高飛
數(shù)學思想、方法作為數(shù)學學科的“一般原理”,在數(shù)學學習中是至關重要的。記得一位教育家這樣說:“學生所學到的數(shù)學知識,在進入社會后不到一兩年就忘掉了,然而那些銘刻于頭腦中的數(shù)學精神和數(shù)學思想方法卻長期地在他們的生活和工作中發(fā)揮著作用,使他們受益終生?!弊鳛橐痪€數(shù)學教師,我們應在教學中有意識地加強數(shù)學思想方法的滲透與運用,提高學生的數(shù)學素養(yǎng)。下面就數(shù)學思想方法做小結。
一、函數(shù)方程思想
函數(shù)方程思想就是用函數(shù)、方程的觀點和方法處理變化或未知數(shù)之間的關系,從而解決問題的一種思維方式,是很重要的數(shù)學思想。
函數(shù)思想:把某變化過程中的一些相互制約的變量用函數(shù)關系表達出來,并研究這些量間的相互制約關系,最后解決問題,這就是函數(shù)思想。應用函數(shù)思想解題,確立變量之間的函數(shù)關系是一關鍵步驟,大體可分為下面兩個步驟:(1)根據(jù)題意建立變量之間的函數(shù)關系式,把問題轉化為相應的函數(shù)問題;(2)根據(jù)需要構造函數(shù),利用函數(shù)的相關知識解決問題。
方程思想:從問題的數(shù)量關系入手,運用數(shù)學語言將問題中的條件轉化為數(shù)學模型(方程、不等式、方程與不等式的混合組),然后通過解方程(組)或不等式(組)使問題獲解。
函數(shù)與方程是兩個有密切聯(lián)系的數(shù)學概念,它們之間相互滲透,很多方程的問題需要用函數(shù)的知識和方法解決,很多函數(shù)問題也需要用方程的方法支援,函數(shù)與方程之間的辯證關系,形成了函數(shù)方程思想。
二、數(shù)形結合思想
數(shù)形結合是中學數(shù)學中重要思想方法之一,對于所研究的代數(shù)問題,有時可研究其對應幾何的性質使問題得以解決(以形助數(shù));或者對于所研究的幾何問題,可借助于對應圖形的數(shù)量關系使問題得以解決(以數(shù)助形),這種解決問題的方法稱之為數(shù)形結合。
數(shù)學研究的對象是數(shù)量關系和空間形式,即數(shù)與形兩個方面。在一維空間,實數(shù)與數(shù)軸上的點建立一一對應關系;在二維空間,實數(shù)與坐標平面上的點建立一一對應關系。
我們要抓住以下幾點數(shù)形結合的解題要領:
(1)對于研究距離、角或面積的問題,可直接從幾何圖形入手進行求解即可。
(2)對于研究函數(shù)、方程或不等式(最值)的問題,可通過函數(shù)的圖像求解(函數(shù)的零點,頂點是關鍵點),做好知識的遷移與綜合運用。
(3)對于以下類型的問題需要注意:可分別通過構造距離函數(shù)、斜率函數(shù)、截距函數(shù)、單位圓上的點及余弦定理進行轉化,達到解題目的。
華羅庚先生指出:“數(shù)缺性時少直觀,形少數(shù)時難入微;數(shù)形結合百般好,割裂分家萬事非。”數(shù)形結合作為一種數(shù)學思想方法的應用大致分為兩種情形:或借助于數(shù)的精確性闡明形的某些屬性,或借助于形的幾何直觀性闡明數(shù)之間的某種關系。
三、分類討論思想
分類討論是一種重要的數(shù)學思想方法,當問題的對象不能進行統(tǒng)一研究時,就需要對研究的對象進行分類,然后對每一類分別研究,給出每一類的結果,最終綜合各類結果得到整個問題的解答。
有關分類討論的數(shù)學問題需要運用分類討論思想解決,引起分類討論的原因大致可歸納如下幾種:
(1)涉及的數(shù)學概念是分類討論的;
(2)運用的數(shù)學定理、公式、或運算性質、法則是分類給出的;
(3)求解的數(shù)學問題的結論有多種情況或多種可能性的;
(4)數(shù)學問題中含有參變量,這些參變量的不同取值導致不同的結果的;
(5)較復雜或非常規(guī)的數(shù)學問題,需要采取分類討論的解題策略來解決的。
分類討論是一種邏輯方法,在中學數(shù)學中有極廣泛的應用。分類討論題覆蓋知識點較多,利于考查學生的知識面、分類思想和技巧;同時方式多樣,具有較強的邏輯性和綜合性。根據(jù)不同標準可以有不同的分類方法,但分類必須從同一標準出發(fā),做到不重復,不遺漏,包含各種情況,同時要有利于問題研究。
四、化歸與轉化思想
將未知解法或難以解決的問題,通過觀察、分析、類比、聯(lián)想等思維過程,選擇運用恰當?shù)臄?shù)學方法進行變換,化歸為在已知知識范圍內已經(jīng)解決或容易解決的問題的思想叫做化歸與轉化的思想?;瘹w與轉化思想的實質是提示聯(lián)系,實現(xiàn)轉化。除極簡單的數(shù)學問題外,每個數(shù)學問題的解決都是通過轉化為已知問題實現(xiàn)的。從這個意義上講,解決數(shù)學問題就是從未知向已知轉化的過程?;瘹w與轉化的思想是解決數(shù)學問題的根本思想,解題過程實際上就是一步步轉化的過程。數(shù)學中的轉化比比皆是,如:未知向已知轉化,復雜問題向簡單問題轉化,新知識向舊知識轉化,命題之間的轉化,數(shù)與形的轉化,空間向平面的轉化,高維向低維轉化,多元向一元轉化,高次向低次轉化,超越式向代數(shù)式轉化,函數(shù)與方程的轉化等,都是轉化思想的體現(xiàn)。
五、或然與必然的思想
概率所研究的隨機現(xiàn)象,研究的過程是在“偶然”中尋找“必然”,然后再用“必然”規(guī)律解決“偶然”的問題,這其中所體現(xiàn)的數(shù)學思想就是或然與必然的思想。
隨著新教材的實施,高考中對概率內容的考查已經(jīng)被放在了重要位置,通過對等可能性事件的概率、互斥事件有一個發(fā)生的概率、相互獨立事件同時發(fā)生的概率、獨立重復試驗、隨機事件的分布列、數(shù)學期望等重點內容的考查,一方面考查基本概念和基本方法,另一方面考查在解決實際問題中能否運用或然與必然的辯證關系,從而體現(xiàn)或然與必然的思想。
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