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摘 要:数学思想是对数学事实与数学理论的本质认识,是数学处理问题的基本观点,是对数学基础知识与基本方法本质的概括,它高于知识和方法,指导知识与方法的运用,使知识向更深、更高层次发展。重视对数学思想方法的考查,把一些比较基本的数学思想和方法,以各种问题的层次融入试题之中,是高考命题多年来所坚持的方向。
关键词:概念 地位 作用 渗透
现代数学教学观认为,应该着重发展学生的思维,提高数学能力教育的核心在于全面提高学生的素质,而这些任务的具体实现,在很大程度上都依赖于数学方法的教学。在初中数学教学大纲中,已将数学思想方法的教学列入基础知识的范畴。要发展学生的思维,培养数学能力,提高文化素养,就必须使学生了解数学知识形成的过程,明确其产生、发展的外部与内部的驱动力。而在数学概念的确定、数学事实的发现、数学理论的推导以及数学知识的运用中,所凝聚的数学思想和方法乃是数学的精髓。那么,如何认识数学思想方法,以及怎样进行数学思想方法的训练,如何与教学结合在一起,是非常重要的。
一、渗透函数与方程思想
例如在讲一元一次方程的产生时,可以分两种情况:当x的一次二项式的系数有一个确定的值,如4x—1=5,而这个关于x的一次二项式的系数的值不断变化时,就产生了不同的一元一次方程,随之各个方程的解也不相同。当两个关于字母x的一次二项式的值相等时,求字母x的值,也就产生了一元一次方程,如4x—4=5x+2。而一元一次不等式又是怎样产生的呢?当x的一次二项式的值大于(或小于)某一个数x,求x的取值范围,就产生了一元一次不等式,如4x—1>5;或者关于字母的两个一次二项值的值具有不等关系式,也就产生了一元一次不等式,如4x—1>3x+1。这样,代数式、一元一次方程、一元一次不等式就有机地联系起来,构成了知识链,渗透了函数思想。同样,一元二次不等式、一元二次方程、一元二次函数也可以通过放到函数的思想下研究,解方程f(x)=0就是找函数图像与x轴交点的横坐标,解不等式f(x)>0就是求函数f(x)的正负区间,从而使掌握的知识层次具有深度和广度。
二、渗透转化化归的思想
化归思想的实质是化未知为已知,使新知识向旧知识(已知的知识)转化的思想方法,具有普遍意义,掌握了它就能居高临下地指导思维活动的开展。特别是在解析几何的教学过程中,通常是以有关概念的定义、定式(公式、法则)和定法着手进行思考分析,而运用常规思路,会出现解题过程复杂甚至难以处理的局面。
例1.在椭圆 + =1,求一点使它到左、右焦点的距离之比为了3∶2。设P(x1,g1),把|PF2|转化为P到相应准线的距离d1,d2,则由椭圆定义有|PF1|=ed1=5+ x1,|PF2|=ed2=5— x1。由|PF1|∶|PF2|=3∶2,求得点P为( ,± 5)。在这个解题过程中,倾斜线段的长度,仅端点的横坐标或纵坐标就可确定,因此倾斜线段转化为水平(或竖直)线段,使问题变得简洁明了,省去了复杂的运算。
又如在讲三角公式推导时,对公式C(α—β)推导以后,用它推导C(α—β)=C[α—(—β)],建立了sinx=cos( —x)后,就可以通过此公式推导。这些公式的推导,渗透了转化化归的思想。在这方面的例子是很多的,各章都有,这就需要教师适时地渗透这些思想。
三、分类思想,训练思维的目的性、条理性
分类思想在数学中也很普遍,如代数中有数、式、方程、不等式、函数等内容的分类,几何中有图形的分类等。分类思想渗透到概念、定义、定理的证明、法则的推导和具体问题的总结,善于运用分类讨论的思想有助于对知识的加深认识和理解消化,从而掌握其本质规律。
如在向量的教学过程中,平行向量可分为同向向量或反向向量,用向量法推导正弦定理时可通过对锐角三角形、直角三角形、钝角三角形三种情形分别讨论而获得。
又如在线段的定比分点的教学过程中,运用分类讨论的思想方法,启发学生对点P分有向线段P1P2的比值的分析讨论,可得以下几个结论:(1)若点P在P1P2的反向延长线上,则λ>0;(2)若点P在P1P2的延长线上,则λ<—1;(3)若点P在P1P2的反向延长线上,则—1<λ<0;(4)若点P与P1重合,则λ=0;(5)若点P与P2重合则λ不存在。由上述5个方面可知λ≠—1,通过分类讨论可以使学生理解得更深刻。
四、渗透数形结合的思想
数与形是数学研究的两类基本对象,它们既有密切联系,又有各自特点。
数形结合的思想方法,就是充分利用形的直观性和数的规范性,通过数与形的联系转化来研究数学对象和解决数学问题。
如在讲函数的单调性和奇偶性的时候,一般都是从有代表性的图像入手总结规律。讲一元二次不等式的解法,首先讲的是一元二次函数,把函数y随x的变化情况通过图形展示出来,并且把函数分成在x轴上方和x轴下方的部分,得出函数值y>0或y<0时对应的自变量x的取值范围,即不等式的解。还有些问题只能用数形结合的方法来解,如求2x=x2的解的个数,通过图像可以很直观地把x<0时有一个交点和x>0时有两个交点(2,4)和(4,16)显示出来。
再如求方程tgx=sinx在区间[—10,10]上的解的个数,也可以通过图形来解。但是用数形结合方法一定要注意图形的准确性,要注意同一坐标系中不同图形的相对位置。
数学思想不同于一般的知识,不能用符号、图表或式子表示出来,它的呈现方式是隐蔽的,是难以从书上直接看到的,因此,数学思想方法的教学应用“渗透”的方法。教师要站在方法论的高度上去挖掘教材中的数学思想,课堂上要有意识地引导学生参与探索过程的磨砺,并在概念的引入及解题之后,恰到好处地指出相关的数学思想方法。只要坚持在教学过程中长期渗透,一定能收到较好的效果。
关键词:概念 地位 作用 渗透
现代数学教学观认为,应该着重发展学生的思维,提高数学能力教育的核心在于全面提高学生的素质,而这些任务的具体实现,在很大程度上都依赖于数学方法的教学。在初中数学教学大纲中,已将数学思想方法的教学列入基础知识的范畴。要发展学生的思维,培养数学能力,提高文化素养,就必须使学生了解数学知识形成的过程,明确其产生、发展的外部与内部的驱动力。而在数学概念的确定、数学事实的发现、数学理论的推导以及数学知识的运用中,所凝聚的数学思想和方法乃是数学的精髓。那么,如何认识数学思想方法,以及怎样进行数学思想方法的训练,如何与教学结合在一起,是非常重要的。
一、渗透函数与方程思想
例如在讲一元一次方程的产生时,可以分两种情况:当x的一次二项式的系数有一个确定的值,如4x—1=5,而这个关于x的一次二项式的系数的值不断变化时,就产生了不同的一元一次方程,随之各个方程的解也不相同。当两个关于字母x的一次二项式的值相等时,求字母x的值,也就产生了一元一次方程,如4x—4=5x+2。而一元一次不等式又是怎样产生的呢?当x的一次二项式的值大于(或小于)某一个数x,求x的取值范围,就产生了一元一次不等式,如4x—1>5;或者关于字母的两个一次二项值的值具有不等关系式,也就产生了一元一次不等式,如4x—1>3x+1。这样,代数式、一元一次方程、一元一次不等式就有机地联系起来,构成了知识链,渗透了函数思想。同样,一元二次不等式、一元二次方程、一元二次函数也可以通过放到函数的思想下研究,解方程f(x)=0就是找函数图像与x轴交点的横坐标,解不等式f(x)>0就是求函数f(x)的正负区间,从而使掌握的知识层次具有深度和广度。
二、渗透转化化归的思想
化归思想的实质是化未知为已知,使新知识向旧知识(已知的知识)转化的思想方法,具有普遍意义,掌握了它就能居高临下地指导思维活动的开展。特别是在解析几何的教学过程中,通常是以有关概念的定义、定式(公式、法则)和定法着手进行思考分析,而运用常规思路,会出现解题过程复杂甚至难以处理的局面。
例1.在椭圆 + =1,求一点使它到左、右焦点的距离之比为了3∶2。设P(x1,g1),把|PF2|转化为P到相应准线的距离d1,d2,则由椭圆定义有|PF1|=ed1=5+ x1,|PF2|=ed2=5— x1。由|PF1|∶|PF2|=3∶2,求得点P为( ,± 5)。在这个解题过程中,倾斜线段的长度,仅端点的横坐标或纵坐标就可确定,因此倾斜线段转化为水平(或竖直)线段,使问题变得简洁明了,省去了复杂的运算。
又如在讲三角公式推导时,对公式C(α—β)推导以后,用它推导C(α—β)=C[α—(—β)],建立了sinx=cos( —x)后,就可以通过此公式推导。这些公式的推导,渗透了转化化归的思想。在这方面的例子是很多的,各章都有,这就需要教师适时地渗透这些思想。
三、分类思想,训练思维的目的性、条理性
分类思想在数学中也很普遍,如代数中有数、式、方程、不等式、函数等内容的分类,几何中有图形的分类等。分类思想渗透到概念、定义、定理的证明、法则的推导和具体问题的总结,善于运用分类讨论的思想有助于对知识的加深认识和理解消化,从而掌握其本质规律。
如在向量的教学过程中,平行向量可分为同向向量或反向向量,用向量法推导正弦定理时可通过对锐角三角形、直角三角形、钝角三角形三种情形分别讨论而获得。
又如在线段的定比分点的教学过程中,运用分类讨论的思想方法,启发学生对点P分有向线段P1P2的比值的分析讨论,可得以下几个结论:(1)若点P在P1P2的反向延长线上,则λ>0;(2)若点P在P1P2的延长线上,则λ<—1;(3)若点P在P1P2的反向延长线上,则—1<λ<0;(4)若点P与P1重合,则λ=0;(5)若点P与P2重合则λ不存在。由上述5个方面可知λ≠—1,通过分类讨论可以使学生理解得更深刻。
四、渗透数形结合的思想
数与形是数学研究的两类基本对象,它们既有密切联系,又有各自特点。
数形结合的思想方法,就是充分利用形的直观性和数的规范性,通过数与形的联系转化来研究数学对象和解决数学问题。
如在讲函数的单调性和奇偶性的时候,一般都是从有代表性的图像入手总结规律。讲一元二次不等式的解法,首先讲的是一元二次函数,把函数y随x的变化情况通过图形展示出来,并且把函数分成在x轴上方和x轴下方的部分,得出函数值y>0或y<0时对应的自变量x的取值范围,即不等式的解。还有些问题只能用数形结合的方法来解,如求2x=x2的解的个数,通过图像可以很直观地把x<0时有一个交点和x>0时有两个交点(2,4)和(4,16)显示出来。
再如求方程tgx=sinx在区间[—10,10]上的解的个数,也可以通过图形来解。但是用数形结合方法一定要注意图形的准确性,要注意同一坐标系中不同图形的相对位置。
数学思想不同于一般的知识,不能用符号、图表或式子表示出来,它的呈现方式是隐蔽的,是难以从书上直接看到的,因此,数学思想方法的教学应用“渗透”的方法。教师要站在方法论的高度上去挖掘教材中的数学思想,课堂上要有意识地引导学生参与探索过程的磨砺,并在概念的引入及解题之后,恰到好处地指出相关的数学思想方法。只要坚持在教学过程中长期渗透,一定能收到较好的效果。