摘 要:素質(zhì)教育注重學生全面發(fā)展,新課程改革強調(diào)能力培養(yǎng),作為一門應(yīng)用性極強的學科,高中數(shù)學教學的主要任務(wù)已不僅是學會書中的死知識,解決問題成為學習數(shù)學的主要目的,解決問題的根本在于思想方法的應(yīng)用。數(shù)形結(jié)合思想貫穿整個高中數(shù)學,有效保障學生技能的訓練和提升。本論文重點闡述數(shù)形結(jié)合在解決函數(shù)與方程有關(guān)問題時的應(yīng)用啟發(fā),進而說明數(shù)形結(jié)合在處理填空壓軸題時發(fā)揮重要作用,鼓勵學生嘗試突破所謂的“難題”,讓難題不難。
關(guān)鍵詞:數(shù)形結(jié)合;函數(shù)與方程;難點突破
恩格斯在《自然辯證法》中定義:數(shù)學是研究現(xiàn)實世界的量的關(guān)系和空間形式的科學。數(shù)學是研究數(shù)和形的科學,即“數(shù)形結(jié)合”是數(shù)學的本質(zhì)特征。數(shù)學中的兩大研究對象“數(shù)”和“形”的矛盾統(tǒng)一是數(shù)學發(fā)展的內(nèi)因,數(shù)形結(jié)合則是貫穿數(shù)學發(fā)展的一條主線,使數(shù)學在實踐中的應(yīng)用更加廣泛而深遠。數(shù)學思想是數(shù)學的靈魂,是數(shù)學知識的高度概括,是學生解決問題的手段。數(shù)形結(jié)合是數(shù)學思想的精髓之一。
顧名思義,數(shù)形結(jié)合就是在研究問題時把“數(shù)”和“形”結(jié)合,以形助數(shù),以數(shù)解形,復(fù)雜問題簡單化,抽象問題具體化,它是數(shù)學規(guī)律性和靈動性的有機統(tǒng)一。正確使用數(shù)形結(jié)合有三大原則:1. 等價性原則;即代數(shù)性質(zhì)與幾何性質(zhì)的轉(zhuǎn)換應(yīng)是等價的。有時由于圖形的局限性,不能完整地表現(xiàn)數(shù)的一般性,這時的圖形性質(zhì)只是一種直觀而淺顯的說明,但它同時也是抽象而嚴格證明的誘導。能否保持信息轉(zhuǎn)換等價,反映了數(shù)學素質(zhì)。2. 雙向性原則;既進行幾何直觀的分析,又進行代數(shù)抽象的探索,代數(shù)表達及其運算能克服幾何直觀的諸多局限性。幾何問題的代數(shù)化是數(shù)學的一大進步。數(shù)形結(jié)合發(fā)現(xiàn)數(shù)與形的雙重優(yōu)越性,而不是一方取代一方。
3. 簡單性原則;即找到解題思路后,用幾何法還是代數(shù)法,或兼用兩種方法,取決于何種方法更簡單,更便于達到數(shù)學目的,而非生搬硬套一種流行模式。
近幾年高考及各類綜合卷填空靠后部分基本都會設(shè)置一道函數(shù)與方程相關(guān)問題,學生求解起來甚為艱澀,可以說填空12、13、14三題對相當一部分學生而言就是“放棄”,事實上真的是難到極致嗎?歸根結(jié)底還是學生自身在作祟,編排越后題越難,加之畏難情緒,解題技能不純熟,最終導致得分率較低。如何在日常教學中滲透難點,試解難題是每位教師的職責。數(shù)形結(jié)合作為研究函數(shù)的重要手段,是找到解題突破口的一把利器,是一種實際而有效的方法。
上述例題讓我們有這樣的體會,圖形有助于認識函數(shù)性質(zhì),直觀發(fā)現(xiàn)函數(shù)的變化特征;圖形會凸顯問題解決的思路,找到分類的標準與方法;圖形會顯現(xiàn)位置關(guān)系,使一些隱含條件清晰,從而縮短解題途徑。數(shù)形結(jié)合就是充分應(yīng)用數(shù)的嚴謹性和形的直觀性,將抽象思維與形象思維結(jié)合起來,通過對圖形的描述、代數(shù)的論證來解決數(shù)學問題。
著名數(shù)學家華羅庚先生曾用詩歌闡述“數(shù)形結(jié)合”:數(shù)形本是相倚依,焉能分作兩邊飛。數(shù)缺形時少直觀,形缺數(shù)時難入微。數(shù)形結(jié)合百般好,隔裂分家萬事非。幾何代數(shù)統(tǒng)一體,永遠聯(lián)系莫分離。一方面,借助于圖形的性質(zhì),將許多抽象的數(shù)學概念和數(shù)量關(guān)系簡單形象化,給人以直觀感;另一方面,將圖形問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問題,可獲得準確的結(jié)論。“數(shù)”和“形”的信息轉(zhuǎn)換,相互滲透,不僅使解題簡潔明快,還開拓解題思路,為研究和探索數(shù)學問題開辟了一條重要途徑。數(shù)是形的抽象概括,形是數(shù)的直觀表現(xiàn),輔助我們更快更好地解決問題,所謂的“壓軸題”,實際上就是綜合程度較高,若能把一個個零散的知識點剝離,逐個擊破,那么壓軸題就解決了,要做到這一點,關(guān)鍵在于提升數(shù)學素養(yǎng),訓練數(shù)學思維,還要用對用好數(shù)學方法。利用數(shù)形結(jié)合,多點練習,多點反思,難題不難。
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作者簡介:凌佳麗,江蘇省蘇州市,江蘇省蘇州市吳江區(qū)平望中學。