胡 亮
(江蘇省連云港市灌云縣第一中學 222200)
高中數(shù)學知識體系比較復雜,教師可以利用多元化教學方法,降低抽象理論知識的學習難度,幫助學生高效的記憶重難點內(nèi)容,使之能夠區(qū)分易混淆知識,并且能夠運用所學知識點來解決問題,用數(shù)學思想方法找到解決問題的途徑.數(shù)形結合是一種被普遍應用的教學方法,教師要強化以數(shù)學思想方法滲透為專題的教學研究活動,并且注重通過專項性題目進行訓練,讓學生認識到數(shù)形結合思想的價值,并且在面對問題時,能夠運用數(shù)學思想來分析,找思路,提高解決問題的效率.
著名數(shù)學家華羅庚認為數(shù)形結合就是抽象與形象思維相結合,將復雜的問題簡單化,使抽象的問題具體化,得到解決問題的最簡方法.由此可見,數(shù)形結合是實現(xiàn)優(yōu)化解題途徑的一種設想,在經(jīng)過長時間的實踐后,形成一種思想,即把抽象的數(shù)與直觀的形相結合來分析數(shù)學問題的方法.在數(shù)學學習中,離不開對數(shù)的研究,也離不開對形的探討,而把數(shù)與形各自的優(yōu)勢結合起來,可以使抽象的數(shù)學知識變得直觀,并能夠很直觀地找出存在的邏輯關系,幫助學生解決幾何、函數(shù)、方程、數(shù)列等方面的問題,教師應當多角度探索數(shù)形結合的應用方法,促進學生的抽象思維發(fā)展,為其日后的學習、發(fā)展奠定基礎.
高中數(shù)學知識具有抽象性特點,具有一定的學習難度,高中階段學生的課程較多,學生很容易出現(xiàn)抵觸情緒,此時加以引導,耐心指引學生探索,則可以營造有利于學生學習的環(huán)境,促進教學效果提升.然而,有些教師認為數(shù)學學習是一種嚴謹?shù)膶W習行為,利用全部課上時間來講解理論知識,以至于學生出現(xiàn)疲勞狀態(tài),課堂氣氛比較緊張,學習效果不佳.
高中生是學習數(shù)學的主體,在長時間的教學實踐中,一些教師形成了固有的教學、課程、評價觀念,認為學生只要認真聽講,便能夠充分吸收課上所學知識.于是,在理論教學中,有些教師選擇“唱主角”,不注重讓學生發(fā)揮主觀能動性,學生也對教師的講解產(chǎn)生依賴感,思維不夠活躍,學生一旦缺乏問題意識,將很難適應新課程改革下的教學活動,不利于強化知識銜接.
興趣是學生學習數(shù)學知識的內(nèi)部動機,在教學中培養(yǎng)學生的數(shù)學學習興趣,可以緩解學生的學習壓力,使之能夠感受到學習的快樂,繼而提高學習質量.部分數(shù)學教師在課堂教學中,未能注重興趣的激發(fā),而是選擇讓學生反復背記理論知識,以達到強化記憶的目的,教師一味地灌輸講解,不顧及學生的認知特點,不顧及學生的身心發(fā)展規(guī)律,很容易限制學生的思維發(fā)展,由于缺乏興趣,學生不會主動學習數(shù)學,不會主動提問題,不會主動分析,創(chuàng)新思維得不到培養(yǎng).
高中數(shù)學新課程改革提倡培養(yǎng)學生自主學習的能力,主張傳授學生高效的學習方法,以促進學生綜合素質能力全面發(fā)展.但在應試教育理念的影響之下,由于教師缺乏數(shù)形結合思想的滲透理念,忽視數(shù)形結合思想的應用,學生往往不會分析問題,更談不上利用所學知識靈活解決問題.此外,由于學生對數(shù)學學習不感興趣,也缺乏學習的主動性,在數(shù)學學習中沒有掌握課前預習、課中積極探究及課后及時復習鞏固的有效方法,整個學習過程都是在教師的指令下進行被動學習,學生的數(shù)學核心素養(yǎng)不能得到有效提升.
高中生的數(shù)學學習呈現(xiàn)出明顯的階段性和差異性特點,教師應當堅持循序漸進原則,逐步幫助學生構建數(shù)形結合思維,使之能夠簡化復雜的問題,同時多角度思考問題解決辦法,實現(xiàn)數(shù)學思維發(fā)展.數(shù)形結合思維的培養(yǎng)需要一定時間,教師可以將不同的教學活動作為鋪墊,講解典型例題,剖析其中的數(shù)形結合道理,使學生能夠受到啟發(fā),構建良好的數(shù)形結合思維.
例如,在講解人教版高中數(shù)學“集合的基本運算”部分內(nèi)容的過程中,教師要根據(jù)集合之間的內(nèi)在聯(lián)系,分析其中的代數(shù)意義,出示Venn圖并揭示其中存在的幾何道理,使學生能夠將數(shù)量與圖形進行結合,懂得并集、交集、全集、補集的含義,將復雜的集合運算問題簡單化,從而能順利解決問題,提高對集合基本運算算理的理解,積累學習經(jīng)驗.
以形換數(shù)是指將涉及到的代數(shù)問題轉化為具有幾何性質的特殊圖形,直觀分析問題,以提高問題解決的效率,同時促進數(shù)學知識銜接,讓學生能夠通過知識遷移,回想起學習過的知識,從而高效地進行解題.高中數(shù)學涉及代數(shù)的問題較多,教師應當立足代數(shù)問題中的幾何意義,引導學生將不同的知識建立起聯(lián)系,從而利用數(shù)形結合方法解決問題.
例如,在講解人教版高中數(shù)學“空間向量及其運算的坐標表示”部分內(nèi)容的過程中,引導學生復習共線向量定理、共面向量定理,讓學生分析如何證明向量的數(shù)量積運算,同時向學生展示向量的數(shù)量積運算求解過程,讓學生進一步了解結論的正確性,從而加深對空間向量坐標運算的理解.此時,建立空間直角坐標系,將空間向量的運算與向量的坐標結合起來,以促進數(shù)學知識的銜接,讓學生結合直觀圖示來分析線面的平行、垂直、夾角、距離等問題,既能加深學生的學習印象,又可以為下一步解決立體幾何問題奠定基礎.教師也可以出示習題,為學生提供運用數(shù)形結合方法解決問題的機會.也就是說,學生通過實踐,運用數(shù)形結合方法解決問題,掌握利用空間向量解決問題的一般方法,從而熟悉空間向量運算的坐標表示方法,為后續(xù)學習奠定了穩(wěn)固基礎,有助于促進抽象邏輯思維發(fā)展.
以數(shù)助形是指將幾何問題代數(shù)化,利用不同的幾何量來解決代數(shù)問題,從而得到幾何問題的結果.數(shù)與形均是高中數(shù)學中的重點教學內(nèi)容,教師應當立足實際學情,指導學生根據(jù)數(shù)和形的特點,結合不同的學習思路展開探究,充分發(fā)掘實際問題中的數(shù)與形關系,在把握關系的基礎上,幫助學生應用數(shù)形結合方法進行深入的探究、學習.
例如,學習“直線的交點坐標與距離公式”時,要從直線的交點入手,引導學生建立“求兩直線交點坐標就是解方程組,看解的個數(shù)”的概念,由此引申出重點知識:兩點間的距離公式、點到直線距離公式、兩平行線之間的距離公式.有了對公式的理解,教師就可以引導學生用數(shù)形結合思想分析解決具體問題的方法.最后,引導學生總結數(shù)形結合方法的應用技巧,讓學生結合所學的三個公式,分析將復雜幾何問題代數(shù)化的意義,從而感受到數(shù)形結合方法的妙處,既能夠加深理論學習印象,也可以讓學生結合數(shù)學思想方法解決問題.
為了幫助學生更加靈活地運用數(shù)形結合方法來解決實際問題,教師需要通過對比應用,科學地滲透數(shù)形結合思想,讓學生在深入理解所學抽象知識的同時,遇到比較抽象的數(shù)學知識時,可以嘗試運用數(shù)形結合思想進行分析及解決.單純講解理論或習題,是無法促進學生實踐水平提升的,教師應當在加強練習的基礎上,指導學生總結應用于解題的數(shù)形結合思想共通點,結合實際問題來對比應用,不斷提高實踐應用能力.
例如,在講解人教版高中數(shù)學“直線與圓、圓與圓的位置”部分內(nèi)容的過程中,首先,呈現(xiàn)直線與圓之間的三種位置關系,圓與圓之間的五種位置關系,分別運用幾何法與代數(shù)法來揭示判斷原理,同時總結關系圖表,以對比應用的方式,讓學生能夠理解直線與圓的位置關系,知道兩者關系體現(xiàn)了圓的幾何性質與代數(shù)方法相結合,代數(shù)法與幾何法分別從不同的角度和思路入手,進行客觀判斷,由此提高學生的數(shù)形結合實踐意識.然后,應當講解直線被圓截得的弦長計算方法,同樣介紹幾何法與代數(shù)法兩種方法.最后,總結求圓的弦長應注意的問題,在分析圓的性質基礎上,運用數(shù)形結合方法來簡化問題,由此降低解題難度.“直線與圓、圓與圓的位置”這一內(nèi)容難度不是很大,但對學生的數(shù)形結合思維要求較高,教師通過對比應用,引導學生細致分析不同的情況,能夠促進學生的數(shù)形結合思維發(fā)展,使之掌握高效的解題方法,從而發(fā)揮數(shù)形結合方法優(yōu)勢,提升解題效率,促進實踐應用能力提高.
簡而言之,數(shù)形結合方法的運用,能夠深化學生對所學數(shù)學知識的理解,有助于指導學生進行深入地探究,幫助其掌握更加高效的學習方法,促進數(shù)學學習效率和質量同步提升.在具體的授課過程中,教師將數(shù)量與圖形進行融合,直觀揭示數(shù)學問題本質,可以幫助學生找出解決問題的關鍵線索,據(jù)此展開教學,滲透數(shù)形結合思想,使之能夠立足線索,通過數(shù)與形、形與數(shù)的轉化,高效吸收知識、解決問題,實現(xiàn)綜合素質全面發(fā)展.