摘 要:數(shù)形結(jié)合就是把抽象的數(shù)學語言、數(shù)量關(guān)系與直觀的幾何圖形、位置關(guān)系結(jié)合起來,通過“以形助數(shù)”或“以數(shù)解形”使復雜問題簡單化,抽象問題具體化,從而起到優(yōu)化解題途徑的目的,文章對數(shù)形結(jié)合在初中數(shù)學中的應用進行了闡述。
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學;數(shù)形結(jié)合思想;應用
數(shù)學是整個初中教育教學中的重要內(nèi)容,因此,初中數(shù)學教師必須在初中數(shù)學教學中加強數(shù)形結(jié)合思想的應用,才能得到良好的教學效果。本文主要就初中數(shù)學教學中如何加強數(shù)形結(jié)合思想的應用進行了探究,旨在與同行進行業(yè)務之間的交流,以不斷提高初中數(shù)學教學質(zhì)量。利用數(shù)形結(jié)合的思想開展初中數(shù)學教學,不僅有助于解題成效的提升,還能提高學生的動手實踐能力,因而在初中數(shù)學教學中得到了廣泛的應用。
一、利用數(shù)形結(jié)合思想達到一題多解的目的
在初中數(shù)學教學中,很多時候問題的處理方法較多,數(shù)形結(jié)合思想就是其中一種常見的思想,但是為了獲得更好的解題效果,促進學生數(shù)學素養(yǎng)的提升,教師需要引導學生在運用數(shù)形結(jié)合思想解題時,盡可能地做到一題多解,這樣學生就能更好地在今后的學習中做到舉一反三。
二、利用數(shù)形結(jié)合思想促進學生數(shù)學素養(yǎng)的全面養(yǎng)成
新課改背景下的初中數(shù)學教學目標要求注重學生數(shù)學素養(yǎng)的培養(yǎng)。而培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng),需要教師在教學時注重數(shù)形結(jié)合思想的應用,因為其能將復雜的問題進行簡單化處理,在促進學生對數(shù)學知識學習的同時更好地提升其應用成效,久而久之,學生能養(yǎng)成利用數(shù)形結(jié)合思想來處理數(shù)學問題的習慣,促進學生對知識的學習,在實踐中加強對其的應用。
1.以形助數(shù)
一是借助有關(guān)幾何圖形來記憶數(shù)學公式。如完全平方公式和平方差公式。二是借助數(shù)軸與平面直角坐標系把代數(shù)所表達的幾何意義體現(xiàn)出來,學生能掌握有關(guān)代數(shù)問題,并將代數(shù)運算進行簡化。
2.以數(shù)解形
初中數(shù)學中的“形”主要是點、面、線、角、三角形和四邊形以及圓,以數(shù)解形是對以形助數(shù)思維的顛覆,把圖形信息部分甚至全部轉(zhuǎn)換成數(shù)的信息,將圖形中的推理部分削弱甚至消除,這樣所解決的問題就能轉(zhuǎn)換成數(shù)量關(guān)系,是數(shù)形結(jié)合思想的主要內(nèi)容之一。以數(shù)解形主要是借助數(shù)軸和坐標系將幾何問題進行代數(shù)化的處理,以及借助面積、角度以及距離等幾何量促進幾何問題的處理。比如,借助勾股定理來證明直角、借助三角函數(shù)研究角的大小、借助線比例來證明相似等,均屬于以數(shù)解形的目的。例如,直線和拋物線相交的點坐標是A、B,直線和X軸相交的點坐標是C,其中直線、拋物線分別是bx+c和ax2,需要證明的結(jié)論是: 1/C=1/A+1/B。因為其主要研究的是直線和拋物線的相交問題,但是因為a、b、c不確定,所以直線和拋物線在坐標中的位置也就難以確定,此時若將其問題進行代數(shù)化,轉(zhuǎn)換為方程問題,就能有效減少分類帶來的麻煩。
3.實踐應用
學生學習數(shù)學知識是為了更好地在實踐中加強對數(shù)學的應用。而數(shù)形結(jié)合思想的應用,主要是為了更好地利用數(shù)學知識促進實際問題的處理。因為初中生已經(jīng)具有一定的圖形知識,并且能熟練地利用學習工具,這樣就為數(shù)形結(jié)合思想的應用奠定了堅實的基礎(chǔ)。在學生掌握數(shù)形結(jié)合思想之后,就需要引導其注重實際問題的處理和優(yōu)化,達到學以致用的目的。例如,A車和B車從甲乙兩地出發(fā),兩車分別行駛20分鐘之后,A車和B車在一座橋上相遇,二者分別距離出發(fā)地9km和8km,隨后A車調(diào)頭趕往甲地,共花15分鐘,而B車則在原地等待10分鐘,要求學生在平面直角坐標系上畫出A、B兩車分別與甲乙兩地的距離和時間存在的關(guān)系。這個問題需要教師靈活地借助實際問題來引導學生思考,并采取數(shù)形結(jié)合的思想處理問題,并結(jié)合題目的內(nèi)容來獲取相關(guān)信息,用未知數(shù)來代表距離和時間,進而更好地引導學生掌握和理解距離和時間的關(guān)系,這樣學生就能更好更熟練地掌握數(shù)軸的知識,并應用在實踐中,促進實際問題的處理和優(yōu)化。
三、數(shù)形結(jié)合思想在初中數(shù)學中的應用
1.數(shù)形結(jié)合在解答函數(shù)方程中的應用
在初中數(shù)學當中,函數(shù)方程是重點章節(jié),也是學生學習與掌握的難點之處。學生在對一二次以及正反比例函數(shù)進行解答的時候,往往是從數(shù)學語言的內(nèi)容來進行解答,這樣就會讓“數(shù)”給束縛住,不能夠把問題有效解答出來。而應用數(shù)形結(jié)合思想解答函數(shù)方程既能正確掌握“數(shù)”的內(nèi)容,又能利用圖形信息,把問題所給的條件讀出來,可以起到事半功倍的效果。例如,拋物線y=ax2+bx+c(a>0)的對稱軸是直線x=2,且經(jīng)過 點P(3,0),試判斷a-b+c的符號。
此題如果直接求a,b,c的話,根據(jù)已有的條件,a,b,c三個值是無法一一求出的,只能用一個字母表示出其他兩個字母,然后代入可以將a-b+c求出。如果能從函數(shù)圖像著手,以形助數(shù)的話,就很簡單了。根據(jù)拋物線的對稱軸和經(jīng)過P點,畫出圖形,當x=-1時,y=a-b+c。很容易判斷a-b+c是大于0的。
2.形中覓數(shù)在解決平面幾何中的應用
學生在解答平面幾何圖形問題的時候,通常會遇到對圖形進行分析與觀察問題的題型。比如,在解答平行四邊形或者菱形和直線位置關(guān)系的問題時,都要從圖形的直觀性出發(fā),盡量把數(shù)學語言直觀化和具體化。
3.結(jié)合數(shù)形關(guān)系在數(shù)軸中的應用
在教材《有理數(shù)》中,用數(shù)軸上的點來表示有理數(shù),就是最簡單的數(shù)形結(jié)合思想的體現(xiàn)。結(jié)合數(shù)軸表示有理數(shù),能幫助學生較好地理解有理數(shù)的絕對值、相反數(shù)等概念。在初中數(shù)學中,數(shù)形結(jié)合思想的作用是非常重要的,學生在解題的時候如果遇到數(shù)量問題就要對它的幾何意義進行考慮,如果遇到圖形問題就要對它的代數(shù)關(guān)系進行考慮。在初中數(shù)學當中,數(shù)形結(jié)合思想的應用實例有很多,通過本文所列舉的實例就可以看出,代數(shù)與幾何盡管在思考問題的方式上不同,但完全可以把兩者的知識進行聯(lián)系。因此,在教學過程中,數(shù)學教師要在結(jié)合代數(shù)與幾何基礎(chǔ)知識的前提下,積極引導學生用數(shù)形結(jié)合思想對問題進行分析與解決,只要廣大教師在教學中有意識地對學生進行訓練,積極實踐,學生的數(shù)學素養(yǎng)就會不斷地提高。
綜上所述,將數(shù)形結(jié)合思想應用于初中數(shù)學教學具有十分重要的意義。作為新課改背景下的初中數(shù)學教師,必須緊密結(jié)合初中數(shù)學教學的實際,著力提高自身的專業(yè)技術(shù)水平,引導學生在解題和實際生活中切實加強對數(shù)形結(jié)合思想的應用,在利用其提高解題效率和教學成效的同時強化學生的動手實踐能力,促進教學質(zhì)量的提升。
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作者簡介:李俊明,甘肅定西人,中學一級教師,研究方向:中學數(shù)學教育教學。