《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011版)解讀》指出“數(shù)學(xué)思想是數(shù)學(xué)教學(xué)的精髓。”我們?cè)诮虒W(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)中經(jīng)常使用重要的數(shù)學(xué)思想,比如類比思想就是其中一種。美籍匈牙利裔數(shù)學(xué)家波利亞曾形象地說過:“類比是一個(gè)偉大的領(lǐng)路人?!鳖惐仁侵笇?duì)比不同事物、知識(shí)點(diǎn),找出它們之間若干相同或相似點(diǎn)之后,預(yù)測、想象在其它方面也可能存在相同或相似之處的一種思維思想方法。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,類比思想經(jīng)常運(yùn)用到,比如概念講授,方法探究,解題思路,知識(shí)建構(gòu)等方面。合理地運(yùn)用類比思想,可以使學(xué)生將新知識(shí)與舊知識(shí)進(jìn)行分析對(duì)比,這樣對(duì)新知的學(xué)習(xí)、舊知的鞏固、知識(shí)體系的構(gòu)建等均有很大幫助。這不僅是提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率的重要手段,也是提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量的有效途徑。
一、概念講授類比,加深本質(zhì)理解
在初中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過程中會(huì)涉及到大量的數(shù)學(xué)概念,概念知識(shí)枯燥難懂,如果孤立地去理解與記憶這些概念,并理解概念的本質(zhì),學(xué)生會(huì)比較辛苦,但如果從一些相似的熟悉概念出發(fā),引出新的概念,學(xué)生就能很自然地將舊概念的復(fù)習(xí)遷移過渡到新概念的學(xué)習(xí)。
比如,在講解分式的定義時(shí),可以對(duì)比分?jǐn)?shù)的定義來理解和記憶。
師:小學(xué)學(xué)過分?jǐn)?shù),其中A和B有什么要求?
生:A、B都是數(shù)字,且B≠0(保證分?jǐn)?shù)有意義)。
師:剛才學(xué)的幾個(gè)式子,、,,,還是分式嗎?為什么?
生:不是,因?yàn)榉帜覆皇菙?shù)字。
師:是的,因?yàn)榉帜笌Я宋粗獢?shù),所以這幾個(gè)式子不是分?jǐn)?shù),數(shù)學(xué)中我們稱它們?yōu)榉质?,分式的定義:形如,其中B含有未知數(shù),而且A、B都是整式的式子叫分式。分式與分?jǐn)?shù)很類似,我們可以對(duì)比分?jǐn)?shù)來記憶。
師:同學(xué)們猜猜分式如果要有意義,必須要滿足什么條件?
生:必須滿足B≠0(類似于分?jǐn)?shù)有意義的條件)。
師:如果分式=0,又要滿足什么條件?
生:要滿足分子A=0,分母B≠0(學(xué)生在分?jǐn)?shù)的基礎(chǔ)上很快得出上述的結(jié)論)。
通過這些概念之間的類比,可以加深對(duì)概念本質(zhì)的理解,既降低了學(xué)生學(xué)習(xí)的難度,又提高了學(xué)生的自信心。
二、探究方法類比,學(xué)會(huì)推理分析
我國古代偉大的教育家孔子曾說:“溫故而知新”,指的是溫習(xí)舊的知識(shí),能夠獲得新的知識(shí)。在數(shù)學(xué)探究教學(xué)中,在一些舊知識(shí)的基礎(chǔ)上,通過類比教學(xué)方法引出新的知識(shí),可以讓學(xué)生置身于熟悉的教學(xué)情境中,能幫助學(xué)生快速地掌握新知識(shí)的生成,在對(duì)比中找到新舊知識(shí)的聯(lián)系與區(qū)別,有助于學(xué)生深入理解新的知識(shí),方便記憶,也為今后靈活運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。
比如,在講解《菱形的性質(zhì)》時(shí),教師可以這樣設(shè)計(jì):同學(xué)們,我們前面學(xué)習(xí)了矩形的性質(zhì),我們是從邊,角,對(duì)角線,對(duì)稱性等方面來描述矩形的性質(zhì)。同樣地,我們今天要學(xué)習(xí)的菱形的性質(zhì),也可以通過研究菱形的邊,角,對(duì)角線,對(duì)稱性的特點(diǎn),從而得出菱形的性質(zhì)。
又如:在講解二次函數(shù)的圖像與性質(zhì)時(shí),
師:我們學(xué)過什么函數(shù)?
生:一次函數(shù)。
師:一次函數(shù)的圖像是什么?
生:一條直線。
師:我們是怎樣得到這條直線的?
生:描點(diǎn)法畫圖。
師:描點(diǎn)法畫一次函數(shù)的圖像時(shí),要經(jīng)過哪些步驟?每個(gè)步驟要注意什么?
生:要經(jīng)過列表,描點(diǎn),連線三個(gè)步驟,列表要考慮函數(shù)的取值范圍,描點(diǎn)要正確找點(diǎn),連線要用平滑曲線連接。
師:是的,在我們不知道函數(shù)的圖像時(shí),我們就可以用描點(diǎn)法來畫出函數(shù)的圖像,通過圖像進(jìn)一步研究圖像的性質(zhì)。
三、解題思路類比,遷移創(chuàng)新能力
數(shù)學(xué)題目成千上萬,題型多種多樣,每種類型的題目不計(jì)其數(shù),如果用題海戰(zhàn)術(shù)來進(jìn)行解題講解既浪費(fèi)了大量時(shí)間,學(xué)生的思維也不能得到有效提升?!白?000道題,不如學(xué)會(huì)一種方法”,因此,教師必須教會(huì)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法,讓學(xué)生進(jìn)行題目之間的類比,分析異同,加深理解和掌握。
例如,在學(xué)習(xí)中點(diǎn)四邊形時(shí),我們可以這樣設(shè)計(jì):
例1:如圖,順次連接四邊形ABCD的各邊中點(diǎn).求證:所得的中點(diǎn)四邊形EFGH是平行四邊形。
教師先讓學(xué)生思考,然后引導(dǎo)學(xué)生分析條件和結(jié)論,由中點(diǎn)的條件可以想到中位線定理,所以要連接BD(或AC),由中位線定理得到EH//GF且EH=GF,根據(jù)一組對(duì)邊平行且相等得證。教師繼續(xù)引導(dǎo):如果連接AC和BD,還有其他方法嗎?學(xué)生通過分析發(fā)現(xiàn)還可以通過兩邊分別相等或兩邊分別平行證明得到,然后學(xué)生總結(jié)3種方法的異同。接下來,教師給出下題:
變式1:如圖,點(diǎn)E、F、G、H分別是平行四邊形ABCD各邊中點(diǎn),所得的中點(diǎn)四邊形EFGH是什么圖形?
變式2:如果把變式1中的平行四邊形改為矩形,菱形,四邊形,其他條件不變,此時(shí)得到的中點(diǎn)四邊形又是什么圖形?
在例1的基礎(chǔ)上,學(xué)生能夠快速得到變式1的解法,而變式2是在變式11的基礎(chǔ)上適當(dāng)創(chuàng)新,加入了矩形,菱形,正方形的判定。學(xué)生通過解題思路的類比,解題速度大大提高,既加強(qiáng)了幾種特殊的平行四邊形的性質(zhì)和判定的理解,同時(shí),還提高了知識(shí)遷移能力以及創(chuàng)新能力。
四、知識(shí)結(jié)構(gòu)類比,構(gòu)建知識(shí)體系
初中數(shù)學(xué)的知識(shí)點(diǎn)有很多,學(xué)生在應(yīng)用時(shí),有時(shí)無法從長時(shí)記憶中立刻提煉出來,從而不能快速地對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行條件反射。而據(jù)心理學(xué)研究表明學(xué)生一旦對(duì)知識(shí)形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),對(duì)知識(shí)的掌握就越深刻,在需要時(shí)對(duì)知識(shí)的檢索就越容易。所以,教師在復(fù)習(xí)時(shí)要幫助學(xué)生構(gòu)建良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),把知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化。只有這樣,學(xué)生才會(huì)從更高的角度整體地把握知識(shí),使得自己的知識(shí)面拓寬、深化。
例如,在初三下學(xué)期函數(shù)的復(fù)習(xí)課中,教師在帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)習(xí)一次函數(shù),二次函數(shù),反比例函數(shù)時(shí),應(yīng)幫助他們對(duì)比幾個(gè)函數(shù)的異同,比如定義的異同、圖像的異同。通過比較就可以發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)函數(shù)的幾個(gè)要點(diǎn):(1)定義要抓住次數(shù)以及系數(shù)(k≠0或a不等于0);(2)通過描點(diǎn)法畫出函數(shù)圖像,通過函數(shù)圖像分析函數(shù)的性質(zhì);(3)用待定系數(shù)法求函數(shù)關(guān)系式;(4)函數(shù)在實(shí)際問題中的運(yùn)用;(5)函數(shù)的綜合運(yùn)用。通過類比,幾個(gè)孤立的函數(shù)就聯(lián)系到一起,構(gòu)建起函數(shù)知識(shí)體系,方便學(xué)習(xí),易于記憶。
又如:在復(fù)習(xí)矩形,菱形,正方形的性質(zhì)時(shí),教師可以讓學(xué)生類比平行四邊形的復(fù)習(xí)方法,分別從定義,性質(zhì)(按邊,角,對(duì)角線順序),判定(按邊,角,對(duì)角線順序),對(duì)稱性,面積計(jì)算等方面進(jìn)行復(fù)習(xí),并畫出對(duì)應(yīng)的思維導(dǎo)圖,比如下面的幾幅圖。
通過結(jié)構(gòu)圖,既把幾種特殊四邊形的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來記憶,又有所區(qū)別,這樣就構(gòu)建起特殊四邊形的知識(shí)體系,使得知識(shí)掌握得更加牢固,記憶更加深刻。
類比思想是初中數(shù)學(xué)的重要思想,在概念講解、方法探究、解題思路、知識(shí)建構(gòu)等方面都經(jīng)常運(yùn)用到,類比法在數(shù)學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用和學(xué)生的知識(shí)建構(gòu)、能力發(fā)展都能起到很好的作用。所以,教師應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到類比法的價(jià)值,根據(jù)教學(xué)對(duì)象和教學(xué)情景恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用類比法,以促進(jìn)學(xué)生知識(shí)與能力的發(fā)展。
責(zé)任編輯 徐國堅(jiān)