李一華
在新課程改革中,2-2設(shè)計(jì)了推理內(nèi)容,通過(guò)教學(xué)實(shí)踐,體會(huì)類比作為一種非常多見(jiàn)的數(shù)學(xué)合情推理方法,具有推測(cè)和發(fā)現(xiàn)結(jié)論、探索和提供思路的作用。在教學(xué)中恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比,不僅能突出問(wèn)題的本質(zhì),提高教學(xué)效率,而且還有助于培養(yǎng)學(xué)生參與數(shù)學(xué)活動(dòng)等思維品質(zhì)。高中數(shù)學(xué)教學(xué)中類比思想方法的應(yīng)用,可以有效地培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。
一、用好概念性質(zhì)類比,提高教學(xué)效率
啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類比、推廣、特殊化、猜想、歸納等常用的數(shù)學(xué)方法,根據(jù)題目的結(jié)構(gòu)形式或數(shù)學(xué)數(shù)值特征上的相似或相同而構(gòu)造問(wèn)題。類比的特性是:兩個(gè)對(duì)象的某些屬性上相同的,形式上看無(wú)共同之處,在應(yīng)用類比概念、性質(zhì)時(shí),絕不是簡(jiǎn)單地復(fù)制和重復(fù),而是包含思維活動(dòng)的有創(chuàng)造性的猜想。
在函數(shù)性質(zhì)的討論中,通過(guò)指對(duì)函數(shù)的類比,定義域、值域的對(duì)調(diào),指對(duì)函數(shù)互為反函數(shù)的特點(diǎn),進(jìn)行類比。在單調(diào)性性質(zhì)的討論中,讓學(xué)生深刻體會(huì)到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的息息相通,環(huán)環(huán)相扣。通過(guò)類比性質(zhì),提高教學(xué)效率。從學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際出發(fā),不斷挖掘和發(fā)現(xiàn)規(guī)律,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的信心。數(shù)學(xué)中以類比的思考方式,讓學(xué)生主動(dòng)積極地參與教學(xué)活動(dòng),不是生硬地講授和填壓。如,引導(dǎo)學(xué)生理解指對(duì)函數(shù)圖像變化規(guī)律,對(duì)題型進(jìn)行對(duì)比,從而促使學(xué)生充分地展開(kāi)思維,為學(xué)生的認(rèn)知搭建腳手架,使學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中保持高水平的數(shù)學(xué)思維,讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)不是變魔術(shù),變戲法,而是水到渠成的思考順序,從而在教學(xué)中少走彎路,提高教學(xué)效益。
二、通過(guò)易混性質(zhì)的類比,減少學(xué)習(xí)負(fù)遷移
實(shí)數(shù)和向量的性質(zhì)對(duì)于初學(xué)者學(xué)生易混易錯(cuò)。實(shí)數(shù)的絕對(duì)值和向量的模長(zhǎng)作正反對(duì)比。實(shí)數(shù)的結(jié)合律和向量的結(jié)合律,實(shí)數(shù)的非零消項(xiàng)和向量中非零向量的消項(xiàng)作正反對(duì)比。哲學(xué)家康德指出:“每當(dāng)理智缺乏可靠認(rèn)證的思路時(shí),類比這種方法指引我們前進(jìn),防止學(xué)生新舊知識(shí)的類比中出現(xiàn)負(fù)遷移。
在教學(xué)中重視培養(yǎng)學(xué)生把不同事物聯(lián)系起來(lái),發(fā)現(xiàn)兩者之間的相似性,不能簡(jiǎn)單粗糙地用實(shí)數(shù)的性質(zhì)來(lái)推測(cè)另一事物向量的性質(zhì),從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生的類比推理,不只局限于接受、記憶、模仿和練習(xí)。在類比推理中,學(xué)生分小組活動(dòng),教學(xué)實(shí)踐中不斷指導(dǎo)小組自主探索,生生互動(dòng),生生修正,去偽存真。學(xué)生經(jīng)歷探索類比的過(guò)程,體驗(yàn)成功的類比學(xué)習(xí)過(guò)程,小組之間把易混問(wèn)題互相修正,凸顯了學(xué)習(xí)過(guò)程中的正遷移。
三、通過(guò)結(jié)構(gòu)類比,修正學(xué)習(xí)愚蠢
解析幾何在中學(xué)數(shù)學(xué)中有著重要的地位,近幾年高考數(shù)學(xué)試卷都有恰如其分的體現(xiàn)。解析幾何題大多思維多于計(jì)算,解題時(shí)應(yīng)立足新穎,不落俗套。用好類比方法處理解析幾何問(wèn)題,能有效地區(qū)分不同性質(zhì)的問(wèn)題,如,討論圓錐曲線內(nèi)在聯(lián)系和外在特征的差異,為達(dá)到考綱要求掌握類比、化歸等數(shù)學(xué)思想打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),提高思維層次,進(jìn)而提高解析幾何的分值??梢灶A(yù)測(cè),從今后的高考趨勢(shì)看,類比思想還會(huì)以不同程度得到考查。高考越來(lái)越重視學(xué)生分析問(wèn)題、解析問(wèn)題的能力。
(1)已知橢圓=1(a>b>0)
(?。㏄為橢圓上一點(diǎn),M,N為橢圓上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),求證:kPM·kPN=定值;
(ⅱ)P為橢圓上一點(diǎn),M,N為長(zhǎng)軸的兩個(gè)端點(diǎn),求證:kPM·kPN=定值;
(ⅲ)AB為橢圓的弦,AB中點(diǎn)為P,求證:kAB·kOP=定值。
(2)已知雙曲線=1(a>0,b>0)
(?。㏄為雙曲線上一點(diǎn),M,N為雙曲線上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩
點(diǎn),求證:kPM·kPN=定值;
(ⅱ)P為雙曲線上一點(diǎn),M,N為長(zhǎng)軸的兩個(gè)端點(diǎn),求證:kPM·kPN=定值;
(ⅲ)AB為雙曲線的弦,AB中點(diǎn)為P,求證:kAB·kOP=定值。
(3)已知圓x2+y2=r2
(ⅰ)P為圓上一點(diǎn),M,N為圓上關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩點(diǎn),求證:kPM·kPN=定值;
(ⅱ)P為圓上一點(diǎn),M,N為x軸的兩個(gè)端點(diǎn),求證:kPM·kPN=定值。
通過(guò)圓錐曲線方程形式上的共同點(diǎn)的聯(lián)想對(duì)比,培養(yǎng)學(xué)生的類比思維能力,(2)題(?。┦堑囊环N特殊情況。長(zhǎng)軸兩個(gè)端點(diǎn)仍是關(guān)于原點(diǎn)對(duì)稱的兩個(gè)對(duì)稱點(diǎn)。而(2)與(1)類比,通過(guò)分析比較圓錐曲線(含圓)三題,從而使學(xué)生知識(shí)前后聯(lián)系形成系統(tǒng),加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解.(1)題中(ⅱ)的結(jié)論kPM·kPN=-=e2-1。圓是橢圓的特例,在圓中e=0。所以(3)中(ⅱ)kPM·kPN=-1,恰說(shuō)明PM⊥PN。
學(xué)習(xí)中運(yùn)用類比思想,就是把一個(gè)對(duì)象的知識(shí)屬性遷移到另一個(gè)對(duì)象上.從而獲得后一個(gè)對(duì)象的屬性,類比思想是一種重要的思維方法。在解題過(guò)程中,若能根據(jù)題設(shè)條件充分利用,全方面多角度去思考問(wèn)題,一定能幫我們確定解題策略,啟示解題途徑,有效地減輕學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。
類比思想在處理圓錐曲線問(wèn)題時(shí),求同存異,往往只看到“同”,而忽視“異”,照搬照抄,修正學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)中的愚蠢。
類比是一種建立在相似思維基礎(chǔ)上的一種思維方法,所以,相似思維是類比思維的前提條件。重視培養(yǎng)學(xué)生的類比推理和歸納推理,不僅能幫助他們建構(gòu)穩(wěn)固的知識(shí)結(jié)構(gòu),而且能修正學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的愚蠢,提高教學(xué)效率。所以說(shuō),類比推理是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的顏值擔(dān)當(dāng),一點(diǎn)都不為過(guò)。