摘 要:數形結合是重要的高中數學思想方法,能為學生解題提供有效思路。本文主要圍繞數形結合法運用原則、數形結合思想在高中數學教學中的滲透等方面展開討論,在對數形結合思想方法有所了解的情況下,探討該方法在教學實踐中的滲透,以便幫助學生掌握正確的數學思想,使其數學素養(yǎng)和解題能力不斷提升。
關鍵詞:數學教學;數形結合;思想方法
一、 前言
數學知識具有抽象性的特點,單純從知識表面入手來學習,無法保證學生充分掌握數學原理和概念的運用特點,由此造成其數學素養(yǎng)低下。而數形結合思想的運用,能有效解決上述問題,在數形結合思想運用下,調動學生直覺思維和形象思維,使其對數學知識有較好掌握,并快速找到數學解題方法,因此有必要注重培養(yǎng)學生數形結合思想。
二、 數形結合思想運用原則
在高中數學課堂中,應保證數形結合思想貫穿在整個教學實踐中,在數和形有機結合的條件下,為學生提供有效的學習方法。對于數形結合思想來說,實際上是將圖形轉變成數學語言,在多個思維運用下,對抽象問題有直觀的理解,在簡化問題、培養(yǎng)學生數學能力上有重要意義。實際運用這一解題思想時,應遵循等價性和雙向性原則。即是在轉化時,圖形幾何性質和數字代數性質是一致的,同時分析數學圖形時,應思考其抽象性,運用代數語言將圖形表達出來,得到邏輯性語言,進而發(fā)揮數形結合思想在數學解題中的運用優(yōu)勢。
三、 將數形結合思想運用到高中數學教學中的措施
(一) 在數學知識學習中貫徹數形結合思想
數學概念及原理是數學學習的基礎,在掌握基礎概念的基礎上,可進一步學習數學解題方法,并幫助學生形成數學邏輯思維。由于數學概念較抽象,學習中會使學生感受枯燥乏味,因此,可采取數形結合思想,促使學生以一種有效途徑學習數學概念,做到對數學知識的深入理解,從而保證知識運用靈活性。另外,公式與定理的推導過程中,都滲透著數形結合思想,這就表明將該思想方法結合到數學知識講解中是有必要的。
例如,在學習三角函數相關知識時,可繪制單位圓圖形,結合圖形進行知識的講解和延伸,可提高學生知識掌握程度,使其能快速掌握三角函數知識。在學生掌握單位圓就有向線段概念的情況下,能幫助學生根據單位圓來思考三角函數定理及概念,如在單位圓內繪制一條有向線段OP,線段和橫軸間的角度為β,且線段和圓的交點向橫軸作垂線可得到B點,這時sinβ=BP/OP=BP、cosβ=OB/OP=OB。通過這種數形結合思維的運用,能利用學生已掌握的知識表示新知識,降低了其概念學習難度,并且有助于學生將各知識點聯系起來,最終形成完善的數學知識網絡。
(二) 在解題中滲透數形結合思想
數形結合思想在數學解題中有較好運用,主要體現在清晰學生思維、明確解題重點上,如在代數問題上,勢必會聯想到函數及其對應的圖形,可根據函數表達式得到圖象,同時能結合圖象求出函數表達式。實際學習函數性質時,應充分利用圖象,結合表達式和圖象間的關系,具體分析函數性質,如在學習正弦函數時,根據函數表達式繪制圖象,之后可根據圖象各坐標點及起浮變化,確定函數周期性、增減性、凹凸性和奇偶性等,體現出數形結合思想方法運用重要性,在圖象幫助下,解決數學學習方法單一的問題,以一種直觀的方式表示數學知識,確保學生知識學習質量。從數學教學實踐來看,代數學習中融入數形結合思想,可達到理想的數學教學成效,由于函數類別較多,因此有必要強化學生數形結合思想,使其明確區(qū)分各類函數。
例如,設函數f(x)為-2x+8、x+2中的最小值,求解函數最大值。如果單純利用數學語言解決這一問題,需要改變x數值來逐一計算,解題效率低下。而將上述表達式以圖象方式繪制在坐標軸上,則明顯得出各區(qū)間內的函數表達式間的關系,最終得出f(x)的最大值。利用函數圖象,極大程度簡化了解題步驟,并且降低了理解難度。對于一些沒有對應圖象的問題,同樣可通過構造圖象來解答。如已知a>0,b>0,a+b=1,求證a+12+b+12≤2。這時可得到a+122+b+122=22,之后將該公式與勾股定理相結合,得到相應的三角形,可根據三角形基本定理得出上述結論。
(三) 靈活轉變數理和圖形
要想保證數形結合思想在數學解題中的充分利用,需要將代數轉變?yōu)閳D形,即是進行數據具體化處理,能得到較為直觀的圖形。從這一角度看,當面對抽象的代數問題時,可選擇數形結合方法,不僅能優(yōu)化解題途徑,還可培養(yǎng)學生的解題思維,使其對數學知識和解題技巧有全面掌握。例如,學習集合這一模塊內容時,考慮到學生初次接觸這類知識,對集合概念了解不足,因此,教師可借助維恩圖向學生展現集合知識,利用封閉圖形表示一個集合,之后要求學生繪制兩個封閉圖形間的位置關系,在此基礎上引出集合關系,是數形結合思想運用重要意義的體現。在數學教學實際中,教師應發(fā)揮主導作用,主動將數學思想結合到教學過程中,以便加強學生數學能力。
四、 結論
綜上所述,高中數學教學過程中,在傳授學生基礎知識的同時,應使其掌握多種數學解題方法,通過數學學習,逐步培養(yǎng)其數形結合思想,以便為之后的解題練習奠定基礎。隨著數形結合思想滲透到數學教學中,可降低教學難度,同時有利于提高學生數學思維和解題素養(yǎng),使其能快速掌握解題思路,是數學教學中要注重的內容。
參考文獻:
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作者簡介:
應魯嘉,浙江省溫州市,溫州市第二十二中學。