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摘要 :在初中数学教材中,所藴含的数学思想有很多,如分类讨论思想、数形结合思想和化归思想等,人们对数学思想的探讨、研究越来越深入。这是因为重视数学思想的研究、探讨,注重培养学生应有的数学思想,这对他们今后的数学学习和数学知识的应用以及提高他们洞察事物、寻求联系、解决问题的思维品质和各种能力将会产生深远的影响。下面,我结合自己多年的教学实践,谈谈几种重要的数学思想。
关键词:初中数学教学渗透数学思想
【中国分类号】G633.6
一、分类讨论思想
分类讨论思想是根据教学对象本质属性的共同点与差异性,将其分为几个不同种类的一种数学思想。它既是一种重要的数学思想,又是一种重要的数学逻辑方法。初中课本中有不少定理、法则、公式和习题都需要分类讨论。在教学这些内容时,应不断强化学生分类的意识,让学生认识到这些问题,只有通过分类讨论后,得到的结论才是完整的、正确的。如果不分类讨论,就容易出现错误。此外,在教学中,通过分类讨论还有利于帮助学生概括、总结出规律性的东西,从而加强学生思维的条理性、缜密性。如请看下面两个例子。
例1、 化简:|x+1|
分析:本题必须分x+1是正数、零、负数三种情况来进行讨论,这样得到的
结果才是全面、正确的。
解:(1)当x+1>0时,即x>-1时,|x+1|=x+1
(2)当x+1=0时,即x=-1时,|x+1|=0
(3)当x+1<0时,即x<-1时,|x+1|=-x-1
例2.解关于x的不等式ax+3>2x+a
分析:通过移项,可将不等式化为(a-2)x>a-3 的形式,然后根据不等式的性质可分为a-2>0,a-2=0和a-2<0三种情况,再分别解不等式。
解:由ax+3>2x+a得:(a-2)x>a-3
(1)当a-2>0,即a>2时,不等式的解集为:x>
(2)当a-2=0,即a=2时,不等式的左边=0,右边=-1,因为0>-1,
所以不等式的解是一切实数。
(3)当a-2<0,即a<2时,不等式的解集为:x<
可见,在数学教学中,应用分类讨论,往往能使复杂的问题简单化。分类的过程,可以培养学生的周密性、条理性,且能促进学生探索规律的能力。
二、数形结合思想
人们通常把代数称为“数”,而把几何称为“形”,数与形表面看是相互独立的,其实在一定条件下,它们是可以相互转化的。数量问题可以转化为图形问题,图形问题也可以转化为数量问题。这种由数想形,以形助数的思想就是数形结合思想。例如,初中数学教材中的勾股定理结论的论证;用坐标来确定物体的位置;函数的图象和函数性质;利用图象法求二元一次方程组的近似解;有理数的加法、乘法法则等都是典型的数形结合思想的体现。在解题教学中,能充分挖掘数形结合思想,会使抽象的问题形象、直观化,更利于问题的解决。
例3、解不等式组
分析:先分别求出不等式组中每个不等式的解集,然后把这些解集表示在同一数轴上,这些解集的公共部分就是这个不等式组的解集。
解:解不等式①得:x>1
解不等式②得:x<3
在同一条数轴上表示不等式①、②的解集如下图所示:
所以,原不等式组的解集为1<x<3 。
可见,数形结合能使复杂的数量关系通过图形直观地表示出来。
例4、实数a、b在数轴上的位置如图(3)所示,那么化简|a+b|+的结果是:( )。
分析:本题是一道数形结合思想题型。
由于题目中给出了实数a、b在数轴上的
位置,从而可推知a、b的正、负值及它
们离原点O的距离大小,然后根据绝对值的意义和算术平方根的性质则可求解。
解:观察数轴知:a<0,b>0 。
∴a+b<0, b-a>0 。
∴原式=-(a+b)+b-a=-2a
由此可见,在数学教学中,由数想形,以形助数的数形结合思想,具有可以使问题直观呈现的优点,有利于加深学生对知识的识记和理解。在解答数学题时,数形结合,有利于学生分析题中数量之间的关系,丰富表象、引发联想、启迪思维、拓宽思路,迅速找到解决问题的方法,从而提高分析问题和解决问题的能力。
三、化归思想
在数学活动中,我们常将问题由复杂转化为简单、陌生转化为熟悉、多元转化为一元、高次转化为低次、未知转化为已知、抽象转化为容易,这就是转化思想,又称化归思想。如果说数学思想是数学的灵魂,那么化归思想就是数学思想的核心和精髓,是数学思想的灵魂。应用化归思想,要善于分析题目特征,寻找各个知识点,不同的解题方法,多种思维策略之间的联系。通过具体的数学方法将一个复杂的问题简单化。例如,初中教材中的将分式方程转化为整式方程来求解;二元一次方程组转化为解一元一次方程等都是化归思想的重要应用。
例5、如图(4)所示,正方体的边长为1,一只蚂蚁从正方体的一个顶点A爬行到另一个顶点B,蚂蚁爬行的最短距离是多少?
评析:求几何体的表面最短距离问题,
通常是将几何体表面展开,把立体图形转
化为平面图形。本题可将正方体右表面展
开如图(5)所示,连接AB,由勾股定理
得:AB2=22+12=5,所以AB= ,
而线段AB的长就是蚂蚁爬行的最短路程。
由此可见,化归思想是解决数学问题的一种重要的思想方法。利用化归思想解题时,转化的途径和方法不一定相同,但有一个共同的规律,就是在待解的问题和已解的问题之间架起一个联系的桥梁。因此,我们在学习数学的过程中,要不断地构建知识结构,形成知识网络,要领悟蕴含在数学内容之中的数学思想。这些都是提高数学解题能力的条件和基础。另外,我们不应停留在化归的分析上,而应有创新精神,在研究中获得新方法、新理论。
事实上,初中数学教材中所渗透的数学思想,还远远不止以上几种,它还包括函数思想、方程思想、整体思想、比较思想、变换思想、平移思想、旋转思想等多种数学思想。在这里,我就不再一一阐述了。总之,在初中数学教学中,重视数学思想的渗透,将为学生的后续学习打下坚实的数学基础,且会使学生终身受益。
关键词:初中数学教学渗透数学思想
【中国分类号】G633.6
一、分类讨论思想
分类讨论思想是根据教学对象本质属性的共同点与差异性,将其分为几个不同种类的一种数学思想。它既是一种重要的数学思想,又是一种重要的数学逻辑方法。初中课本中有不少定理、法则、公式和习题都需要分类讨论。在教学这些内容时,应不断强化学生分类的意识,让学生认识到这些问题,只有通过分类讨论后,得到的结论才是完整的、正确的。如果不分类讨论,就容易出现错误。此外,在教学中,通过分类讨论还有利于帮助学生概括、总结出规律性的东西,从而加强学生思维的条理性、缜密性。如请看下面两个例子。
例1、 化简:|x+1|
分析:本题必须分x+1是正数、零、负数三种情况来进行讨论,这样得到的
结果才是全面、正确的。
解:(1)当x+1>0时,即x>-1时,|x+1|=x+1
(2)当x+1=0时,即x=-1时,|x+1|=0
(3)当x+1<0时,即x<-1时,|x+1|=-x-1
例2.解关于x的不等式ax+3>2x+a
分析:通过移项,可将不等式化为(a-2)x>a-3 的形式,然后根据不等式的性质可分为a-2>0,a-2=0和a-2<0三种情况,再分别解不等式。
解:由ax+3>2x+a得:(a-2)x>a-3
(1)当a-2>0,即a>2时,不等式的解集为:x>
(2)当a-2=0,即a=2时,不等式的左边=0,右边=-1,因为0>-1,
所以不等式的解是一切实数。
(3)当a-2<0,即a<2时,不等式的解集为:x<
可见,在数学教学中,应用分类讨论,往往能使复杂的问题简单化。分类的过程,可以培养学生的周密性、条理性,且能促进学生探索规律的能力。
二、数形结合思想
人们通常把代数称为“数”,而把几何称为“形”,数与形表面看是相互独立的,其实在一定条件下,它们是可以相互转化的。数量问题可以转化为图形问题,图形问题也可以转化为数量问题。这种由数想形,以形助数的思想就是数形结合思想。例如,初中数学教材中的勾股定理结论的论证;用坐标来确定物体的位置;函数的图象和函数性质;利用图象法求二元一次方程组的近似解;有理数的加法、乘法法则等都是典型的数形结合思想的体现。在解题教学中,能充分挖掘数形结合思想,会使抽象的问题形象、直观化,更利于问题的解决。
例3、解不等式组
分析:先分别求出不等式组中每个不等式的解集,然后把这些解集表示在同一数轴上,这些解集的公共部分就是这个不等式组的解集。
解:解不等式①得:x>1
解不等式②得:x<3
在同一条数轴上表示不等式①、②的解集如下图所示:
所以,原不等式组的解集为1<x<3 。
可见,数形结合能使复杂的数量关系通过图形直观地表示出来。
例4、实数a、b在数轴上的位置如图(3)所示,那么化简|a+b|+的结果是:( )。
分析:本题是一道数形结合思想题型。
由于题目中给出了实数a、b在数轴上的
位置,从而可推知a、b的正、负值及它
们离原点O的距离大小,然后根据绝对值的意义和算术平方根的性质则可求解。
解:观察数轴知:a<0,b>0 。
∴a+b<0, b-a>0 。
∴原式=-(a+b)+b-a=-2a
由此可见,在数学教学中,由数想形,以形助数的数形结合思想,具有可以使问题直观呈现的优点,有利于加深学生对知识的识记和理解。在解答数学题时,数形结合,有利于学生分析题中数量之间的关系,丰富表象、引发联想、启迪思维、拓宽思路,迅速找到解决问题的方法,从而提高分析问题和解决问题的能力。
三、化归思想
在数学活动中,我们常将问题由复杂转化为简单、陌生转化为熟悉、多元转化为一元、高次转化为低次、未知转化为已知、抽象转化为容易,这就是转化思想,又称化归思想。如果说数学思想是数学的灵魂,那么化归思想就是数学思想的核心和精髓,是数学思想的灵魂。应用化归思想,要善于分析题目特征,寻找各个知识点,不同的解题方法,多种思维策略之间的联系。通过具体的数学方法将一个复杂的问题简单化。例如,初中教材中的将分式方程转化为整式方程来求解;二元一次方程组转化为解一元一次方程等都是化归思想的重要应用。
例5、如图(4)所示,正方体的边长为1,一只蚂蚁从正方体的一个顶点A爬行到另一个顶点B,蚂蚁爬行的最短距离是多少?
评析:求几何体的表面最短距离问题,
通常是将几何体表面展开,把立体图形转
化为平面图形。本题可将正方体右表面展
开如图(5)所示,连接AB,由勾股定理
得:AB2=22+12=5,所以AB= ,
而线段AB的长就是蚂蚁爬行的最短路程。
由此可见,化归思想是解决数学问题的一种重要的思想方法。利用化归思想解题时,转化的途径和方法不一定相同,但有一个共同的规律,就是在待解的问题和已解的问题之间架起一个联系的桥梁。因此,我们在学习数学的过程中,要不断地构建知识结构,形成知识网络,要领悟蕴含在数学内容之中的数学思想。这些都是提高数学解题能力的条件和基础。另外,我们不应停留在化归的分析上,而应有创新精神,在研究中获得新方法、新理论。
事实上,初中数学教材中所渗透的数学思想,还远远不止以上几种,它还包括函数思想、方程思想、整体思想、比较思想、变换思想、平移思想、旋转思想等多种数学思想。在这里,我就不再一一阐述了。总之,在初中数学教学中,重视数学思想的渗透,将为学生的后续学习打下坚实的数学基础,且会使学生终身受益。