董紅永
摘 要:數(shù)學(xué)由“數(shù)”與“形”兩個概念組成,其中“數(shù)”比較抽象,“形”比較直觀。所謂“數(shù)形結(jié)合”,就是將“數(shù)”與“形”結(jié)合起來,通過兩者之間的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化后求解數(shù)學(xué)問題的一種思想方法。數(shù)形結(jié)合的思想可以讓抽象的問題變得直觀化和生動化,且解法比較簡便,能起到事半功倍的效果。在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)重視數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用,以此培養(yǎng)學(xué)生的空間觀念,提高抽象思維與形象思維交叉運用的能力,開拓解題視野和思路,進(jìn)而有效提高解題效率。
關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合;中學(xué)數(shù)學(xué);合理運用
一、深入研究教材,挖掘“數(shù)形結(jié)合”思想方法
在中學(xué)數(shù)學(xué)教材體系中包含著兩條基本線索:數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思想方法,其中,數(shù)學(xué)知識作為明線引領(lǐng)整個框架,而數(shù)學(xué)思想方法作為暗線,需要教師引領(lǐng)學(xué)生深刻領(lǐng)悟與運用。數(shù)形結(jié)合思想是數(shù)學(xué)思想方法中的重要內(nèi)容,雖然目前很多教師已經(jīng)意識到“數(shù)形結(jié)合”思想的重要性,但在教學(xué)中如何有效滲透,如何培養(yǎng)學(xué)生的這種能力卻不知道從何下手。學(xué)生對數(shù)形結(jié)合思想方法的認(rèn)識不像數(shù)學(xué)知識那樣的系統(tǒng),需要教師在教學(xué)過程中滲透數(shù)形結(jié)合思想,做好“數(shù)”與“形”之間關(guān)系的相互轉(zhuǎn)化與揭示。而要做好這一點,要求教師必須深入挖掘教材,善于發(fā)現(xiàn)其中隱含的數(shù)形結(jié)合思想方法,并進(jìn)行互相聯(lián)系和融合,創(chuàng)設(shè)有利于學(xué)生直觀思維的教學(xué)情境,充實學(xué)生的感知,讓學(xué)生在情境中尋找到“數(shù)”與“形”進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化的契合點,使得代數(shù)問題幾何化、幾何問題代數(shù)化,從而簡單、便捷地解決數(shù)學(xué)問題。
我們常用的數(shù)形結(jié)合思想主要可以分為:以數(shù)助形、以形助數(shù)、數(shù)形結(jié)合三種類型。其中,以數(shù)助形是將圖形中的幾何關(guān)系轉(zhuǎn)化為代數(shù)關(guān)系來進(jìn)行分析,借助代數(shù)的性質(zhì)明確圖形中的幾何量。比如分析直線與圓的位置關(guān)系時,往往通過聯(lián)立直線與圓的方程后求解,然后根據(jù)解的個數(shù)來進(jìn)行判斷;以形助數(shù)就是將代數(shù)關(guān)系轉(zhuǎn)換為圖形的性質(zhì)后,借助圖形的直觀和生動來闡明數(shù)量之間的關(guān)系,比如在分析函數(shù)方程參數(shù)的取值范圍時,往往通過討論函數(shù)圖象的性質(zhì)來進(jìn)行求解。
二、認(rèn)真確定目標(biāo),合理滲透“數(shù)形結(jié)合”思想方法
教師在充分挖掘教材中隱藏的數(shù)形結(jié)合思想后,需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容認(rèn)真確定教學(xué)目標(biāo),思考在每個知識點中需要滲透哪種數(shù)形結(jié)合思想,需要讓學(xué)生達(dá)到什么水平,培養(yǎng)學(xué)生哪些方面的能力。然后根據(jù)教學(xué)目標(biāo),巧妙設(shè)計預(yù)案,讓學(xué)生經(jīng)歷感知、體會、熟練的一系列過程,逐漸掌握數(shù)形結(jié)合思想。
1.在概念教學(xué)中利用數(shù)形結(jié)合思想,凸顯概念本質(zhì)
在中學(xué)數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,概念教學(xué)是關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),也是教學(xué)重難點。對于學(xué)生而言,數(shù)學(xué)概念顯得非常抽象,理解起來比較困難。因此,為了讓學(xué)生更好地理解概念,掌握概念的核心本質(zhì),教師應(yīng)充分運用數(shù)形結(jié)合思想,利用“形”的直觀性來輔助抽象的概念教學(xué),增強(qiáng)學(xué)生對概念的感性認(rèn)識,從而為學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)奠定良好的基礎(chǔ);在數(shù)與形的相互轉(zhuǎn)化過程中,讓學(xué)生親身體驗到概念的形成過程、概念的具體應(yīng)用過程,促使學(xué)生對概念的感性認(rèn)識逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇哉J(rèn)識,對概念的認(rèn)識不再流于表面文字,而是能夠真正理解并靈活運用概念分析數(shù)學(xué)問題。為此,在概念教學(xué)時,教師不妨鼓勵學(xué)生動手畫一畫,在圖形中有利于學(xué)生更好地分析概念中的數(shù)量關(guān)系,建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,加深學(xué)生對概念的理解。
2.在計算教學(xué)中運用數(shù)形結(jié)合思想,化繁為簡
計算教學(xué)是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的重點領(lǐng)域之一。結(jié)合以往的教學(xué)實踐來看,部分教師在課堂中出現(xiàn)了用大量的時間進(jìn)行計算的現(xiàn)象,學(xué)生只會機(jī)械地按部就班地進(jìn)行冗繁的計算,忽視了對數(shù)學(xué)思想方法的運用。為此,在計算教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生運用數(shù)形結(jié)合思想解決問題,可以起到化繁為簡、突破計算難點的重要作用。
3.在解題教學(xué)中運用數(shù)形結(jié)合思想,訓(xùn)練學(xué)生思維
“數(shù)”與“形”的相互轉(zhuǎn)化與結(jié)合既是重要的數(shù)學(xué)思想方法,同時也是一種有效的解題方法。解題教學(xué)是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的重要環(huán)節(jié),在此過程中,運用數(shù)形結(jié)合思想,可以將題目中給出的數(shù)量關(guān)系圖形化,也可以用圖直觀地表示數(shù)量關(guān)系,極大地拓寬了學(xué)生的解題思路,活躍了學(xué)生的解題思維。例如,在教學(xué)方程類解題過程中,對于一元二次方程、實根與參數(shù)之間的關(guān)系與取值范圍,如果采用解方程的方法則比較麻煩,我們可以將方程看做是二次函數(shù)進(jìn)行繪圖,這樣函數(shù)圖象就是x軸交點的橫坐標(biāo),也是方程的根,然后根據(jù)交點個數(shù)來判斷實根個數(shù),同樣,也可以確定參數(shù)的取值范圍,這樣考慮問題就變得簡潔多了,而且一目了然,大大降低了題目的計算難度,提高了學(xué)生的解題效率。
三、歸納總結(jié)反思,鞏固練習(xí)領(lǐng)悟“數(shù)形結(jié)合”思想方法
數(shù)形結(jié)合思想方法的獲得,一方面是教師在課堂中各個環(huán)節(jié)的有效滲透,另一方面是靠教師引導(dǎo)學(xué)生及時地進(jìn)行歸納、總結(jié)與反思,讓學(xué)生在檢查自己思維活動的過程中不斷反思自己如何發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,檢驗在解決的過程中是否運用了數(shù)形結(jié)合的思想方法,實現(xiàn)從“量”的發(fā)展到“質(zhì)”的飛躍。此外,數(shù)學(xué)思想方法的掌握與運用是循序漸進(jìn)的過程,除了需要教師的課堂引導(dǎo),還需要學(xué)生通過大量的課后練習(xí),在練習(xí)中去體會,去思考,才能真正學(xué)以致用。
綜上所述,在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想,可以將數(shù)與形、抽象與直觀、思維與感知有效地結(jié)合起來,讓學(xué)生能根據(jù)題目中的已知條件與已有的生活經(jīng)驗,去發(fā)現(xiàn)蘊含其中的“數(shù)”與“形”的問題,并通過搭建“數(shù)”與“形”之間的轉(zhuǎn)化橋梁,尋找到解決問題的方法與思路,不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合意識,發(fā)展學(xué)生形象思維與邏輯思維,而且對于全面提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)具有積極的促進(jìn)作用。