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初中數(shù)學(xué)共有代數(shù)、幾何、統(tǒng)計(jì)、概率四大篇章,如果說(shuō)第1章給我們展示的是初中數(shù)學(xué)學(xué)什么、怎么學(xué)、為什么這樣學(xué)的基本面貌的話,那么第2章“有理數(shù)”就真的掀開了初中代數(shù)篇章的第一頁(yè)。在學(xué)習(xí)本章內(nèi)容的時(shí)候,我們要做到“整體關(guān)聯(lián)、局部突破”。何為“整體關(guān)聯(lián)”?小學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的知識(shí)是散點(diǎn)狀的,而初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的知識(shí)是連線狀的,知識(shí)之間都是相互關(guān)聯(lián)的。到了初中階段,我們?cè)趯W(xué)習(xí)的時(shí)候一定要把所學(xué)的知識(shí)聯(lián)系起來(lái),形成一個(gè)整體,這樣才能見到初中數(shù)學(xué)的“森林”。何為“局部突破”?與小學(xué)數(shù)學(xué)相比,初中數(shù)學(xué)難點(diǎn)增多、內(nèi)涵加深,要學(xué)好初中數(shù)學(xué)必須在這些難點(diǎn)處取得突破、深刻理解知識(shí)內(nèi)涵,這樣才能做到“廣而深”。下面就結(jié)合有理數(shù)的相關(guān)內(nèi)容給同學(xué)們做個(gè)具體介紹。
一、整體關(guān)聯(lián),形成知識(shí)主線
本章內(nèi)容主要有三大塊,一是“數(shù)的擴(kuò)充”。在小學(xué)認(rèn)識(shí)的正數(shù)、0和負(fù)數(shù)的基礎(chǔ)上全面深入學(xué)習(xí)負(fù)數(shù),與正數(shù)構(gòu)成對(duì)應(yīng)的系列數(shù)。二是“與數(shù)有關(guān)的概念”。先學(xué)習(xí)研究數(shù)的工具——數(shù)軸,在此基礎(chǔ)上研究相反數(shù)、絕對(duì)值、倒數(shù)(內(nèi)涵擴(kuò)充)。三是“數(shù)的運(yùn)算”,包括有理數(shù)的加法、減法、乘法、除法、乘方及混合運(yùn)算,無(wú)理數(shù)的運(yùn)算在后面的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步展開。具體可以從以下3個(gè)方面去進(jìn)行知識(shí)關(guān)聯(lián),進(jìn)而提高對(duì)有理數(shù)的整體認(rèn)識(shí)。
1.掌握研究數(shù)的基本路徑。本章是代數(shù)中“數(shù)”研究的起始章,為今后數(shù)的研究提供了思路和方法,所以,非常有必要梳理本章研究的基本路徑。從上面的三大板塊內(nèi)容可以看出,首先肯定要研究新擴(kuò)充的數(shù)的定義,在此基礎(chǔ)上認(rèn)識(shí)這類數(shù)的性質(zhì),然后對(duì)擴(kuò)充后的數(shù)進(jìn)行分類,接著研究這類數(shù)的運(yùn)算,最后利用數(shù)的知識(shí)解決生活中的問(wèn)題。從中可以看出“數(shù)的定義—數(shù)的性質(zhì)—數(shù)的分類—數(shù)的運(yùn)算—數(shù)的應(yīng)用”這一研究基本路徑。
2.掌握數(shù)的分類。引進(jìn)負(fù)數(shù)之后,那么數(shù)就有了正、負(fù)之分。所以對(duì)數(shù)的分類就產(chǎn)生了一種新的標(biāo)準(zhǔn),那就是按數(shù)的性質(zhì)進(jìn)行分類。比如可以把數(shù)分成正數(shù)、0、負(fù)數(shù)三類,這樣整數(shù)就可以分成正整數(shù)、0、負(fù)整數(shù);分?jǐn)?shù)就可以分成正分?jǐn)?shù)、負(fù)分?jǐn)?shù);有理數(shù)可以分成正有理數(shù)、0、負(fù)有理數(shù);無(wú)理數(shù)可以分為正無(wú)理數(shù)、負(fù)無(wú)理數(shù)。當(dāng)然原來(lái)的分類標(biāo)準(zhǔn)還是適用的,比如可以把有理數(shù)分成整數(shù)、分?jǐn)?shù),整數(shù)再分成正整數(shù)、0、負(fù)整數(shù),分?jǐn)?shù)再分成正分?jǐn)?shù)、負(fù)分?jǐn)?shù)等。可以看出,有了兩個(gè)對(duì)數(shù)的分類標(biāo)準(zhǔn),可以對(duì)數(shù)進(jìn)行兩次分類。隨著學(xué)習(xí)的深入,你會(huì)發(fā)現(xiàn),有理數(shù)與無(wú)理數(shù)統(tǒng)稱為實(shí)數(shù),這樣又可以對(duì)實(shí)數(shù)進(jìn)行兩次分類。
3.掌握數(shù)的運(yùn)算。數(shù)學(xué)運(yùn)算屬于代數(shù)推理,是我們初中生必備的核心素養(yǎng)之一。有理數(shù)的運(yùn)算共有加法、減法、乘法、除法和乘方5 種,每一種運(yùn)算都有其運(yùn)算法則。在具體計(jì)算時(shí),都是先確定符號(hào),再確定絕對(duì)值,分步計(jì)算這一點(diǎn)一定要引起我們的高度重視,否則很容易出錯(cuò)。當(dāng)然,小學(xué)里學(xué)習(xí)的加法與減法互為逆運(yùn)算,乘法與除法互為逆運(yùn)算,這點(diǎn)是不變的,隨著后面知識(shí)的學(xué)習(xí),你們會(huì)發(fā)現(xiàn)乘方與開方互為逆運(yùn)算。同時(shí)我們還可以發(fā)現(xiàn),有理數(shù)的減法可以轉(zhuǎn)化為加法進(jìn)行,有理數(shù)的除法可以轉(zhuǎn)化為乘法進(jìn)行,這說(shuō)明,數(shù)雖然推廣了,但前面所研究的關(guān)于數(shù)的結(jié)論和方法,仍然適用,比如運(yùn)算律。
二、局部突破,全面深化認(rèn)識(shí)
在本章的學(xué)習(xí)過(guò)程中,我們會(huì)遇到的第一個(gè)難點(diǎn)是對(duì)“數(shù)”的全面認(rèn)識(shí),第二個(gè)難點(diǎn)是對(duì)“相反數(shù)、絕對(duì)值”的全面認(rèn)識(shí),第三個(gè)難點(diǎn)是對(duì)“運(yùn)算法則”的全面認(rèn)識(shí)。對(duì)于上述三個(gè)難點(diǎn),我們需要局部突破,可以利用數(shù)學(xué)的思想方法來(lái)全面認(rèn)識(shí)和加深理解。
1. 利用特殊與一般的思想方法理解“數(shù)的擴(kuò)充”。對(duì)于具體的數(shù)而言,我們可以根據(jù)定義很快區(qū)分它屬于什么數(shù)。比如,-3 是負(fù)數(shù),是負(fù)整數(shù),是負(fù)有理數(shù),是有理數(shù);-53是負(fù)數(shù),是負(fù)分?jǐn)?shù),是負(fù)有理數(shù),是有理數(shù)。對(duì)于一個(gè)一般的數(shù)而言,我們通常用一個(gè)字母a 來(lái)表示,這時(shí)我們就要根據(jù)具體問(wèn)題來(lái)對(duì)a 進(jìn)行判定。當(dāng)a 代表一個(gè)一般的數(shù)時(shí),a=0、a=1、a=-1是其三種特殊情形,解決相關(guān)問(wèn)題時(shí),我們可以采用“特殊元素、優(yōu)先考慮”的原則進(jìn)行驗(yàn)證。比如,相反數(shù)等于本身的數(shù)是什么?絕對(duì)值等于本身的數(shù)是什么?倒數(shù)等于本身的數(shù)是什么?平方等于本身的數(shù)是什么?立方等于本身的數(shù)是什么?當(dāng)把a(bǔ)=0、a=1、a=-1分別代入進(jìn)行驗(yàn)證就可以得出:相反數(shù)等于本身的數(shù)是0,絕對(duì)值等于本身的數(shù)是非負(fù)數(shù),倒數(shù)等于本身的數(shù)是±1,平方等于本身的數(shù)是0、1,立方等于本身的數(shù)是0、±1。當(dāng)然,我們也可以通過(guò)列出方程(-a=a,| a |=a,1a=a,a2=a,a3=a),用特殊值法求出結(jié)論。
2. 利用數(shù)形結(jié)合的思想方法理解“相反數(shù)與絕對(duì)值”。相反數(shù)與絕對(duì)值都可以從代數(shù)與幾何兩個(gè)視角來(lái)認(rèn)識(shí),從代數(shù)角度看相反數(shù),就是這兩個(gè)數(shù)只有符號(hào)不同,特殊時(shí)為0,從幾何角度看就是數(shù)軸上左右兩個(gè)點(diǎn)到原點(diǎn)的距離相等。從代數(shù)角度看絕對(duì)值,正數(shù)的絕對(duì)值就是本身,0的絕對(duì)值是0,負(fù)數(shù)的絕對(duì)值是它的相反數(shù),從幾何角度看就是這個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離,可見絕對(duì)值具有非負(fù)性。在這其中,數(shù)軸充當(dāng)了數(shù)形結(jié)合的工具,借助數(shù)軸,可以直觀地研究相關(guān)問(wèn)題,還可以預(yù)防分類討論問(wèn)題的漏解,所以建議同學(xué)們研究有理數(shù)相關(guān)問(wèn)題的時(shí)候,不妨畫一根數(shù)軸,充分利用數(shù)形結(jié)合的思想方法來(lái)分析解決問(wèn)題。
3. 利用分類討論和轉(zhuǎn)化的思想方法理解“數(shù)的運(yùn)算”。隨著負(fù)號(hào)的引入,涉及數(shù)的運(yùn)算問(wèn)題就變得稍微復(fù)雜一點(diǎn),既要考慮符號(hào),又要考慮絕對(duì)值。先說(shuō)分類討論,比如一般在研究數(shù)的加法的時(shí)候,兩個(gè)數(shù)相加分幾種情況呢?應(yīng)該有“正正、正零、正負(fù);零正、零零、零負(fù);負(fù)正、負(fù)零、負(fù)負(fù)”9種情況,在具體歸納加法法則的時(shí)候,合并成“同號(hào)兩數(shù)、異號(hào)兩數(shù)、一數(shù)一0”三種情形,這是為了讓運(yùn)算法則更加方便記憶和運(yùn)用。再來(lái)說(shuō)說(shuō)轉(zhuǎn)化,有理數(shù)的運(yùn)算與小學(xué)的數(shù)的運(yùn)算有聯(lián)系嗎?答案是肯定的??纯疵總€(gè)法則就知道了,都是把有理數(shù)的運(yùn)算分成兩步,第一是確定符號(hào),第二步就是小學(xué)里的運(yùn)算。這樣實(shí)際上就把有理數(shù)的運(yùn)算轉(zhuǎn)化成了小學(xué)里的算術(shù)運(yùn)算,由此可見轉(zhuǎn)化思想功能的強(qiáng)大,化繁為簡(jiǎn),化難為易,化未知為已知,化腐朽為神奇。
有理數(shù)是初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的開端,希望同學(xué)們一要保持?jǐn)?shù)學(xué)學(xué)習(xí)的高度熱情,二要養(yǎng)成良好的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣,三要對(duì)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)做堅(jiān)持不懈的努力,四要重視數(shù)學(xué)知識(shí)及關(guān)聯(lián),同時(shí)認(rèn)識(shí)和重視思想方法,只有這樣,才能真正把初中數(shù)學(xué)學(xué)好、學(xué)深、學(xué)透。