摘 要: 本文主要闡述了類比思想在教學(xué)中的滲透。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)教學(xué) 類比 類比思想
荷蘭著名數(shù)學(xué)教育家賴登塔爾強調(diào):“學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)唯一的方法是實行‘再創(chuàng)造’,也就是由學(xué)生本人把要學(xué)習(xí)的東西自己去發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造出來?!薄稊?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提倡在教師引導(dǎo)下,讓學(xué)生經(jīng)歷“數(shù)學(xué)化”“再創(chuàng)造”的活動過程,讓學(xué)生體驗數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的歷程,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。蘇教版2—2中專辟類比推理這部分內(nèi)容。類比是根據(jù)兩個(或兩類)對象之間在某些方面的相似或相同,推演出它們在其它方面也相似或相同。其形式為A類事物有性質(zhì)a,b,c,d,B類事物有性質(zhì)a′,b′,c′,所以B類事物有性質(zhì)d′。類比的結(jié)論是或然的,它的正確性需經(jīng)過證明。在平時的數(shù)學(xué)教學(xué)中,筆者經(jīng)常滲透類比思想,現(xiàn)歸納出以下常見的類比。
一、方法類比
典型的數(shù)學(xué)方法可以解決一類問題,因此,教師應(yīng)隨時總結(jié),舉一反三,以提高學(xué)生數(shù)學(xué)知識的遷移能力和靈活應(yīng)用能力。
例1:設(shè)f(x)=,利用課本中推導(dǎo)等差數(shù)列的前n項和的公式的方法,可求得f(-5)+f(-4)+…+f(0)+…+f(5)+f(6)的值為 。
分析:本題類比課本中等差數(shù)列的求和方法,即“倒序相加法”。
解:令S=f(-5)+f(-4)+…+f(0)+…+f(5)+f(6)①
則S=f(6)+f(5)+…+f(0)+…+f(-4)+f(-5)②
將①、②式相加,類似與等差數(shù)列的情形,利用f(n)+f(1-n)=,得2S=#8226;12,所以S=3為所求值。
二、性質(zhì)類比
類比轉(zhuǎn)化,是一種培養(yǎng)知識遷移能力的重要學(xué)習(xí)方法,解題中,若能抓住題目中已知關(guān)鍵信息,鎖定相似性,巧妙進(jìn)行類比轉(zhuǎn)換,答案就會應(yīng)運而生。
例2:在等差數(shù)列{a}中,若a=0,則有等式a+a+…+a=a+a+…+a(a<19,n∈N)成立,類比上述性質(zhì),在等比數(shù)列中,b=1,則有等式成立。
分析:等差數(shù)列{a}中,a=0,必有a+a=a+a=…=a+a=2a=0,
∴a+a+…+a+a+…+a=0。
故有a+a+…+a+a+…+a=a+a+…+a類比等比數(shù)列,
∵b=1
∴b#8226;b=b#8226;b=…=b#8226;b=b=1,
∴b#8226;b…b#8226;b…b=1,故等式bb…b=bb…bb…b成立。
三、結(jié)構(gòu)類比
有些數(shù)學(xué)題目是由某些已知的公式發(fā)展變化而來,這些習(xí)題的形式與學(xué)過的公式結(jié)構(gòu)相同,通過類比,可探求解題途徑的有效手段。
例3:已知:x+y+z=xyz求證:++=#8226;#8226;。
分析:由已知條件結(jié)構(gòu)類比聯(lián)想到命題:若α+β+γ=kπ(k∈Z)則tanα+tanβ+tanγ=tanα#8226;tanβ#8226;tanγ,而求證中出現(xiàn)的形式類比聯(lián)想到二倍角公式。
證明:設(shè)x=tanα,y=tanβ,z=tanγ,且α+β+γ=kπ(k∈Z),
++
=++
=tan2α+tan2β+tan2γ
∵α+β+γ=kπ(k∈Z)
∴2α+2β+2γ=2kπ(k∈Z)
∴tan2α+tan2β+tan2γ=tan2αtan2βtan2γ
即證:++=#8226;#8226;。
四、維度類比
盡管二維平面與思維空間有諸多不同,但我們充分利用它們相似性,通過升降維,即可解決相關(guān)問題。
例4:如圖1,若射線OM,ON上分別存在點M,M與點N,N,則=#8226;。如圖2,若不在同一平面內(nèi)的射線OP,OQ和OR上分別存在點P,P,點Q,Q和點R,R,則類似的結(jié)論是什么?這個結(jié)論正確嗎?
分析:試題要求把二維面積關(guān)系推廣到三維體積關(guān)系。
類似的結(jié)論為:=#8226;#8226;。
證明:如圖2,過若R作RM⊥平面POQ于M,連接OM,過R在平面ORM作RM∥RM交OM于M,則RM⊥平面POQ。
由V=S#8226;RM=#8226;#8226;OP#8226;OQ#8226;sin∠POQ#8226;RM=OP#8226;OQ#8226;RM#8226;sin∠POQ,
同理,V=OP#8226;OQ#8226;RM#8226;sin∠POQ,
所以=,由平面幾何知識得=,
所以=#8226;#8226;結(jié)論正確。
本題把立體幾何問題類比到平面幾何中解決,正像數(shù)學(xué)家波利亞曾指出的:“類比是一個偉大的引路人,求解立體幾何問題往往有賴于平面幾何中的問題?!?/p>
總之,我們在平時的教學(xué)中滲透類比思想,不僅能使學(xué)生獲取新知識,而且能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,讓學(xué)生體驗數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造過程,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
參考文獻(xiàn):
[1]普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗).人民教育出版社.第3頁.
[2]俞素珍.高考中的數(shù)學(xué)類比思想.中學(xué)數(shù)學(xué)月刊,2007.