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【摘要】转化思想是学习数学的基本思想,指将题目化复杂为简单,化抽象为具体,化生疏为熟悉,化零为整,化静为动等.转化思想可应用于函数、几何、代数、方程等类型题.转化是重要的数学思想之一,教师应提高重视程度,转化思想也是新课标对学生数学思想培养提出的要求.
【关键词】转化思想;初中数学;化繁为简
前 言
转化,即将陌生的知识转化为熟悉的知识、将复杂的内容转化为精简的内容的过程.作为一种基本的数学思想,转化思想越来越被教师关注.初中阶段学生开始由单纯的知识学习转向进行理性思考,此时教师应注重对学生思维的塑造及培养.下面笔者对转化思想在初中数学解题中的具体应用展开讨论.
一、转化思想在初中数学的具体化简
(一)化复杂为简单
进入初中之后,学生遇到的应用性问题日渐增多,不同学生的学习能力差异也日益凸显,原因是一些学生很难将生活化、有实际应用意义的数学问题转化为具体的数学解题思路,甚至一些学生不能理解一道应用题的条件.若学生掌握了转化思想,则能在复杂的应用问题中找到熟悉的知识点,解出题目.随着学习的深入,数学题目对学生综合运用知识的能力要求提高,考查多个知识点.因此,化复杂为简单的转化思想有利于学生串联知识点,在复杂的题目中找出熟悉的知识点,解决问题.
(二)化抽象为具体
数学学科对学生的思维能力要求较高,要求学生找到正确的解题思路.化抽象为具体是指将抽象的数学概念、思路等转化为具体的、可观感的内容.这一思想常用于有关数形结合的题目,学生用数形结合的方法将具体的概念、关系等用图像表示出来,以解出题目.初中阶段学生对事物认知的方式以直观为主,转化思想有利于学生理解题意.数学学科是一门对逻辑思维能力要求较高的学科,学生的思维培养不是一蹴而就的,而转化思想有利于培养学生的逻辑思维.
(三)化生疏为熟悉
转化思想也可应用于知识的学习过程.学生学习新的知识点时很难快速掌握,而数学恰好是逻辑性较强的学科,如立体几何的学习可应用转化思想.在学习多面、多角的立体图形时,学生会有很多困惑.此时,教师可将立体几何转化为平面几何,降低学习难度,顺利开展教学工作.教师不仅要将知识点教给学生,还要培养学生的数学思维和教授学生解决问题的方法.当转化思想成为学生的一种思考意识、识记方法时,学生会自觉找寻知识点间的联系,提高学习质量.
二、转化思想在初中数学的应用例谈
(一)转化思想在题目分析中的应用
转化思想是学生分析问题时的重要辅助工具,能帮助学生找到解题的有效条件和思路.下面以一道方程题为例具体阐释.
例题 现有一地区突发洪水,灾区现场急需雨靴这一物资.灾区附近有一家鞋厂,该厂共有9条生产线,即4条皮鞋生产线和5条布鞋生产线.该工厂表示可以为灾区提供救援物资,并制订生产计划,在三天内生产1000双雨靴.已知一条皮鞋生产线和两条布鞋生产线可以在一天内产出105双雨靴.两条皮鞋生产线和三条布鞋生产线可在一天内产出178双雨靴.试分析,每条皮鞋生产线与布鞋生产线平均每天可生产多少双雨靴?如上述条件均可实现,那么工厂能不能在三天内完成生产计划?
这道题内容比较多,很多学生从开始就出现了畏难情绪——题目太长了,一眼看下去分不清主次,找不到关键信息.在这种情况下,教师可以有意识地指导学生运用转化思想,将问题转化为熟悉的数学公式等,再加以解决.首先,將问题中的题干转化为两个等量关系,设定未知数为x、y,这样,问题就转化为学生熟悉的方程问题,可列式x 2y=105,2x 3y=178,计算可知x=41,y=32,即每条皮鞋生产线每天生产雨靴41双,每条布鞋生产线生产雨靴32双.学生能进一步得出该生产厂家无法在3天内生产1000双雨靴.在解决复杂问题时,教师要有意识地引导学生运用转化思想,让学生自觉应用转化思想解题.
(二)运用转化思想解决函数与方程式间的转化
运用转化思想解决函数与方程的转化问题,是转化思想应用.方程的学习是循序渐进的过程,学生在小学接触一元一次方程,认识x,y这两个未知数,到初中阶段学习一元二次方程、二元一次方程、方程组等.方程问题的常见解决方法为换元法.教师可将转化思想与换元法结合起来做延伸.
如2x4-3x2 8=0,首先要将此方程进行降次,将x2设成y,即y=x2 ,将原方程转化为2y2-y-8=0,用公式进行求解.下面笔者通过例题阐释如何用转化思想解初中数学方程题.
例题 当y=2x 3时,有恒等式x2 2x 3=ay2 by c成立,求abc的值.
此题中包含5个未知数,有2个未知数之间存在等量关系.若用待定系数法计算,则计算量极大,且难以得出正确结论.此时,可考虑使用换元法.学生在做题时可能会将a、b、c三数之积误以为是分别求解a、b、c的值.因此,教师在引导学生使用换元法时,要着重强调审题的重要性,使学生明确题目究竟问什么.分析之后,教师可组织学生进行小组合作解题.教师可以采用多种教学方式,丰富课堂教学,为学生带来愉快的学习体验,激发学生的学习兴趣.
(三)运用转化思想解决动态几何问题
动态几何是初中阶段学习的难点,对学生的综合分析能力、知识应用能力要求较高.学生要分清点动、线动、面动的情况,找到其中的关联,进而找到题目要求的关系,求解答案.
例题 如图1,在平面直角坐标系中,直线 y=1[]2x 1与抛物线 y=ax2 bx-3交于A、B点,点 A在x轴上,点B的纵坐标为3.点P是直线AB下方的抛物线上的动点(不与A、B两点 重合),过点P作x轴的垂线交直线AB与点C,做PD⊥AB于点D.(1)求 a、b及sin∠ACP的值;(2)设点p的坐标为m,①用含m的代数式表示线段PD的长,并求出线段PD长的最大值;②连接PB,线段PC将△PDB分为两个三角形,是否存在适合的m值,使这两个三角形的面积之比为9∶10?若存在,直接写出m值;若不存在,说明理由. 运用转化思想分析这道问题,学生可以得到如下思路.(1)问要求未知数a、b,就要将点B的纵坐标代入直线解析式中求出点B的横坐标,再求出A点坐标,将两点坐标代入抛物线解析式中求解,难度不大.至于角的正弦值的求解,可利用图中的线段、角、边关系求解.根据直线方程求出直线y与y 轴的交点(确定为E),得出△AOE的三边比值,再用PC与x轴的垂直得出线段平行关系,推出角相等,进而求出sin∠ACP的值.在此过程中,学生需要进行角之间的转化.但这一点不容易看出,大多数学生可能会利用△PCD 来求解.由于不清楚点C坐标,所以思路容易中断.因此,教师要引导学生审题,探索题目中存在的可用的关系式.这类题目在初中阶段一般是考试的压轴题目,学生运用转化思想能够理清思路,找到解决问题的路径.教师可有意识地将转化思想教给学生,学生在解决问题时灵活运用转化思想.
(四)转化思想在几何解题中的应用
几何是初中数学中的重要学习内容,要求学生具备扎实的数学知识,并且具备一定空间想象能力.其中三角形和四边形题目是教学的重点.转化思想有利于求解几何题目,下面通过例题说明.
例题 现有一圆,如图2所示.已知圆的直径为BC,过 点B 作一条垂直于 BC 的垂线,垂线上有一点A,作圆的切线AD,且D为切点.最后,过点D作一条BC 的垂线DF,且DF、AC相交于E点.证明:EF=DE.
简单分析题干,可知两点信息:BC⊥AB,BC⊥DF.根據简单的推论便可以得出 DF∥AB.如此一来,AB与EF的关系就是位似对应线段.题干要求证明EF=DE,就是要证明E 是 DF的中点.因此,学生在解答问题时可以应用转化思想,将问题转化为“证明A点是DF的位似对应线段的中点”.
在明确解题方向后,学生就可以按照要求进行解题.首先,将CD连接并进行延长,与BA的延长线相交于G点;然后,连接BD.根据题干信息可知,BC是圆的直径,所以∠CDB必然是直角,可知∠GDB也是直角.如此,根据三角形性质可知,△GDB 是直角三角形.
此时,要想证明点A是DF的位似对应线段BG的中点,那么需要证明AG=AB,运用转化思想,即求证 AD=AB.AB和AD都是圆的切线,所以 AD=AB.90°-∠ADB=∠90°-∠ABD,所以∠AGD =∠ADG,AD=GA.
总体来说,在解答几何类问题时,简单的转化能够降低问题的难度并降低计算的复杂程度,进一步强化学生的解题能力.这道例题考查学生对几何题目的分析.当遇到复杂的几何问题时,学生应运用转化思想,将立体转化为平面,将图像转化为等式.
结 语
在初中数学教学中,教师应充分运用转化思想,完成教学工作,培养学生的数学思维.如何在具体教学中渗透转化思想,是值得教师思考的问题.
【参考文献】
[1]刘井慧.探析转化思想在初中数学解题中的应用[J].数理化解题研究,2015(4):78-79.
[2]陈旺,谢蓉.转化思想在数学解题中的几个策略[J].语数外学习(数学教育),2013(9):133.
[3]谭德胜.换个角度思考问题:也谈中学数学解题中的化归和转化思想[J].理科爱好者(教育教学版),2012(3):45-47.
[4]王玲,陈伟.转化思想在初中数学解题中的应用与实践[J].数理化解题研究(初中版),2013(5):91-92.
[5]董莹.小议化归与转化思想在初中数学解题中的应用[J].读与写(教育教学刊),2016(4):83-85.
【关键词】转化思想;初中数学;化繁为简
前 言
转化,即将陌生的知识转化为熟悉的知识、将复杂的内容转化为精简的内容的过程.作为一种基本的数学思想,转化思想越来越被教师关注.初中阶段学生开始由单纯的知识学习转向进行理性思考,此时教师应注重对学生思维的塑造及培养.下面笔者对转化思想在初中数学解题中的具体应用展开讨论.
一、转化思想在初中数学的具体化简
(一)化复杂为简单
进入初中之后,学生遇到的应用性问题日渐增多,不同学生的学习能力差异也日益凸显,原因是一些学生很难将生活化、有实际应用意义的数学问题转化为具体的数学解题思路,甚至一些学生不能理解一道应用题的条件.若学生掌握了转化思想,则能在复杂的应用问题中找到熟悉的知识点,解出题目.随着学习的深入,数学题目对学生综合运用知识的能力要求提高,考查多个知识点.因此,化复杂为简单的转化思想有利于学生串联知识点,在复杂的题目中找出熟悉的知识点,解决问题.
(二)化抽象为具体
数学学科对学生的思维能力要求较高,要求学生找到正确的解题思路.化抽象为具体是指将抽象的数学概念、思路等转化为具体的、可观感的内容.这一思想常用于有关数形结合的题目,学生用数形结合的方法将具体的概念、关系等用图像表示出来,以解出题目.初中阶段学生对事物认知的方式以直观为主,转化思想有利于学生理解题意.数学学科是一门对逻辑思维能力要求较高的学科,学生的思维培养不是一蹴而就的,而转化思想有利于培养学生的逻辑思维.
(三)化生疏为熟悉
转化思想也可应用于知识的学习过程.学生学习新的知识点时很难快速掌握,而数学恰好是逻辑性较强的学科,如立体几何的学习可应用转化思想.在学习多面、多角的立体图形时,学生会有很多困惑.此时,教师可将立体几何转化为平面几何,降低学习难度,顺利开展教学工作.教师不仅要将知识点教给学生,还要培养学生的数学思维和教授学生解决问题的方法.当转化思想成为学生的一种思考意识、识记方法时,学生会自觉找寻知识点间的联系,提高学习质量.
二、转化思想在初中数学的应用例谈
(一)转化思想在题目分析中的应用
转化思想是学生分析问题时的重要辅助工具,能帮助学生找到解题的有效条件和思路.下面以一道方程题为例具体阐释.
例题 现有一地区突发洪水,灾区现场急需雨靴这一物资.灾区附近有一家鞋厂,该厂共有9条生产线,即4条皮鞋生产线和5条布鞋生产线.该工厂表示可以为灾区提供救援物资,并制订生产计划,在三天内生产1000双雨靴.已知一条皮鞋生产线和两条布鞋生产线可以在一天内产出105双雨靴.两条皮鞋生产线和三条布鞋生产线可在一天内产出178双雨靴.试分析,每条皮鞋生产线与布鞋生产线平均每天可生产多少双雨靴?如上述条件均可实现,那么工厂能不能在三天内完成生产计划?
这道题内容比较多,很多学生从开始就出现了畏难情绪——题目太长了,一眼看下去分不清主次,找不到关键信息.在这种情况下,教师可以有意识地指导学生运用转化思想,将问题转化为熟悉的数学公式等,再加以解决.首先,將问题中的题干转化为两个等量关系,设定未知数为x、y,这样,问题就转化为学生熟悉的方程问题,可列式x 2y=105,2x 3y=178,计算可知x=41,y=32,即每条皮鞋生产线每天生产雨靴41双,每条布鞋生产线生产雨靴32双.学生能进一步得出该生产厂家无法在3天内生产1000双雨靴.在解决复杂问题时,教师要有意识地引导学生运用转化思想,让学生自觉应用转化思想解题.
(二)运用转化思想解决函数与方程式间的转化
运用转化思想解决函数与方程的转化问题,是转化思想应用.方程的学习是循序渐进的过程,学生在小学接触一元一次方程,认识x,y这两个未知数,到初中阶段学习一元二次方程、二元一次方程、方程组等.方程问题的常见解决方法为换元法.教师可将转化思想与换元法结合起来做延伸.
如2x4-3x2 8=0,首先要将此方程进行降次,将x2设成y,即y=x2 ,将原方程转化为2y2-y-8=0,用公式进行求解.下面笔者通过例题阐释如何用转化思想解初中数学方程题.
例题 当y=2x 3时,有恒等式x2 2x 3=ay2 by c成立,求abc的值.
此题中包含5个未知数,有2个未知数之间存在等量关系.若用待定系数法计算,则计算量极大,且难以得出正确结论.此时,可考虑使用换元法.学生在做题时可能会将a、b、c三数之积误以为是分别求解a、b、c的值.因此,教师在引导学生使用换元法时,要着重强调审题的重要性,使学生明确题目究竟问什么.分析之后,教师可组织学生进行小组合作解题.教师可以采用多种教学方式,丰富课堂教学,为学生带来愉快的学习体验,激发学生的学习兴趣.
(三)运用转化思想解决动态几何问题
动态几何是初中阶段学习的难点,对学生的综合分析能力、知识应用能力要求较高.学生要分清点动、线动、面动的情况,找到其中的关联,进而找到题目要求的关系,求解答案.
例题 如图1,在平面直角坐标系中,直线 y=1[]2x 1与抛物线 y=ax2 bx-3交于A、B点,点 A在x轴上,点B的纵坐标为3.点P是直线AB下方的抛物线上的动点(不与A、B两点 重合),过点P作x轴的垂线交直线AB与点C,做PD⊥AB于点D.(1)求 a、b及sin∠ACP的值;(2)设点p的坐标为m,①用含m的代数式表示线段PD的长,并求出线段PD长的最大值;②连接PB,线段PC将△PDB分为两个三角形,是否存在适合的m值,使这两个三角形的面积之比为9∶10?若存在,直接写出m值;若不存在,说明理由. 运用转化思想分析这道问题,学生可以得到如下思路.(1)问要求未知数a、b,就要将点B的纵坐标代入直线解析式中求出点B的横坐标,再求出A点坐标,将两点坐标代入抛物线解析式中求解,难度不大.至于角的正弦值的求解,可利用图中的线段、角、边关系求解.根据直线方程求出直线y与y 轴的交点(确定为E),得出△AOE的三边比值,再用PC与x轴的垂直得出线段平行关系,推出角相等,进而求出sin∠ACP的值.在此过程中,学生需要进行角之间的转化.但这一点不容易看出,大多数学生可能会利用△PCD 来求解.由于不清楚点C坐标,所以思路容易中断.因此,教师要引导学生审题,探索题目中存在的可用的关系式.这类题目在初中阶段一般是考试的压轴题目,学生运用转化思想能够理清思路,找到解决问题的路径.教师可有意识地将转化思想教给学生,学生在解决问题时灵活运用转化思想.
(四)转化思想在几何解题中的应用
几何是初中数学中的重要学习内容,要求学生具备扎实的数学知识,并且具备一定空间想象能力.其中三角形和四边形题目是教学的重点.转化思想有利于求解几何题目,下面通过例题说明.
例题 现有一圆,如图2所示.已知圆的直径为BC,过 点B 作一条垂直于 BC 的垂线,垂线上有一点A,作圆的切线AD,且D为切点.最后,过点D作一条BC 的垂线DF,且DF、AC相交于E点.证明:EF=DE.
简单分析题干,可知两点信息:BC⊥AB,BC⊥DF.根據简单的推论便可以得出 DF∥AB.如此一来,AB与EF的关系就是位似对应线段.题干要求证明EF=DE,就是要证明E 是 DF的中点.因此,学生在解答问题时可以应用转化思想,将问题转化为“证明A点是DF的位似对应线段的中点”.
在明确解题方向后,学生就可以按照要求进行解题.首先,将CD连接并进行延长,与BA的延长线相交于G点;然后,连接BD.根据题干信息可知,BC是圆的直径,所以∠CDB必然是直角,可知∠GDB也是直角.如此,根据三角形性质可知,△GDB 是直角三角形.
此时,要想证明点A是DF的位似对应线段BG的中点,那么需要证明AG=AB,运用转化思想,即求证 AD=AB.AB和AD都是圆的切线,所以 AD=AB.90°-∠ADB=∠90°-∠ABD,所以∠AGD =∠ADG,AD=GA.
总体来说,在解答几何类问题时,简单的转化能够降低问题的难度并降低计算的复杂程度,进一步强化学生的解题能力.这道例题考查学生对几何题目的分析.当遇到复杂的几何问题时,学生应运用转化思想,将立体转化为平面,将图像转化为等式.
结 语
在初中数学教学中,教师应充分运用转化思想,完成教学工作,培养学生的数学思维.如何在具体教学中渗透转化思想,是值得教师思考的问题.
【参考文献】
[1]刘井慧.探析转化思想在初中数学解题中的应用[J].数理化解题研究,2015(4):78-79.
[2]陈旺,谢蓉.转化思想在数学解题中的几个策略[J].语数外学习(数学教育),2013(9):133.
[3]谭德胜.换个角度思考问题:也谈中学数学解题中的化归和转化思想[J].理科爱好者(教育教学版),2012(3):45-47.
[4]王玲,陈伟.转化思想在初中数学解题中的应用与实践[J].数理化解题研究(初中版),2013(5):91-92.
[5]董莹.小议化归与转化思想在初中数学解题中的应用[J].读与写(教育教学刊),2016(4):83-85.