高中数学教学中类比思想方法

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  数学思想方法是联系知识与能力的纽带,是数学科学的灵魂,它对发展学生的数学能力,提高学生的思维品质都具有十分重要的作用。具体表现在:(1)掌握数学思想方法能更好地理解数学知识。(2)数学思想方法对数学问题的解决有着重要的作用。(3)加强数学思想方法的教学是以学生发展为本的必然要求。
  结合我的教学经验,目前的数学课程改革呈现的特点为:第一,把“现实数学”作为数学课程的一项内容。《数学课程标准》提供了“现实数学”的“案例”。第二,把“数学化”作为数学课程的一个目标。学生学习数学化的过程是将学生的现实数学进一步提高、抽象的过程。第三,把“再创造”作为数学教育的一条原则。把“已完成的数学”当成是“未完成的数学”来教,给学生提供“再创造”的机会。把传统的“听中学”与“看中学”变为主动的、活动的“做中学”和“玩中学”,为学生创造情境。第四,把“问题解决”作为数学教学的一种模式。“问题解决”的教学模式,即:情境——问题——探索——结论——反思。第五,把“数学思想方法”作为课程体系的一条主线,提出基本的数学思想方法,如观察法、模型方法等;第六,把“数学思想方法”作为数学课程的一个方面。《课》强调学生的数学活动,注重“向学生提供充分从事数学活动的机会”,帮助他们获得广泛的数学活动的经验;第七,把合作交流看成学生学习数学的一种方式,让学生在解决问题的过程中学会与他人合作,并能与他人交流思维的过程和结论;第八,把“现代信息技术”作为学生学习数学的一种工具。
  类比思想在高中数学教学中应用非常广泛,它可以使数学学习更容易、更生动、且有利于学生自主探索与创新思维的培养.根据高中生的抽象逻辑思维从经验型向理论型急剧转化的心理特点和高中数学教材的特点,教学中恰当地应用类比方法,不仅能突出问题的本质,提高教学质量,而且有助于培养学生的创造能力等思维品质,提高认识问题和解决问题的能力。
  古语云:授人以鱼,只供一饭。授人以渔,则终身受用无穷。学知识,更要学方法。所以作为老师我们更要帮助学生培养良好的学习习惯,使学生在学习中能够事半功倍。 全日制中学教学大纲指出,要重视能力的培养,使学生逐步学会分析、综合、归纳、类比等重要的思想方法。在各种逻辑在各种逻辑推理方法中,类比思想方法是富于创造的一种方法。
  類比的思想方法在科学发展中占有着十分重要的地位。例如,著名科学家牛顿的万有引力定律就是把天体运动与自由落体运动做类比而发现的;著名的生物学家达尔文把植物的自花受精与人类的近亲结婚相类比,从而发现了自己子女体弱多病的原因。
  类比的思想涉及了对知识的迁移。所谓迁移就是一种学习对另一种学习的影响。在教学中我们应当注意对学生迁移意识的培养,也就是说要注重运用类比的思想。
  在我们平时的数学教学中,经常发现在数学中有一些相类似的概念,可以利用类比法进行学习;另外,在教学中也可以利用类比的思想进行教学。的确,类比法是学习数学的一种常用方法。
  数学的类比主要体现在以下几个方面:
  一、数、形类比
  (一) 几何图形之间的类比
  平面图形 立体图形
  三角形面积公式: 三棱锥体积公式:
  梯形的面积公式: 棱台的体积公式:
  (二)数与形之间的类比
  众所周知,初等数学可分为代数与几何。在数学发展的初期,代数与几何是相互独立的两个学科,但随着解析几何的产生,代数与几何实现了统一。数形结合的思想也是我们在平时教学过程中需重点培养学生所具备的一种数学思想。:
  (三)数与数之间的类比
  在代数中有一些概念是存在类比关系的,例如均值不等式中
  二元均值不等式 三元均值不等式
  并且我们在解一些代数题目时,如果有着较强的类比能力的话往往题目就会得到很大简化。
  二、事物属性类比
  1.相对概念的类比
  数学教育家波利亚说:“类比就是一种相似。”把两个数学对象进行比较,找出它们相似的地方,从而推出这两个数学对象的其它一些属性也有类似的地方,这在教学中关于概念、性质的教学是最常用的方法。
  例如:高中立体几何中“二面角的定义”,从模型引入二面角后可以从平面几何角的概念,类比概括二面角的定义.通过角的概念,由“平面空间”、“点线”、“线面”进行类比得出二面角的定义,既可减少二面角的教学难度,又可以使类比思维方法潜移默化地渗透于教学之中。
  2.新旧知识的类比
  这是教材中安排得最多的类比内容,在讲授新知识的同时,经常联系旧知识,创造条件进行类比,扩展学生的思路,养成学生进行类比推理的习惯。我们知道,平面几何的基本元素是点和直线,而立体几何的基本元素是点、直线和平面,如果我们建立如下对应关系:平面内的点对应到空间中的点或直线,平面内的直线对应到空间中的直线或平面,那么把平面几何某些定理中的点换作直线,或把线换作平面,就可以帮助学生“发现”一类相似的立体几何定理。通过这样新旧知识的联系来进行类比,既有利于理解、掌握新知识,还能使旧知识得到巩固,同时拓宽视野。
  3、同类事物的类比
  所谓的同类事物是指这类对象具有相同的条件、结论、问题的形式、数学方法等。同类事物的类比能使学生从感性材料出发,认识事物的数学特征,形成积极要求探索的心理状态,引导探索一般结论,掌握从特殊到一般的认识规律,达到寻根探源的目的。
  关于类比,还要注意可能产生的负迁移,也就是要克服一些错误的类比,如易混概念的类比,易混性质的类比,从而准确地掌握概念和性质的本质,有区别地认识具有某种相似性的概念。
  常言道:劈材不照纹,累死劈材人。这就是告诉我们解决问题要找对方法。数学作为解决实际问题的有效工具,包括的知识面比较广,如果我们不归纳总结就会紊乱。类比的思想在我们处理一些数学问题时的确起着十分重要的作用,我们在解决相关数学问题时可以根据题意进行分析并运用类比的方法。但是在应用过程中也要注意所类比的两个事物在本质上是否是相同或相似的,不能只顾形式上的一致而忽略本质。
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