孫芳芳
摘要:在解決高中數(shù)學一些問題時,若采用數(shù)形結合的思想,便可以使抽象的數(shù)學信息、數(shù)量關系用直觀的幾何圖形形象地表示,從而使復雜的數(shù)學問題簡單化,抽象問題具體化,從而起到簡便解決數(shù)學問題的目的。本文探討了高中數(shù)學教學中數(shù)形結合方法的有效應用策略。
關鍵詞:高中數(shù)學;數(shù)形結合;應用;策略
將實際的方程問題轉化到圖形中進行處理,方便解決實際方程問題,這是高中數(shù)學中,數(shù)形結合教學的核心方法和問題,本文重點對高中數(shù)學教學中數(shù)形結合方法的優(yōu)點和常見問題進行了詳細的分析,供高中數(shù)學教書參考。
一、高中數(shù)學教學數(shù)形結合優(yōu)勢
1、提高教學效果
我們都知道, 在解題的過程中如果題目只是單獨地給出了數(shù)據(jù)或是圖形, 我們在解題時就會花費一些時間來自己補充圖形或數(shù)量,這樣才能夠有效快速地解決問題。也就是說, 我們只有在見到數(shù)量時才能夠正確地想到與它對應的幾何圖形, 或是見到幾何圖形時才能夠想到與它對應的數(shù)量關系。
在高中數(shù)學的教學過程中, 教師要對學生進行數(shù)形結合思想的啟發(fā)和培養(yǎng), 以便學生能夠運用此思想正確地理解題目的含義,準確地分析和把握解題的思路, 確保學生做出正確的解答。數(shù)形結合的思想滲透在高中數(shù)學的每一個部分,如解析幾何部分,我們要根據(jù)不同的圖形來求出圖像的解析式, 還要能夠根據(jù)解析式來畫出相對應的圖形, 這樣通過數(shù)量關系來研究圖象的性質, 或是用圖形的性質來表現(xiàn)數(shù)量之間的變化關系都是通過數(shù)形結合的觀念來完成的。也就是說,在數(shù)學學習中我們需要借助數(shù)形之間的相互啟發(fā)、相互轉化、相互補充和相互證明來探索和研究。為了使學生能夠形成數(shù)形結合的思想與解題思維, 我們教師在教學中要有意識地給學生滲透數(shù)形結合的思想和方法。
2、數(shù)形結合的教學有利于激發(fā)學生的學習興趣
采用數(shù)形結合的思想,將實物和理論上的研究進行相結合的探索,對于激發(fā)學生的興趣有一定的促進作用。
3、數(shù)形結合的教學有利于提高學生的解題能力
數(shù)形結合從效果上來看,可以直接提高學生的考試成績。如函數(shù)y=cos(x)的圖象,從該題中我們知道余弦函數(shù)的定義域為(-∞,+∞),值域是[-1,1],函數(shù)在(2kπ,2kπ+π)內單調遞減,在(2kπ+π,2kπ+2π)內單調遞增,函數(shù)的周期是2π,|cosx|≤1,函數(shù)有界,函數(shù)是偶函數(shù),在區(qū)間(2kπ-π/2,2kπ+π/2)上是下凹的,在區(qū)間(2kπ+π/2,2kπ+3π/2)上是上凹的(k∈Z)。在實際的數(shù)學解題中,有大量的直覺因素,朝著自己的直覺進行解決,往往會給學生在實際遇到問題中,提供正確的方向。
4、有利于提高學生思維的靈活性、形象性、直觀性
數(shù)和形是矛盾的一對,既是對立的,又是統(tǒng)一的,如果把二者孤立起來,就數(shù)論數(shù),就會缺少直觀性;就形論形就會缺乏嚴密性。只有溝通二者之間的聯(lián)系,使之有機結合;依據(jù)條件,相互轉化,才能達到完美的統(tǒng)一。
二、高中數(shù)學教學中數(shù)形結合方法的有效應用策略
1、高中數(shù)學中常見的數(shù)形結合思想類型
(1)、數(shù)形結合思想在集合中的應用
例1:某班共30 人,其中15 人喜愛象棋,10 人喜愛圍棋,8 人對這兩項活動都不喜愛。則既喜愛象棋又喜愛圍棋活動的人數(shù)為多少?
解:記30 名學生組成的集合為U,喜愛象棋的學生全體為集合A, 喜愛圍棋的學生全體為集合B。設兩項活動都喜歡的學生為x,則只喜歡象棋的有(15-x)人,只喜歡圍棋的有(10-x)人。依題意,(15-x)+x+(10-x)+8=30,解得x=3,所以只喜歡象棋的有15-3=12 人。此題借助韋恩圖把數(shù)的問題轉化為圖形,利用圖形直觀地表現(xiàn)出問題了“數(shù)”“形”結合的完美解題思想,進而獲得解答。
(2)、數(shù)形結合思想在函數(shù)中的應用
例如,在講述函數(shù)的重要性質———奇偶性時, 其定義很容易理解, 但學生初學時并不能很好掌握。這是由于在實際應用的過程中,學生經常使用的是函數(shù)的對稱性。而且高一學生還不能深入領悟數(shù)形結合的思想, 因此作為這節(jié)課程的授課對象, 大部分學生能聽懂課程,但不會做題。筆者認為做好以下幾點可以提高這節(jié)課的效率。
<1>從幾何圖形開始,使學生明白中心對稱與軸對稱,了解對稱圖形的特點,總結函數(shù)解析式的幾何性質, 這樣學生才能夠將形與數(shù)相結合, 深入了解到數(shù)形結合的思想。再通過函數(shù)解析式推導出奇偶性質,使學生從數(shù)與形兩方面理解定義, 為今后的學習打下堅固的基礎。
<2>在講解完定義后,通過具體的例題,讓學生自己判斷函數(shù)存在的奇偶性并分析函數(shù)具有的性質,例題要有適當?shù)碾y度,讓學生容易接受。
<3>在課后練習中,將函數(shù)的奇偶性與單調性相結合,使其可以相互影響。為下節(jié)課講解函數(shù)單調性埋下伏筆, 使學生的學習效果更好。
2、解題中巧用數(shù)形結合的方法能夠提高速度和效率
數(shù)形結合的方法作為一種解題途徑,實際上在運用時包含著兩方面的含義,其一是對幾何圖形問題的解答,可以通過將其轉化為兩函數(shù)之間的關系來引入和討論,然后正確地分析和解決;其二是對于數(shù)量關系之間的問題,我們可以依賴其具有的幾何意義來更加直觀地觀察和解決,確保能夠得到正確的答案和結論。想要正確順利地在解題時運用數(shù)形結合的方法,我們就必須遵守相關的運用和實施原則,我對此作了歸納總結有以下幾點原則:(1)有敏銳的觀察能力,能夠準確地分析出圖形所包含的數(shù)量關系。(2)具有足夠的圖象繪制能力,能夠準確地用圖象表現(xiàn)數(shù)量之間的關系。(3)準確把握數(shù)量與圖象之間的對應關系。
3、多媒體技術能夠讓數(shù)形結合更好地實施
對于高中數(shù)學中那些復雜、抽象性非常高的知識,單憑教師的口頭描述和學生的想象能力,學生是不能夠準確地理解的。這時教師就需要借助多媒體技術的優(yōu)勢,將數(shù)學知識由靜變動,通過計算機強大的計算、繪制、動畫等能力將數(shù)學知識更加豐富多彩地呈現(xiàn)出來,讓數(shù)學課堂教學更加輕松和愉悅,加深學生對數(shù)學知識的理解和掌握。教師通過動態(tài)地展示知識能夠讓學生主動地探索數(shù)學規(guī)律和知識,提高學生的創(chuàng)新能力。
綜上所述,本文重點對數(shù)形結合的優(yōu)勢和常見問題進行了詳細的分析,針對常見的數(shù)形結合的類型本文根據(jù)多年的實際教學經驗也進行了探討,目的是提高數(shù)學教學中的教學質量。
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