對(duì)象分解組合。具體地說就是把原問題根據(jù)涉及的范圍分解為若干個(gè)新問題,分別求其解;然后通過組合其解而得到原問題的解。這種思想中具體使用的方法就是數(shù)學(xué)教學(xué)中經(jīng)常說的分類討論法。
在初中數(shù)學(xué)中,以下內(nèi)容慣用分合思想方法解決:含字母的絕對(duì)值、一元二次方程根的討論、解不等式組、函數(shù)增減性、弦切角定理。教師在教學(xué)中對(duì)學(xué)生揭示這種思想方法時(shí),要引導(dǎo)學(xué)生在復(fù)雜度高、綜合性強(qiáng)的問題中運(yùn)用,使學(xué)生在領(lǐng)悟分合思想方法的同時(shí),培養(yǎng)他們思考和分析能力,提高他們解題時(shí)的全面性和嚴(yán)謹(jǐn)性。
4. 不變量
不變量思想方法是解決數(shù)學(xué)問題時(shí),抓住問題中經(jīng)過運(yùn)動(dòng)、變換、操作后仍保持不變的量。面對(duì)變化繁雜的問題,要想抓住聚合點(diǎn),找出關(guān)聯(lián),就必須揪住不變量這條重要線索,并把它作為解題的關(guān)鍵。
5. 整體思想
整體思想方法是從問題的整體性質(zhì)出發(fā),把某些部分看成獨(dú)立體,根據(jù)它們與整體的關(guān)聯(lián),進(jìn)行針對(duì)性的處理。具體使用方式包括整體代入、整體運(yùn)算、整體設(shè)元、疊加疊乘處理等。例如用整體思想方法解方程,就是用方程中的某一個(gè)代數(shù)式整體去代入,解出代數(shù)式的值,再根據(jù)代數(shù)式的值解出未知數(shù)的值。
初中數(shù)學(xué)中,整體思想方法慣用于以下內(nèi)容:代數(shù)式的化簡(jiǎn)與求值、解方程(組)、幾何補(bǔ)形。在對(duì)學(xué)生揭示時(shí),教師要在培養(yǎng)學(xué)生觀察辨析能力的基礎(chǔ)上,幫助學(xué)生構(gòu)建從宏觀和整體角度認(rèn)識(shí)問題的思維模式。
二、數(shù)學(xué)思想方法在教學(xué)中的應(yīng)用案例
1. 幾何案例:多邊形教學(xué)
題目:求四邊形的內(nèi)角和。
學(xué)生自主探究后,找出的解題途徑有6種(如圖所示):
講評(píng)后,組織學(xué)生討論在這“一題多解”的背后,有什么共同的地方?(化歸為三角形的內(nèi)角和)
緊接著開始拓展 :求這個(gè)圖形的內(nèi)角和 。
得出結(jié)論:多邊形都可以化歸為三角形(如圖所示)。
本案例中用到的數(shù)學(xué)思想有:
化歸——通過輔助線將“四邊形的內(nèi)角和”化歸為“三角形的內(nèi)角和”。
數(shù)形結(jié)合——幾何性質(zhì)的四個(gè)角之和,通過角的分割、轉(zhuǎn)移與合并,轉(zhuǎn)化為代數(shù)意義的求和式的拆項(xiàng)、交換與結(jié)合。
分合——圖形的分割、轉(zhuǎn)移與合并,代數(shù)和的拆項(xiàng)、交換與結(jié)合,都體現(xiàn)了分解與組合。
不變量——角A、角B、角C、角D進(jìn)行轉(zhuǎn)移、分合等變化,但和不變,體現(xiàn)了變動(dòng)中的不變量。
2. 代數(shù)案例:方程的教學(xué)
題目:一元二次方程的基本解法。
學(xué)生總結(jié)出四種基本解法:開平方法、配方法、因式分解法、公式法。
組織學(xué)生討論,四種解法有什么共同處?(降次)
得出結(jié)論:“降次轉(zhuǎn)化”,是解一元二次方程各方法之“宗”。
本案例中用到的數(shù)學(xué)思想有:
化歸——把一元二次方程通過分解化歸為兩個(gè)一次方程。
分合——把方程分解成兩個(gè)因式,分別求值,再進(jìn)行組合。
整體——在使用配方法和公式法中,將配方項(xiàng)作為一個(gè)獨(dú)立的整體代入。
數(shù)學(xué)思想方法以內(nèi)隱的形式貫穿在整個(gè)數(shù)學(xué)教材的知識(shí)點(diǎn)中,要使學(xué)生把這種思想內(nèi)化為自己的思維方式,就需要教師給予揭示,使這些思想方法從習(xí)題背后浮現(xiàn)出來。
(拉薩市第七中學(xué))