沈天嬌
歸納是從部分到整體、從特殊到一般、從個(gè)別到普遍的推理。歸納思想可以理解為從許多個(gè)別的事物中概括出一般性概念、原則或結(jié)論的思維能力,是學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中必須掌握的一種高階思想方法。在初中數(shù)學(xué)的教學(xué)中,教師不僅要注重?cái)?shù)學(xué)基礎(chǔ)知識與基本技能的傳授,還要重視學(xué)生對數(shù)學(xué)思想方法的掌握,引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)的角度思考問題,以切實(shí)提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。基于此,筆者以數(shù)學(xué)思想方法中的歸納思想為切入點(diǎn),著重探討了在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透歸納思想的可行教學(xué)策略,以期幫助學(xué)生高效學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識,解答數(shù)學(xué)問題,切實(shí)提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維品質(zhì)。
一、分解運(yùn)算過程,科學(xué)轉(zhuǎn)化
部分初中生的抽象思維能力與變通能力稍有欠缺,很難從不同角度、用不同方法去思考和分析問題,這反映出的就是思維品質(zhì)的缺失。為了幫助學(xué)生夯實(shí)計(jì)算基礎(chǔ),提高運(yùn)算能力,教師可以采用分解運(yùn)算過程、歸納運(yùn)算思路的方式,促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)并總結(jié)運(yùn)算規(guī)律,讓學(xué)生學(xué)會(huì)融會(huì)貫通,實(shí)現(xiàn)高效的簡便運(yùn)算。
以人教版初中數(shù)學(xué)八年級上冊“因式分解”相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)為例,這一課涉及十字相乘法的教學(xué)。十字相乘法是指方程從x?+(p+q)x+pq到(x+p)(x+q)的基本轉(zhuǎn)化,是學(xué)生進(jìn)行因式分解、解答一元二次方程相關(guān)問題應(yīng)該掌握的一種轉(zhuǎn)化思路。在具體的教學(xué)過程中,教師可以先出示一些例題,讓學(xué)生進(jìn)行轉(zhuǎn)化,并引導(dǎo)學(xué)生歸納和總結(jié)它們的規(guī)律,讓學(xué)生掌握十字相乘法的基本思路。接著,教師可以準(zhǔn)備一些題目,讓學(xué)生應(yīng)用十字相乘法進(jìn)行因式分解,引導(dǎo)學(xué)生用口訣的方式歸納“拆兩頭,湊中間”“叉著乘,橫著寫”等分解方法。最后,教師可以引入二次項(xiàng)系數(shù)不為1的二次三項(xiàng)式ax?+bx+c,引導(dǎo)學(xué)生按照十字相乘法的邏輯和思路,思考這種題中的常數(shù)項(xiàng)、二次項(xiàng)系數(shù)與一次性系數(shù)應(yīng)該如何對應(yīng),以進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生的歸納思想,讓學(xué)生學(xué)會(huì)舉一反三、融會(huì)貫通,進(jìn)而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)解題能力和知識應(yīng)用能力。
二、分析數(shù)量關(guān)系,驗(yàn)證猜測
歸納思想的關(guān)鍵是培養(yǎng)學(xué)生思考問題、分析問題的數(shù)學(xué)思維方式。數(shù)學(xué)知識之間具有內(nèi)在關(guān)聯(lián),教師要通過針對性訓(xùn)練,逐步提高學(xué)生的歸納推理能力,幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基本規(guī)律,掌握解答數(shù)學(xué)題目的基本思路與技巧,建構(gòu)數(shù)學(xué)解題模型。這樣,當(dāng)學(xué)生遇到同類型題目時(shí),他們會(huì)更容易找到解題的切入點(diǎn),并運(yùn)用歸納的思維模式對問題作出直觀判斷,分析數(shù)量關(guān)系,進(jìn)而提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力。
以人教版初中數(shù)學(xué)八年級上冊“因式分解”相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)為例,其涉及“提取公因式”的教學(xué)。在教學(xué)過程中,教師可以先準(zhǔn)備一些簡單的題目,如計(jì)算3x?-3x和(m+4)(m-4)等,讓學(xué)生進(jìn)行回顧訓(xùn)練,比較思考a(a+1)(a-1)=a?-a與a?-a=a(a+1)(a-1)這兩種運(yùn)算方法的聯(lián)系與區(qū)別,借此幫助學(xué)生理解整式乘法的計(jì)算,并逆向得到因式分解的基本概念。接著,教師可以準(zhǔn)備一些具有探究性和一定難度的因式分解類題目,讓學(xué)生根據(jù)剛才提取公因式的思路,找出這些題目中的公因式,并引導(dǎo)學(xué)生歸納得出確定公因式的系數(shù)、字母(多項(xiàng)式)和指數(shù)的方法。其中,公式數(shù)的系數(shù)為各項(xiàng)系數(shù)的最大公因數(shù),字母(多項(xiàng)式)必須是各項(xiàng)都有才能提取,指數(shù)取相同字母(或多項(xiàng)式)的最低次冪。
三、利用錯(cuò)題資源,多向建構(gòu)
在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透歸納思想時(shí),教師要重視對錯(cuò)題的反思和錯(cuò)題資源的利用。首先,教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)歸納和總結(jié)錯(cuò)題產(chǎn)生的原因,如審題不清、思維定式、概念模糊等,這樣才能對癥下藥解決問題。其次,教師要善于利用錯(cuò)題,讓學(xué)生進(jìn)行有效的反思,并主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題,將錯(cuò)題轉(zhuǎn)化為促進(jìn)教學(xué)的資源。最后,教師要善于根據(jù)學(xué)生容易出錯(cuò)的題目,及時(shí)調(diào)整教學(xué),改進(jìn)教學(xué)策略,以確保數(shù)學(xué)課堂的教學(xué)質(zhì)量。
例如,有一道題目是這樣的:關(guān)于x的方程ax?-2x+1=0有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,則a的取值范圍是? ?。這道題的難度不大,學(xué)生根據(jù)題目表述就能想到用一元二次方程的根的判別式解題,即題目中關(guān)于x的方程ax?-2x+1=0有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,那么判別式△=b?-4ac=(-2)?-4×a×1≥0,解得a≤1。于是,很多學(xué)生就會(huì)把a(bǔ)≤1作為最終的答案填進(jìn)去,但這一答案其實(shí)是錯(cuò)誤的。針對此種情況,教師可以引導(dǎo)學(xué)生細(xì)讀這道題,反思是否遺漏題目中隱含的信息,是否找到了題目中設(shè)置的“陷阱”,是否認(rèn)真梳理題目中的細(xì)節(jié)性信息。在這樣的引導(dǎo)下,有的學(xué)生會(huì)想到并提出:“關(guān)于x的方程ax?-2x+1=0有兩個(gè)實(shí)數(shù)根,這就證明該方程一定是一元二次方程,所以a不能為0?!睆亩屍渌麑W(xué)生意識到這道題考查的知識點(diǎn)不僅是一元二次方程的根的情況,還包括一元二次方程的定義。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生會(huì)重新梳理這道題的解題思路,并修正錯(cuò)誤答案。之后,教師可以準(zhǔn)備一些同類型的題目,讓學(xué)生進(jìn)行鞏固練習(xí),并歸納出這類題的易錯(cuò)點(diǎn),加深對相關(guān)知識的理解。
四、加強(qiáng)變式訓(xùn)練,提煉本質(zhì)
變式類訓(xùn)練有助于拓展學(xué)生思維的寬度與深度,提升學(xué)生的思維品質(zhì),具有重要的教學(xué)作用。教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透歸納思想時(shí),可以將變式類訓(xùn)練作為引導(dǎo)學(xué)生辯證思考的切入點(diǎn),讓學(xué)生從不同角度出發(fā),思考同一考點(diǎn)的不同出題形式,抓住問題考查的本質(zhì)知識,并從中提煉解題方法與解題思路,建構(gòu)數(shù)學(xué)解題模型,從而促進(jìn)學(xué)生歸納能力與邏輯思維能力的發(fā)展。
例如,在分解因式(x-4)(x-2)(x-1)(x+1)-72時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察題目結(jié)構(gòu),讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)(x-4)(x+1)=x?-3x-4,(x-2)(x-1)=x?-3x+2,它們的二次項(xiàng)、一次項(xiàng)完全相同,那么就可以引入一個(gè)新元進(jìn)行降次處理,設(shè)x?-3x-1=a,那么原式=
[(x-4)(x+1)][(x-2)(x-1)]-72=(x?-3x-4)(x?-3x+2)-72=(a-3)(a+3)-72=a?-81=(a+9)(a-9)=(x?-3x+8)(x?-3x-10)=(x?-3x+8)(x-5)(x+2),順利完成了因式分解的要求。
又如這樣一道題:已知(x?+y?+1)(x?+y?+3)=8,則x?+y?=? ?。在解題時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生把x?+y?作為一個(gè)整體來考慮,將x?+y?代換為t,則原式變?yōu)椋╰+1)(t+3)=8。
(t+1)(t+3)=8可化簡為(t+5)(t-1)=0,解得t1=-5,t2=1,又因?yàn)閠=x?+y?≥0,所以t1=-5應(yīng)舍去,可以確定x?+y?的值只能是1。
在變式訓(xùn)練中,教師要帶領(lǐng)學(xué)生歸納和總結(jié)換元法求解的思路,通過引入一個(gè)或幾個(gè)新變量代替原式中的某些量,以達(dá)到化高次為低次、化分式為整式、化無理式為有理式的簡化運(yùn)算的效果。
五、指導(dǎo)動(dòng)手實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)規(guī)律
動(dòng)手實(shí)驗(yàn)是初中階段數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要方式,在實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生會(huì)經(jīng)歷產(chǎn)生問題、提出假設(shè)、思考論證、實(shí)驗(yàn)證明等過程。在學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí),教師可以適時(shí)介入指導(dǎo),讓學(xué)生通過動(dòng)手操作與動(dòng)腦思考,歸納和發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中的數(shù)學(xué)規(guī)律,體驗(yàn)與經(jīng)歷知識的形成過程,以幫助學(xué)生理解抽象的數(shù)學(xué)知識,促進(jìn)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力與歸納總結(jié)能力的共同提高。
以折疊問題為例,這一直是很多學(xué)生頭疼的數(shù)學(xué)問題,由于對折疊的實(shí)質(zhì)理解不夠透徹,學(xué)生在解決這類問題時(shí)感到難度很大?;诖?,教師可以開展有關(guān)折疊問題的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng),準(zhǔn)備一些常見的折疊問題,如矩形折疊、翻折變換、三角形中的折疊、紙片折疊等,讓學(xué)生通過動(dòng)手操作,把握折疊引起的“變”與“不變”,并觀察折疊前后的對應(yīng)關(guān)系。這種方式非常清晰直觀,能讓學(xué)生將頭腦中想象的折疊變化得到驗(yàn)證。通過動(dòng)手操作,學(xué)生能歸納得出折疊問題的實(shí)質(zhì),即圖形的軸對稱變換,折疊之后圖形的形狀與大小不變,對應(yīng)邊與對應(yīng)角相等。在此基礎(chǔ)上,教師可以再準(zhǔn)備一些學(xué)生平時(shí)比較頭疼的折疊類數(shù)學(xué)問題,讓學(xué)生進(jìn)行鞏固練習(xí)。
例如,有這樣一道題:如圖1沿矩形ABCD的對角線BD折疊,點(diǎn)C落在點(diǎn)E的位置,已知BC=8cm,AB=6cm,求折疊后重合部分的面積。學(xué)生通過實(shí)際折紙操作會(huì)更直觀地理解折疊過程中的變與不變,歸納出重合部分實(shí)際上就是以折痕為底邊的等腰三角形,并將其應(yīng)用到解題中。
六、打開學(xué)科視角,邏輯推理
打開學(xué)科視角是指教師可以把數(shù)學(xué)教學(xué)與其他學(xué)科結(jié)合起來,打破不同學(xué)科間的邊界,創(chuàng)造性地將其他學(xué)科的知識點(diǎn)和學(xué)習(xí)方法作為素材引入數(shù)學(xué)課堂。這種學(xué)科之間相互交叉滲透的方式,一方面可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,幫助學(xué)生鞏固多學(xué)科知識,另一方面可以促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同學(xué)科的知識學(xué)習(xí)之間的共性,有助于發(fā)展學(xué)生的邏輯推理能力,讓學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。
例如,在教學(xué)人教版初中數(shù)學(xué)九年級下冊“反比例函數(shù)”的相關(guān)內(nèi)容時(shí),教師可以將其與初中物理結(jié)合起來,為學(xué)生播放關(guān)于電流電阻實(shí)驗(yàn)的視頻,讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),分析電流與電阻之間的關(guān)系。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的歸納與分析,學(xué)生得出在同一電路中,通過某段導(dǎo)體的電流與這段導(dǎo)體的電阻成反比,從而建構(gòu)出反比例函數(shù)的數(shù)學(xué)模型。
同時(shí),電流、電壓、電阻、功率等參數(shù)間存在著多種換算關(guān)系,涉及多種數(shù)學(xué)模型,這都是教師在數(shù)學(xué)課堂上可以引入和拓展的內(nèi)容。需要注意的是,教師一定要保持?jǐn)?shù)學(xué)課堂的出發(fā)點(diǎn),不能把重點(diǎn)放在物理實(shí)驗(yàn)上。教師可以通過播放物理實(shí)驗(yàn)視頻或者出示數(shù)據(jù)的方式讓學(xué)生進(jìn)行分析,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,打造新穎高效的初中數(shù)學(xué)課堂。
(作者單位:
江蘇省南通中學(xué)附屬實(shí)驗(yàn)學(xué)校)