戴麗梅
【摘要】數(shù)形結(jié)合思想的核心就是,數(shù)學的兩大研究對象“形”與“數(shù)”之間的相互轉(zhuǎn)化、相互表達和相互解決。而這種“相互轉(zhuǎn)化、相互表達和相互解決”則是數(shù)學教學培育學生建立數(shù)學直觀想象能力的重要方式。文章結(jié)合滬教版高中數(shù)學的教學實例進行了具體的闡述。
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學;數(shù)形結(jié)合解題思想;整合運用實踐策略
一、前言
數(shù)學思想是數(shù)學的靈魂,是數(shù)學知識的高度概括,是學生解決問題的手段。在數(shù)學教學中,數(shù)形結(jié)合解題思想能將抽象、枯燥的數(shù)學語言與形象、直觀的幾何圖形相結(jié)合,在代數(shù)知識與幾何知識相互轉(zhuǎn)化的過程中,把深奧、抽象且枯燥的數(shù)學問題變得形象、直觀、具體,從而簡化解題思路,促使學生更快、更好地理解掌握相應的數(shù)學知識。我國著名數(shù)學家華羅庚先生在1964年1月撰寫的 《談談與蜂巢的結(jié)構(gòu)有關(guān)的數(shù)學問題》中用一首詩完美地闡述了數(shù)形結(jié)合的價值和本質(zhì),即“數(shù)形本是相倚依,焉能分作兩邊飛。數(shù)缺形時少直覺,形缺數(shù)時難入微。數(shù)形結(jié)合百般好,割裂分家萬事休。幾何代數(shù)統(tǒng)一體,永遠聯(lián)系莫分離”。
數(shù)形結(jié)合解題思想在集合、函數(shù)以及解析幾何等方面具有十分廣泛的應用。接下來,本文就結(jié)合滬教版的教學實例探究數(shù)形結(jié)合解題思想在高中數(shù)學教學中的整合運用。
二、數(shù)形結(jié)合解題思想在集合學習中的整合運用
集合知識是初高中數(shù)學教學的主要銜接點,它承上啟下,既是對初中數(shù)學知識的總結(jié),又是進一步深化,同時也是學生進行后續(xù)數(shù)學知識學習的基礎(chǔ)。因此,集合知識對于高中學生而言十分重要,在關(guān)于集合之間的關(guān)系和運算的教學中,采用數(shù)形結(jié)合的思想,使用Venn圖是重要的,有助于學生學習、掌握、運用集合語言和其他數(shù)學語言。
例1:設(shè)集合,,則集合中元素的個數(shù)為幾個?
常規(guī)的解題思路是將兩個方程式合并為方程組進行解答,從而得出和的數(shù)值,并進一步得出數(shù)量關(guān)系,但這樣的解題方式用于填空、選擇題較為復雜。若采用數(shù)形結(jié)合的解題思想,在解題過程中,將方程式轉(zhuǎn)化為圓,而將方程式轉(zhuǎn)化為拋物線,則題目轉(zhuǎn)化為圓與拋物線之間共有幾個交點的問題,然后借助圖形,直觀地得到答案2個。采用數(shù)形結(jié)合的解題思想,能有效提高學生解決該類問題的質(zhì)量和效率。
此外,應用數(shù)形結(jié)合解題思想解決集合類型的問題時,還有另外一種方式,就是將題目中抽象的代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)變成為具體的圖形,從而加強高一學生對于集合類型知識直觀的理解,比如利用Venn圖(圖1)或數(shù)軸(圖2)。和Venn圖相比,采用數(shù)軸這種數(shù)形結(jié)合的方式主要處理一些相對模糊的集合類型題,特別是當集合以不等式形式存在的時候,我們就可以借助數(shù)軸解決交集、并集以及補集的問題。
本題巧妙運用數(shù)形結(jié)合思想解題,可以化抽象為具體,形象直觀,事半功倍。由此可見,利用數(shù)形結(jié)合的解題思路能極大地簡化解題的步驟和思路,幫助學生更快、更準確地解決問題。所以,在實際的教學中,教師應適時向?qū)W生滲透數(shù)形結(jié)合的解題思想,使學生學會利用數(shù)形結(jié)合的解題思想解決數(shù)學問題,提高他們的解題效率,進而發(fā)展學生的數(shù)學核心素養(yǎng)。
七、結(jié)束語
綜上所述,本文結(jié)合滬教版高中數(shù)學中幾個常見的利用數(shù)形結(jié)合解題思想解決的題型,闡述了如何利用數(shù)形結(jié)合的解題思想在集合知識、不等式知識、數(shù)列知識、線性規(guī)劃知識、函數(shù)知識以及解析幾何知識學習中的整合運用,通過具體的例題進行了分析,極大地降低了學生學習這幾類知識的難度,促進他們對相應知識點的理解和掌握,并能有效提升學生解決該類數(shù)學問題的效率。
在運用數(shù)形結(jié)合思想解題時,還必須關(guān)注以下幾個方面:第一,由數(shù)想形時,要注意“形”的準確性,這是數(shù)形結(jié)合的基礎(chǔ);第二,數(shù)形結(jié)合,貴在結(jié)合,要充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢?!靶巍庇兄庇^、形象的特點,但代替不了具體的運算和證明,在解題中往往提供一種數(shù)學解題的平臺或模式,而“數(shù)”才是真正的主角,若忽視這一點,很容易造成對數(shù)形結(jié)合的謬用。
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