摘 要: 類比作為一種重要的思維方法和推理方法,在數(shù)學(xué)發(fā)展的過程中占有舉足輕重的地位.本文就是從數(shù)學(xué)解題、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)教學(xué)三個(gè)方面來談?wù)勵(lì)惐确ǖ膽?yīng)用.
關(guān)鍵詞: 類比法 數(shù)學(xué)解題 高中數(shù)學(xué)教學(xué) 類比推理 應(yīng)用
《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》強(qiáng)調(diào):注重提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力.在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,類比法是一種最常用、最有效的思維方法之一.類比法是邏輯推理方法中最富于創(chuàng)造性的一種方法.
類比推理:由兩類對(duì)象具有某些類似特征和其中一類對(duì)象的某些已知特征,推出另一類對(duì)象也具有這些特征的推理.簡而言之,類比推理是由特殊到特殊的推理.
一、用類比法解題
類比法解題的思路是:審題—找類比的模型—猜測—解答.類比法可使問題的內(nèi)容具體化、形象化,幫助我們理解題意,利于問題未知與已知的聯(lián)系,便于找到簡捷的解法.
1.代數(shù)問題.
求解代數(shù)的問題時(shí),一般都是根據(jù)公式來解答題目.但是當(dāng)無法直接求解時(shí),我們可以想一想其他的方法,尋找式子結(jié)構(gòu)特點(diǎn),不妨試一試使用類比法,可以將問題簡單化.
例1:(三角問題)求證:coscoscos...cos=.
看到這個(gè)較為復(fù)雜的證明式子,就其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)想一想有沒有可供類比的簡單的問題,以便從中受到啟迪,梳理思路.客觀上,不少數(shù)學(xué)問題由于在表達(dá)形式上的類似引起解決思路和方法上的類似.
類比題:計(jì)算cos20°cos40°cos80°的值.
由此得到例1的一個(gè)解法如下:
證明:原式左邊==…=右邊.
2.幾何問題.
當(dāng)我們面臨一個(gè)比較生疏的問題時(shí),往往可以聯(lián)系一個(gè)比較熟悉的問題作為類比對(duì)象,熟悉問題的解決途徑和方法??蓡l(fā)生疏問題的解決途徑和方法,在幾何學(xué)中不能忽視它.
二、類比法在學(xué)習(xí)中的應(yīng)用
學(xué)習(xí)中應(yīng)用類比法,可以幫助我們探索和發(fā)現(xiàn)新的命題.類比推理的關(guān)鍵是找到合適的類比對(duì)象.
學(xué)習(xí)立體幾何時(shí),如果把空間圖形與平面圖形作類比,就可以發(fā)現(xiàn)許多相同或類似的性質(zhì),有助于加深對(duì)空間圖形的理解.
平面上的點(diǎn)、線、圓、三角形、平面角、面積、周長……類比到空間中分別為:線、面、球、三棱錐、二面角、體積、表面積……
數(shù)列是中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)中重點(diǎn)一節(jié),等差數(shù)列和等比數(shù)列是數(shù)列中的兩個(gè)特殊數(shù)列.等差數(shù)列與等比數(shù)列在內(nèi)容上大體是一致的,包括它們的定義、性質(zhì)、通項(xiàng)公式、前項(xiàng)和的公式、兩個(gè)數(shù)的等差(等比)中項(xiàng)等.因此,在學(xué)習(xí)過程中采用類比的方法,有利于弄清等差數(shù)列和等比數(shù)列之間的聯(lián)系和區(qū)別,也有利于培養(yǎng)創(chuàng)新思維.
三、類比法在教學(xué)中的應(yīng)用
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們可以通過類比學(xué)習(xí)新知識(shí),也可以通過類比來尋求解題思路,甚至通過類比來推廣數(shù)學(xué)命題.
1.運(yùn)用類比法溝通新舊知識(shí),突破教學(xué)難點(diǎn).
數(shù)學(xué)教學(xué)中有些概念是難以讓學(xué)生理解和接受的,倘若在教學(xué)中,在講授新知識(shí)時(shí)聯(lián)系舊知識(shí),將新舊知識(shí)類比分析,就能使學(xué)生更加深入地理解新知識(shí),同時(shí)也能突破難點(diǎn),降低教學(xué)難度.
2.用類比法進(jìn)行探索,使學(xué)生獲得“再發(fā)現(xiàn)”的體驗(yàn).
類比思維在數(shù)學(xué)知識(shí)的延伸拓展過程中常借助于比較、聯(lián)想,用作啟發(fā)以尋求思維的變異和發(fā)散,因此,類比方法是數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的有效方法.通過類比分析,可以調(diào)動(dòng)學(xué)生思維的積極性,而且在探索結(jié)果的同時(shí),既使知識(shí)深化,又貫徹了課堂教學(xué)精講和學(xué)生自主探索的原則,使學(xué)生在探索中獲得“再發(fā)現(xiàn)”的體驗(yàn).
3.用類比法構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò),使知識(shí)更加系統(tǒng)化.
在復(fù)習(xí)時(shí),若將各知識(shí)分散復(fù)習(xí),學(xué)生不易掌握,且層次不清,如果能將有關(guān)知識(shí)進(jìn)行類比,把一些內(nèi)在聯(lián)系的知識(shí)串聯(lián)起來,構(gòu)建一定的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),就可以加深對(duì)知識(shí)的理解和掌握.這里要特別指出,在類比過程中,既要講清它們的共同點(diǎn),又要指出它們的不同之處,以培養(yǎng)學(xué)生用一分為二的辯證唯物主義觀點(diǎn)看問題的世界觀.
類比法是一種極其重要的數(shù)學(xué)思想,它突破了數(shù)學(xué)思想單調(diào)所帶來的抽象、繁瑣等方面的問題.如果能正確地應(yīng)用這種方法,無論是代數(shù)還是幾何的學(xué)習(xí),都能思路清晰,計(jì)算敏捷,達(dá)到事半功倍的效果.
因此我們?cè)诮窈蟮慕虒W(xué)工作中,也要注意挖掘教材中的類比關(guān)系,貫徹從特殊到特殊的推理方法,使學(xué)生對(duì)抽象知識(shí)的了解有一個(gè)豐富的背景,達(dá)到化難為易,化繁為簡,化隱為顯的目的,從而優(yōu)化教學(xué).相信只要用好“類比法”,不僅能在學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中有機(jī)地溝通各分支的內(nèi)在聯(lián)系,能夠啟發(fā)學(xué)生的思維,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,有利于學(xué)生抓住本質(zhì)看問題,盡快找到解題捷徑,而且對(duì)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)或在實(shí)際生活中解決具體問題都獲益匪淺.更進(jìn)一步說,可以為學(xué)生進(jìn)一步深造,學(xué)好高等數(shù)學(xué)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).從長遠(yuǎn)眼光來看,也為滿足學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的基本數(shù)學(xué)需求,提高未來公民的基本數(shù)學(xué)素養(yǎng)做了積極準(zhǔn)備.
參考文獻(xiàn):
[1]陳宜.利用觀察法巧解數(shù)學(xué)難題.南寧:中學(xué)理科參考資料,1998,9:76-78.
[2]普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)).人民教育出版社,2003,3,59.
[3]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書,蘇教版選修2008,2-2.
[4]方初寶,陳兆禮,李葉明.數(shù)學(xué)猜想法淺談.重慶:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社重慶分社出版,1988:92-93.