江蘇省蘇州市張家港市合興初級(jí)中學(xué) 丁紅兵
歸類思維方法,為高效學(xué)習(xí)鋪路
江蘇省蘇州市張家港市合興初級(jí)中學(xué) 丁紅兵
初中數(shù)學(xué)知識(shí)是成體系存在的,以思維方法為依據(jù)將知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行歸類,是高效開展學(xué)習(xí)的理想途徑。筆者從思維方法的角度出發(fā),查閱了大量理論資料,并結(jié)合具體教學(xué)實(shí)例,提煉出了幾種典型性強(qiáng)的思維歸類方法,將之闡述于本文,望對(duì)廣大初中數(shù)學(xué)教師有所啟發(fā)。
初中;數(shù)學(xué);思維方法
21世紀(jì)借助于互聯(lián)網(wǎng),人們隨時(shí)隨地都可以從網(wǎng)絡(luò)獲得自己需要的知識(shí),已經(jīng)從“知識(shí)就是力量”的時(shí)代轉(zhuǎn)為“思維就是力量”的時(shí)代。教育的任務(wù)已不僅僅是培養(yǎng)“有知識(shí)的人”,而是更注重培養(yǎng)“會(huì)思維的人”、“有智慧的人”。所以筆者認(rèn)為:想要學(xué)好初中數(shù)學(xué),僅僅靠下苦功是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。學(xué)習(xí)需要刻苦,更需要技巧。著眼剖析初中數(shù)學(xué)中的一個(gè)個(gè)具體知識(shí)內(nèi)容,便不難發(fā)現(xiàn)其中存在的相似之處,繼續(xù)結(jié)合典型問題的分析與解答過程加以提煉,普適性的思維方法就出現(xiàn)了。從思維方法的角度進(jìn)行歸類探尋,既是優(yōu)質(zhì)教學(xué)的高階要求,更是學(xué)生得以高效掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的一條捷徑。
函數(shù)與方程不僅是初中數(shù)學(xué)中的一個(gè)重要知識(shí)模塊,更是通行于多個(gè)知識(shí)領(lǐng)域的問題分析方法。站在思維方法的高度來看待函數(shù)方程,便可以為整個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程開辟一條高效的路,使之成為學(xué)生們?cè)诔踔袛?shù)學(xué)學(xué)習(xí)中掌握的第一種思想方法,也是必不可少的。
縱觀整個(gè)初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程,函數(shù)方程的思維方法稱得上是適用最為廣泛的一種了。很多學(xué)生表示,當(dāng)分析問題出現(xiàn)困難時(shí),只要找到合適的等量關(guān)系,都可以借助函數(shù)方程的思想來予以解答。掌握這個(gè)堪稱“萬(wàn)能”的思維方法,對(duì)于數(shù)學(xué)教學(xué)的高效推進(jìn)來講意義重大,真可謂“函數(shù)方程是兄弟,此隱彼顯兩相依。根據(jù)需要做選擇,難題也會(huì)變?nèi)菀住薄?/p>
“數(shù)形結(jié)合威力大,遇有難題去找它。一個(gè)問題兩側(cè)面,根據(jù)需要來轉(zhuǎn)化?!痹跀?shù)學(xué)知識(shí)當(dāng)中,“數(shù)”與“形”之間始終存在著密不可分的聯(lián)系。找到數(shù)形之間的關(guān)聯(lián),不僅能夠讓學(xué)生們更加到位地掌握知識(shí)內(nèi)容的細(xì)節(jié)與本質(zhì),更可以在分析具體問題時(shí)為大家提供行之有效的思維工具。從數(shù)與形的關(guān)系出發(fā)思考問題,就是我們將要討論的數(shù)形結(jié)合思想。
例如,當(dāng)學(xué)生們完成了數(shù)軸知識(shí)的學(xué)習(xí)后,我在課堂上引入了這樣一道題目:A、B兩個(gè)點(diǎn)分別表示數(shù)軸上的實(shí)數(shù)a、b,這兩個(gè)點(diǎn)之間的距離表示為|AB|。當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)當(dāng)中有一個(gè)點(diǎn)位于原點(diǎn)上時(shí),設(shè)點(diǎn)A位于原點(diǎn),如圖1所示,|AB|=|OB|=|b|=|a-b|。當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)都不在原點(diǎn)上時(shí),存在三種情況:當(dāng)兩點(diǎn)均在原點(diǎn)左側(cè)時(shí),如圖2所示,|AB|=|OB|-|OA|=|b|-|a|=(-b)-(-a)=|a-b|;當(dāng)兩點(diǎn)均在原點(diǎn)右側(cè)時(shí),如圖3所示,|AB|=|OB|-|OA|=|b|-|a|=b-a=|a-b|;當(dāng)兩點(diǎn)分別位于原點(diǎn)兩側(cè)時(shí),如圖4所示,|AB|=|OB|+|OA|=|b|+|a|=(-b)+a=|a-b|。那么,(1)數(shù)軸上表示2和5的兩個(gè)點(diǎn)、表示-2和-5的兩個(gè)點(diǎn)、表示1和-3的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離分別是多少?(2)數(shù)軸上表示x和-1的兩個(gè)點(diǎn)之間的距離是多少?若兩個(gè)點(diǎn)分別為點(diǎn)A和點(diǎn)B,且|AB|=2,則x的值是多少?(3)若要使得|x+1|+|x-2|的值取得最小,則x的取值范圍是什么?這個(gè)問題從數(shù)軸的基本問題出發(fā)進(jìn)行了拓展延伸,雖然內(nèi)容的難度比教材中的基礎(chǔ)知識(shí)增大了,但卻在圖形的引導(dǎo)下,十分清晰地呈現(xiàn)在了學(xué)生面前。借助圖形方式思考數(shù)軸問題的方法,也對(duì)學(xué)生們形成了啟發(fā)。
數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的適用可以從兩個(gè)角度展開:一是從問題當(dāng)中已經(jīng)給出的圖形入手,從中盡可能多地將已知條件挖掘出來,使圖形當(dāng)中所蘊(yùn)含的信息服務(wù)于數(shù)量關(guān)系的探究。二是從新圖形的構(gòu)造入手,善于在閱讀當(dāng)前的數(shù)量關(guān)系條件之后,以圖形的方式將之加以體現(xiàn),最終實(shí)現(xiàn)數(shù)與形的有機(jī)整合。
在一些關(guān)系比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題當(dāng)中,經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)多個(gè)思維拐點(diǎn)。如果學(xué)生們不能將每一種情況都考慮周全,便會(huì)造成問題解答錯(cuò)誤的出現(xiàn)。這就對(duì)學(xué)生們的分類討論能力提出了要求。
例如,在對(duì)直角三角形的內(nèi)容進(jìn)行教學(xué)時(shí),我請(qǐng)學(xué)生們思考這樣一道習(xí)題:正方形ABCD的邊長(zhǎng)是10厘米,一個(gè)動(dòng)點(diǎn)P從點(diǎn)A處出發(fā),以逆時(shí)針的方向沿著正方形的邊勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速度為每秒2厘米,直至回到點(diǎn)A處時(shí)停止運(yùn)動(dòng)。那么,當(dāng)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)了t秒時(shí),它和點(diǎn)D之間的距離是多少?這個(gè)問題看似簡(jiǎn)單,可真正分析起來便會(huì)發(fā)現(xiàn),點(diǎn)D和點(diǎn)P存在著多種位置關(guān)系。為此,我先請(qǐng)學(xué)生們根據(jù)已知條件將圖形畫出(如右圖所示),然后根據(jù)點(diǎn)P位于正方形不同的邊上來分別分析其中的數(shù)量關(guān)系。由此,學(xué)生們意識(shí)到,應(yīng)當(dāng)根據(jù)0≤t<5、5≤t<10、10≤t<15、15≤t≤20這四種情況進(jìn)行分類討論。果然,這樣的分類一出,解題的思路立刻清晰起來了。從這個(gè)分析過程中,學(xué)生們也深切地感受到,對(duì)于情況復(fù)雜的問題,分類討論是十分必要的。明確了分類標(biāo)準(zhǔn),并將每一種可能性都準(zhǔn)確列出之后,解答題目的過程自然順暢高效。這樣的嘗試也讓很多對(duì)分類討論心存畏懼的學(xué)生們,找到了有效分析問題的入手點(diǎn)。
分類討論思想的培養(yǎng),并不是靠簡(jiǎn)單的死記硬背就能實(shí)現(xiàn)的,而是要以學(xué)生們對(duì)知識(shí)內(nèi)容的到位理解與清晰有序的數(shù)學(xué)思維作為保障。教師們?cè)诮虒W(xué)過程當(dāng)中,更要著重對(duì)分類的依據(jù)與方法向?qū)W生們加以強(qiáng)調(diào)。建立起分類討論的思維習(xí)慣之后,疑難復(fù)雜問題便能夠應(yīng)對(duì)自如了。
在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程當(dāng)中,還有一種重要的思維方法很容易被學(xué)生們所忽略,那就是整體轉(zhuǎn)化思想。這種思維方法經(jīng)常會(huì)被運(yùn)用在一些比較細(xì)小的解題細(xì)節(jié)當(dāng)中,雖然不像前面幾種方法那樣引人注目,但適用得當(dāng),卻能夠顯著提升知識(shí)學(xué)習(xí)效率。
例如,在反比例函數(shù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)過程當(dāng)中,學(xué)生們遇到了這樣一個(gè)問題:如下圖所示,點(diǎn)A和點(diǎn)C分別是直線與x、y軸的交點(diǎn),點(diǎn)P也在這條直線上,且位于第一象限。PB與x軸垂直,垂足是點(diǎn)B,△ABP的面積是9。(1)點(diǎn)P的坐標(biāo)是什么?(2)若點(diǎn)R與點(diǎn)P均在同一個(gè)反比例函數(shù)的圖象上,且點(diǎn)R位于直線PB的右側(cè),作RT⊥x軸于點(diǎn)T,要使得△BRT與△AOC相似,則點(diǎn)R的坐標(biāo)應(yīng)當(dāng)是什么?不難發(fā)現(xiàn),確定點(diǎn)P的坐標(biāo)是解答這個(gè)問題的關(guān)鍵所在。那么,怎樣明確求點(diǎn)P坐標(biāo)應(yīng)當(dāng)借助的條件呢?這就需要一個(gè)順暢的思維轉(zhuǎn)化了:想要求點(diǎn)P的坐標(biāo),就要先求出PB和OB的長(zhǎng)度。在具體計(jì)算的過程中,則需要將點(diǎn)P(m,n)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為方程或方程組來求解。經(jīng)過從這兩個(gè)角度分別進(jìn)行轉(zhuǎn)化之后,學(xué)生們求解問題的思路一下子清晰了不少。這個(gè)過程也讓大家意識(shí)到,面對(duì)一個(gè)數(shù)學(xué)問題時(shí),不要急于下筆計(jì)算,而是要將分析問題的思路設(shè)計(jì)好,特別是如何運(yùn)用已知條件加以轉(zhuǎn)化,有了這個(gè)大方向,才能高效準(zhǔn)確地解題。
通過解答一些比較典型的數(shù)學(xué)題目,尋找整體轉(zhuǎn)化思想并不困難。鑒于它經(jīng)常容易被學(xué)生們所忽略,教師們要做的就是在日常教學(xué)過程中經(jīng)常性地引入這種思維方式,讓它成為學(xué)生們的一種思考習(xí)慣,使之于無(wú)形當(dāng)中推動(dòng)整個(gè)學(xué)習(xí)過程走向高效。
初中數(shù)學(xué)當(dāng)中的知識(shí)內(nèi)容數(shù)量繁多,串連它們的思維方法自然也不在少數(shù)。當(dāng)學(xué)生們將這些規(guī)律性的思維方法一個(gè)個(gè)探索發(fā)現(xiàn)后,就好像是在手中握住了一條條繩索,逐漸將散落的數(shù)學(xué)知識(shí)串連起來了。從思維方法的角度把握數(shù)學(xué),便可以提綱挈領(lǐng)地處理學(xué)習(xí)過程,從根本上推動(dòng)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的高效開展。
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