數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系的學(xué)科,具有高度的抽象性。中學(xué)數(shù)學(xué)教材,以概念、法則、公式及其應(yīng)用構(gòu)成了知識體系,數(shù)學(xué)思想是對數(shù)學(xué)知識和方法本質(zhì)的認(rèn)識,數(shù)學(xué)方法是解決數(shù)學(xué)問題、體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想的手段和工具,數(shù)學(xué)思想方法是形成學(xué)生的良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的紐帶,是由知識轉(zhuǎn)化為能力的橋梁。本文結(jié)合初中數(shù)學(xué)教材,對函數(shù)及其圖像在教學(xué)中運用的數(shù)學(xué)思想方法進行簡要的解析。
一、數(shù)形結(jié)合思想
數(shù)形結(jié)合思想,把問題的數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)化為圖形的性質(zhì),或?qū)D形的性質(zhì)轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系,形與數(shù)的結(jié)合,不僅使幾何問題獲得了有力的代數(shù)工具,同時也使許多數(shù)學(xué)課題具有了明顯的直觀性,從而開拓了新的研究方向。
例如:(1)平面直角坐標(biāo)系中的點均可以用有序?qū)崝?shù)對來表示;(2)平面直角坐標(biāo)系中所有的直線均可表示為,(是實數(shù))等3種形式;(3)平面直角標(biāo)系中,位于第一、三象限的雙曲線,可以用的形式來統(tǒng)一表達,(其余類推,);(4)開口向上(或向下)的拋物線,均可以用統(tǒng)一的代數(shù)表達形式(是實數(shù))來表達;…
二、方程函數(shù)思想
函數(shù)思想,是運動、變化等思想在數(shù)學(xué)中的直觀體現(xiàn),是處理變量數(shù)學(xué)問題的基本思想,由于函數(shù)思想充分體現(xiàn)了集合、對應(yīng)、映射等基本的數(shù)學(xué)思想,使學(xué)生進而獲得基本的,深刻的,有用的高等數(shù)學(xué)思想方法。
例如:(1)當(dāng)變量運動、變化的過程呈現(xiàn)某一特定狀態(tài)時,接觸最多的首先是方程思想,(2)根據(jù)某些給定條件,求函數(shù)的解析式;(3)鉛球在空中飛行,建立鉛球飛行的水平距離與相應(yīng)的垂直高度兩個量之間的函數(shù)關(guān)系式;(4)對于自由下落的物體,建立下落的時間與高度兩個量之間的函數(shù)關(guān)系式;(5)打電話,給定計費辦法,建立繳費金額與通話時間兩個量之間的函數(shù)關(guān)系式;(6)建立圖形的面積與某些長度或某個動點運動時間之間的函數(shù)關(guān)系式;…
三、分類討論思想
當(dāng)面臨的數(shù)學(xué)問題不能以統(tǒng)一的形式解決時,常把已知條件涉及的范圍分解成若干個子集,在各個子集中分別研究問題局部的解,然后通過組合個局部的解得到原問題的解,這種思想稱為分解組合思想,而相應(yīng)的解題方法常稱為分類討論的方法。
在函數(shù)及其圖形的教學(xué)中,以下問題,最充分而典型地體現(xiàn)了分類討論的思想方法:(1)把平面內(nèi)的點分成各個象限內(nèi)的點和坐標(biāo)軸上的點來討論;(2)把初中學(xué)生接觸的主要的函數(shù)分為一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)等幾類進行討論;(3)把二次函數(shù)分為兩大類來討論;(4)把雙曲線分為位于第一、三象限的雙曲線和位于第二、第四象限的雙曲線兩種情形來討論;(5)研究函數(shù)增減性,把一次函數(shù)和反比例函數(shù)分為兩大類進行討論,把二次函數(shù)分為兩個部分去分別討論;
四、數(shù)學(xué)模型化思想
數(shù)學(xué)模型,是若關(guān)客觀實際問題共性的數(shù)學(xué)表達,恰當(dāng)?shù)剡\用數(shù)學(xué)模型思想,不僅可以促進實際問題的解決,幫助學(xué)生更深刻地理解數(shù)學(xué)本質(zhì),還可以除盡說些自身的發(fā)展,因此,對學(xué)生進行數(shù)學(xué)模型化思想方法的滋養(yǎng),具有極大的價值。
初中階段涉及數(shù)學(xué)模型化思想方法的知識很多,比如:(1)坐標(biāo)法是航空、航海、測繪、鉆井等眾多問題中定位方法的數(shù)學(xué)模型;(2)一次函數(shù)是線性規(guī)劃問題的數(shù)學(xué)模型;(3)二次函數(shù)是自由落體運動中時間與高度關(guān)系、圖形面積與摹寫長度間關(guān)系等若干實際問題的數(shù)學(xué)模型;(4)反比例函數(shù)是若干福利問題的數(shù)學(xué)模型;(5)數(shù)形結(jié)合是從不同的立場、觀點、方法研究一個問題的質(zhì)與量等本質(zhì)特征的哲學(xué)方法哲學(xué)體現(xiàn);……
在我們的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中遠(yuǎn)不止這些,如整體思想方法的滲透與熏陶,有利于學(xué)生學(xué)會全面分析問題;符號化思想是體現(xiàn)數(shù)學(xué)抽象化特征,促使數(shù)學(xué)飛速發(fā)展的重要思想方法;我們在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中運用了較多的數(shù)學(xué)方法:如待定系數(shù)法、圖像變換法、對稱法、歸納法、類比法等等。 運用有效的數(shù)學(xué)思想方法能激發(fā)了學(xué)生的求知欲,極大地提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,開闊了視野。數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的精髓,是形成學(xué)生良好知識結(jié)構(gòu)的紐帶,是由知識轉(zhuǎn)化為能力的橋梁,這恰好是當(dāng)前我國實施創(chuàng)新教育和素質(zhì)教育的重要發(fā)展內(nèi)容,同時也是數(shù)學(xué)課自身屬性和數(shù)學(xué)特點所決定的。
參考文獻
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