黃金輝
(成都市龍泉驛區(qū)四川師大附屬第一實(shí)驗(yàn),四川 成都 610000)
本文以數(shù)學(xué)教學(xué)為切入點(diǎn),分析數(shù)形結(jié)合思想的特點(diǎn),從以數(shù)助形與以形助數(shù)等方面,探討初中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)形結(jié)合思想的應(yīng)用策略,旨在為學(xué)生數(shù)學(xué)實(shí)踐能力與數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升予以參考。
基礎(chǔ)教育課程改革背景下,初中數(shù)學(xué)的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)有所提高,強(qiáng)調(diào)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)與綜合能力的培養(yǎng)。數(shù)形結(jié)合思想是數(shù)學(xué)中一種常用的思想,是指通過有效結(jié)合代數(shù)與幾何相關(guān)知識(shí)解決數(shù)學(xué)問題。初中階段,形象性、直觀性與雙向性是數(shù)形結(jié)合思想具有的特點(diǎn),而利用圖形的形象性對(duì)隱藏在圖形中的數(shù)據(jù)的聯(lián)系進(jìn)行揭示,以及使用代數(shù)闡述函數(shù)圖像的性質(zhì),是數(shù)形結(jié)合思想的兩種主要應(yīng)用思路。
在初中階段數(shù)學(xué)問題解答過程中,根據(jù)數(shù)形結(jié)合思想,借助形象的圖形與相應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)學(xué)問題進(jìn)行推導(dǎo),利用圖形的直觀性與生動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)概念與圖像之間的轉(zhuǎn)化,綜合使用數(shù)量關(guān)系與圖形,從而幫助學(xué)生形成形象思維,提升初中生對(duì)數(shù)學(xué)問題的分析與解答能力。例如在二次函數(shù)的教學(xué)中,考慮到數(shù)形結(jié)合思想對(duì)學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識(shí)的積極作用,數(shù)學(xué)教師依托具體的二次函數(shù)問題,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想進(jìn)行相關(guān)問題的推導(dǎo)與解答,借助圖形反映二次函數(shù)圖像的特點(diǎn),使用代數(shù)闡述二次函數(shù)圖像的性質(zhì),幫助學(xué)生理解二次函數(shù)的圖形的變化規(guī)律,以提升學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力。
構(gòu)建數(shù)形結(jié)合思想能夠幫助學(xué)生更加系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)數(shù)與形,深入了解數(shù)學(xué)問題。使用代數(shù)闡述函數(shù)圖像的性質(zhì)是應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想的一種思路,可以幫助初中學(xué)生理解比較抽象的數(shù)學(xué)概念,以數(shù)助形,解決幾何與函數(shù)的綜合性問題。初中學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)過程中使用數(shù)形結(jié)合思想的以數(shù)助形這一思路去解決相關(guān)數(shù)學(xué)問題,需要借助數(shù)將圖形補(bǔ)充完整,深入挖掘圖形中的更多信息,如圖形隱含的條件,充分利用幾何圖形中的有用信息,分析問題的本質(zhì),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜數(shù)學(xué)問題的簡單化,借助幾何圖形找出相關(guān)數(shù)學(xué)問題的正確解題思路,利用代數(shù)解決有關(guān)函數(shù)圖像的問題,以提升學(xué)生解題的效率與正確率,夯實(shí)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。
以函數(shù)問題的解答為例,“有邊長分別為1 與2 的兩個(gè)等邊三角形,最開始兩個(gè)等邊三角形的左邊相重合,大三角形固定不動(dòng),小三角形向右平移直至移出大三角形為止。設(shè)小三角形移動(dòng)的距離為x,兩個(gè)三角形重疊部分的面積為y,請畫出y 關(guān)于x 的函數(shù)圖像?!?/p>
解題思路:在解答上述題目時(shí),依據(jù)數(shù)形結(jié)合思想中的以數(shù)助形理念,結(jié)合題目給出的已知條件,學(xué)生可以先畫出兩個(gè)三角形以及小三角形移動(dòng)的軌跡,在畫y 關(guān)于x 的圖像時(shí)表示出“x <1”時(shí)y 的圖像。根據(jù)題目給出的已知條件可知,在1 <x ≤2 時(shí),重疊三角形的邊長為2-x 且高為,由此計(jì)算出兩個(gè)三角形重疊部分的面積為y=x2-x+,從而求出y 的函數(shù)解析式并畫出函數(shù)圖像。
利用數(shù)形結(jié)合思想的以數(shù)助形理念,革新傳統(tǒng)的解題思路,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已知條件與所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí),將復(fù)雜的函數(shù)問題簡單化,系統(tǒng)整理函數(shù)問題的解題思路,從而幫助學(xué)生掌握這類數(shù)學(xué)問題的解題方法。
幾何與代數(shù)是初中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容,初中數(shù)學(xué)教材對(duì)概念的表述比較抽象,而初中學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱,對(duì)抽象數(shù)學(xué)知識(shí)的理解難度較大。從數(shù)學(xué)教學(xué)的實(shí)際情況來看,直觀生動(dòng)的圖形符合初中學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,也更容易理解。對(duì)于比較抽象的數(shù)學(xué)問題,學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)過程中利用直觀的圖形加以輔助,可以更準(zhǔn)確地找出問題考察的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn),將問題看得一清二楚,更快速地理清問題的解題思路,這也凸顯出數(shù)形結(jié)合思想的以形助數(shù)方法。學(xué)生在解決相關(guān)數(shù)學(xué)問題過程中,引入函數(shù)圖像與數(shù)軸等直觀的圖形,使用以形助數(shù)的方法,直觀呈現(xiàn)相關(guān)數(shù)以及數(shù)的變化,簡化解題過程,從而提升學(xué)生的解題效率。
以函數(shù)內(nèi)容的學(xué)習(xí)為例,“已知二次函數(shù)y1=x2+bx+c 的圖像與一次函數(shù)y2=kx+m 的圖像相較于點(diǎn)A(-2,4),B(8,2),則能使x2+bx+c >kx+m成立的x 的取值范圍是多少?”
解析:在上述問題解答過程中,學(xué)生根據(jù)題目給出的已知條件,可以直接將A與B兩點(diǎn)帶入函數(shù)中解出b與c等系數(shù),但這種解題思路比較傳統(tǒng)。學(xué)生可以運(yùn)用以形助數(shù)的方法進(jìn)行上述二次函數(shù)問題的解題,將復(fù)雜的問題簡單化。
解題思路:根據(jù)已知條件,學(xué)生可以先依據(jù)A 與B 兩點(diǎn)坐標(biāo)畫出一次函數(shù)的圖像,使用數(shù)形結(jié)合思想的以形助數(shù)方法,理清解答上述二次函數(shù)的思路,再經(jīng)過A 與B 兩點(diǎn)畫出二次函數(shù)的大致圖像。通過分析函數(shù)值y1 大于函數(shù)值y2 時(shí)圖像的樣子,得出y1 的圖像在y2 的上面這一結(jié)論,據(jù)此找出滿足題目要求的x 的取值范圍。借助以形助數(shù)的方法可以幫助學(xué)生將抽象的問題直觀化,使解題過程更加嚴(yán)謹(jǐn)周密,有助于提升學(xué)生的解題能力。
新課改背景下,將數(shù)形結(jié)合思想滲透到初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,優(yōu)化傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì),充分利用代數(shù)與幾何相結(jié)合的優(yōu)勢,引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握以數(shù)助形的理念與以形助數(shù)的方法,學(xué)習(xí)運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想解決抽象且復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題,簡化解題過程,保證學(xué)生解題效率與正確率的提升。