戴晨燕
(江蘇省昆山市第二中等專業(yè)學(xué)校 215200)
化歸是數(shù)學(xué)中一種重要的思想方法.化,就是轉(zhuǎn)化;歸,就是歸結(jié).化歸主要運(yùn)用于數(shù)學(xué)問題的解決過程中,目的是為了鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)思維.根據(jù)題目的已知條件,將圖像、文字、數(shù)學(xué)符號等描述的含義轉(zhuǎn)化為學(xué)生已經(jīng)掌握的數(shù)學(xué)知識,進(jìn)而完成問題的解答.這是一個(gè)把未知轉(zhuǎn)化為已知,把復(fù)雜轉(zhuǎn)化為簡單,把困難轉(zhuǎn)化為容易的過程.教師要對數(shù)學(xué)知識有一個(gè)充分的理解,即不同的知識點(diǎn)之間互為依托、互相聯(lián)系.在數(shù)學(xué)教材的編排上也體現(xiàn)了這一特性.因此教師要引導(dǎo)學(xué)生通過對已有知識的回顧,再熟悉的過程,自然引出未知知識,讓學(xué)生不僅知其然,還要知其所以然.
數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)大廈的基石.學(xué)生能否正確理解概念直接影響著學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的形成.然而,由于數(shù)學(xué)概念的抽象性給學(xué)生的理解和內(nèi)化造成困難,運(yùn)用類比和歸納,可以結(jié)合定義的形成過程,對數(shù)學(xué)概念進(jìn)行必要剖析,以概念內(nèi)容作為知識的起點(diǎn),開拓學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的思路.
比如在講授異面直線距離的知識點(diǎn)時(shí),教師一般會引入異面直線公垂線的定義,進(jìn)而將兩個(gè)垂足間的線段之長解釋為異面直線距離.除了采用上述的教學(xué)方法外,教師還可以通過和學(xué)生一起對已有知識進(jìn)行回顧,引入新的知識.學(xué)生已經(jīng)掌握了一些距離的定義,比如兩點(diǎn)之間、點(diǎn)和直線之間、平行線之間等的距離概念.教師讓學(xué)生思考這些不同的距離概念是否存在共同點(diǎn).在經(jīng)過討論之后,學(xué)生們可以發(fā)現(xiàn)距離概念的共性是垂直、最短等.進(jìn)而將這一共性應(yīng)用到異面直線距離,推動學(xué)生進(jìn)行深入的探索,去尋找兩條異面直線上的點(diǎn).經(jīng)過研究,學(xué)生們找到了和兩條異面直線都垂直的一條線段,并且在實(shí)物演示中得到了驗(yàn)證.在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生們的研究工作有了成果,異面直線距離的知識點(diǎn)就順利地傳授給了學(xué)生.引導(dǎo)-思考的方法不僅讓學(xué)生掌握了新的知識點(diǎn),而且促進(jìn)了學(xué)習(xí)興趣的增長,學(xué)習(xí)效率大大提升.
再比如在“等差數(shù)列”的教學(xué)中有這樣一道習(xí)題:
現(xiàn)有一等差數(shù)列{an},公差是d,可以得知下面的式子成立:a2-a1=d,a3-a2=d,…,an-an-1=d.如果將上述等式進(jìn)行累加,最終會得到an=a1+(n-1)d,即該等差數(shù)列的通項(xiàng)公式.教師在進(jìn)行該部分內(nèi)容的傳授時(shí),就可以簡單地利用公差和累加的方法將通項(xiàng)公式的來源讓學(xué)生明明白白.采用同樣的方法,還可以得到等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,如下所示:
作為化歸思想的重要表現(xiàn)形式,教師要靈活運(yùn)用類比、歸納等方法,將數(shù)學(xué)概念優(yōu)化整合之后,讓學(xué)生對能夠采用同一方法進(jìn)行理解認(rèn)識的知識點(diǎn)深入理解,比如等差數(shù)列、等比數(shù)列、不等式、指數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)等.在化歸思想的指導(dǎo)下,教師能夠?qū)?shù)學(xué)知識點(diǎn)的傳授安排更加豐富,通過例題講解,加深學(xué)生對概念的理解程度,拓展融會貫通的思維,掌握多樣性的學(xué)習(xí)方法.教師和學(xué)生齊心協(xié)力將數(shù)學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)夯實(shí).
在日常課堂教學(xué)中,將問題按部就班地進(jìn)行思考反而容易讓學(xué)生進(jìn)入思維誤區(qū),遲遲無法得到正確答案.而利用逆向思維進(jìn)行轉(zhuǎn)換后,問題迎刃而解.因此教師要在日常的課堂教學(xué)中逐漸引導(dǎo)學(xué)生提升逆向思維的鍛煉,豐富學(xué)生的解題思路.教師利用講解數(shù)學(xué)問題的機(jī)會,讓學(xué)生進(jìn)行逆向思維的練習(xí),通過不同解題方法的比較,引導(dǎo)學(xué)生體會從不同角度進(jìn)行思考的差異,靈活選擇解題方法.在數(shù)學(xué)法則內(nèi)容的講解上,教師也可以利用逆向思維,讓學(xué)生對法則公式進(jìn)行不同形式的轉(zhuǎn)換,在探索的過程里能夠同時(shí)掌握到原定理和逆定理等知識.
比如在講解一次函數(shù)的相關(guān)內(nèi)容時(shí),重點(diǎn)是讓學(xué)生熟悉一次函數(shù)的表達(dá)式y(tǒng)=kx+b,其中k≠0,x最高次數(shù)是1.如果只是將上述概念生硬地灌輸給學(xué)生,就不能保證學(xué)生的理解程度.這時(shí)教師就可以利用逆向思維,對一次函數(shù)表達(dá)式進(jìn)行相應(yīng)的變換,引導(dǎo)學(xué)生再次進(jìn)行探究.問題:y=(a-1)x|a|+2是一次函數(shù),求a的值.根據(jù)一次函數(shù)的特征,學(xué)生們首先可以明確|a|=1,則a的取值只能是1或者-1,又因?yàn)閍-1≠0,那么很容易可以確認(rèn)a=-1.在解題的過程中,學(xué)生對一次函數(shù)的概念更加清晰,便于以后的學(xué)習(xí)開展.用好逆向思維,可以對教學(xué)產(chǎn)生很大的幫助.
再比如:計(jì)算(2x+3y-4z)2-(2x-3y+4z)2的值.一些學(xué)生看到題目后就拉開架勢分別計(jì)算兩個(gè)括號內(nèi)的結(jié)果,再作減法操作,結(jié)果發(fā)現(xiàn)越做越復(fù)雜,陷入計(jì)算困境.如果對題目進(jìn)行分析后,可以發(fā)現(xiàn)按照平方差進(jìn)行操作,能大大降低解題難度.即
[(2x+3y-4z)+(2x-3y+4z)]
[(2x+3y-4z)-(2x-3y+4z)]
=24xy-32xz.
是否采用逆向思維在該題的解答過程里體現(xiàn)的淋漓盡致,學(xué)生能夠充分理解到逆向思維的有效性,并在今后的學(xué)習(xí)中合理利用.
作為數(shù)學(xué)知識表現(xiàn)的主要方式,“數(shù)”和“形”互為依托,可以相互轉(zhuǎn)換,促進(jìn)教師的講解和學(xué)生的學(xué)習(xí).當(dāng)單純的數(shù)量關(guān)系問題或者圖形性質(zhì)問題在解題過程中比較難以進(jìn)行時(shí),教師就可以引導(dǎo)學(xué)生通過“數(shù)”和“形”的轉(zhuǎn)換關(guān)系將問題的表現(xiàn)形式進(jìn)行改變.用圖形來描述數(shù)量關(guān)系,或者用數(shù)量關(guān)系描述圖形.讓學(xué)生在思維空間中用另一個(gè)角度去探究問題的解決方案,在“數(shù)”和“形”之間搭起溝通的橋梁,更加便捷地去理解問題,從而利用掌握的數(shù)學(xué)知識找到答案.
例如:現(xiàn)有50人參加專業(yè)競賽,每人限報(bào)三項(xiàng),分為文科、理科和專業(yè)組.統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示三組參與人數(shù)是20、23和25.已知同時(shí)報(bào)名文理科的人數(shù)是6,同時(shí)報(bào)名文專科的人數(shù)是7,同時(shí)報(bào)名理??频娜藬?shù)是9.請問同時(shí)報(bào)名三組的人數(shù)是多少?
思考:本題就可以借助圖形將問題進(jìn)行描述,用三個(gè)圓分別代表三個(gè)組別,三個(gè)圓相交的部分就代表同時(shí)報(bào)名三組的人數(shù),如圖1所示.
再引入集合的概念,可以將問題用如下等式進(jìn)行表述.
A+B+C-(A∩B)-(A∩C)-(B∩C)+(A∩B∩C)=50
代入已知的數(shù)字可以得到(A∩B∩C)=4.即同時(shí)報(bào)名三組的人數(shù)是4.
總結(jié):上述問題的解答利用到了韋恩圖,能夠幫助學(xué)生避開復(fù)雜的純代數(shù)解決辦法,用一目了然的圖形對問題進(jìn)行描述,方便快捷.
再比如:現(xiàn)有拋物線y2=4x,焦點(diǎn)為F,定點(diǎn)A(2,1),P是拋物線上一點(diǎn),求|PA|+|PF|的最小值.
分析:作為解析幾何的拋物線問題,可以利用距離公式函數(shù)進(jìn)行問題的求解.但是結(jié)合中職生的實(shí)際情況和思維發(fā)展,教師可以引導(dǎo)學(xué)生將上述問題轉(zhuǎn)化為幾何問題進(jìn)行求解,既方便快捷有利于理解,可以開拓學(xué)生的思路.
通過上述幾個(gè)例題的講解,學(xué)生能體會到“數(shù)”和“形”的相互轉(zhuǎn)化,互為依托,為問題的求解提供了新穎的思路,對數(shù)學(xué)概念的認(rèn)識有了更加深入的理解.
總之,隨著素質(zhì)教育進(jìn)程的不斷深入,一線中職教師必須及時(shí)更新教學(xué)理念和方法,始終將最有利于學(xué)生數(shù)學(xué)思維發(fā)展、提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果的方法和理念應(yīng)用于課堂教學(xué)中,不斷探尋提升中職數(shù)學(xué)教學(xué)效率的有效途徑.