學(xué)生只有正確掌握和熟練運用數(shù)學(xué)語言,才能看懂書、聽懂課,說得出、寫得出推理過程;會準(zhǔn)確闡述自己的思想和觀點;形成良好的思維品質(zhì),發(fā)展邏輯思維能力.研究表明,數(shù)學(xué)語言理解能力低、數(shù)學(xué)語言的相互轉(zhuǎn)換困難等都會導(dǎo)致數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的困難.因此在數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們要重視數(shù)學(xué)語言的教學(xué),尤其重視數(shù)學(xué)語言間轉(zhuǎn)化的教學(xué).下面結(jié)合本人教學(xué)實際進行闡述.
一、符號語言與圖形語言間的轉(zhuǎn)“譯”
例1 設(shè)S= |x-1|+|x-2|+|x-3|,則S的最小值是()
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
分析:此題一般的做法是取“零點”,然后分段討論,其復(fù)雜情度是可想而知的.根據(jù)絕對值的幾何意義,|x-a|等于數(shù)軸上分別代表數(shù)x,a的兩點P、A的距離. 可畫出如圖1所示的數(shù)軸,顯然PA=|x-1|、PB=|x-2|、PC=|x-3|,則S=PA+PB+PC. 則問題就轉(zhuǎn)化為在數(shù)軸上求一點P,使它到A、B、C三點的距離之和最?。畯臄?shù)軸上易見,這個點P應(yīng)取在B點的位置,此時S最小值=AB+BC=2,故選B.
說明:本題把絕對值|x-a|“翻譯”成數(shù)軸上兩點的距離,起到了化難為易的作用.可見,利用數(shù)形結(jié)合的思想,把符號意義轉(zhuǎn)化為圖形表示,化抽象為形象直觀,往往收到意想不到的效果.
例2 二次函數(shù)y=ax2+bx+c(a≠0)的圖像如圖2所示,下列結(jié)論:①c<0,②b>0,③4a+2b+c>0,④(a+c)2<b2中正確的有()
A. 1個 B. 2個
C. 3個 D. 4個
分析:由拋物線開口向下,y軸的截距在x軸下方及拋物線頂點在y軸右側(cè)這些圖形信息可知a<0,c<0,- >0,知①②正確;由拋物線與x軸兩交點均在x軸右側(cè)且對稱軸x=1知x=2時y=4a+2b+c<0,故③不正確;由④(a+c)2<b2變形為(a+c+b)(a+c-b)<0,∵a+c-b<0,又由圖知當(dāng)x=1時y=a+c+b>0,∴(a+c)2<b2正確,故選C.
說明:本例從給出的圖像所包含的信息容易找出其相應(yīng)式子的關(guān)系,實質(zhì)是把圖形語言轉(zhuǎn)化為符號語言.二次函數(shù)的性質(zhì)是這個轉(zhuǎn)化的載體.從而也看出要準(zhǔn)確做到轉(zhuǎn)“譯”,離不開扎實的基礎(chǔ)知識.
二、文字語言與符號語言的轉(zhuǎn)“譯”
要求初中生具有數(shù)學(xué)建模能力,是數(shù)學(xué)中的教學(xué)難點,這就要求教師在教學(xué)中要加強文字語言的教學(xué)訓(xùn)練,幫助學(xué)生形成符號感,提高應(yīng)用能力.
例3 根據(jù)要求編寫應(yīng)用題.編寫要求:(1)編寫一道行程問題的應(yīng)用題,使得根據(jù)題意,列出方程為 - = ;(2)所編寫的應(yīng)用題完整,題意清楚,聯(lián)系生活實際且其解符合實際.
簡析:本題根據(jù)方程編應(yīng)用題,就是把數(shù)學(xué)的符號信息轉(zhuǎn)化為具有實際意義的文字信息.先解得方程的解為x=5,可使得所編應(yīng)用題符合實際情況.如:張老師和李老師同時從學(xué)校出發(fā),步行15千米去縣城購買書籍,張老師步行的速度是李老師的1.2倍,結(jié)果比李老師早到半小時,兩位老師每小時各走多少千米?
事實上,數(shù)學(xué)中的文字語言與符號語言的轉(zhuǎn)化,可以說在整個數(shù)學(xué)教學(xué)中無處不在,特別是當(dāng)形成概念、性質(zhì)、定理或公式后,都有相應(yīng)的式子符號或文字來表達.如在絕對值教學(xué)中總結(jié)出“正數(shù)的絕對值是它本身,負數(shù)的絕對值是它的相反數(shù),0的絕對值是0”后就用式子表示為|a|=a,(a>0)b,(a=0)c,(a<0).又如“兩個數(shù)相加,交換加數(shù)的位置,和不變”用式子表示為“a+b=b+a”,等等,這些都是把文字語言轉(zhuǎn)化為符號語言;而導(dǎo)出公式an·bm=an+m后,課本將之用黑體字突出其文字敘述:“同底數(shù)冪相乘,底數(shù)不變,指數(shù)相加”,卻是把符號語言轉(zhuǎn)化為文字語言.
借用符號,數(shù)學(xué)語言變得簡明,能正確地表達概念,進行推理,作出判斷,便于總結(jié)出運算法則,簡明的揭示數(shù)量的相應(yīng)關(guān)系及規(guī)律;另一方面,把符號語言“翻譯”成文字語言,便于記憶和理解課本中的很多公式、定理等,兩者結(jié)合可謂相益得彰.
三、圖形語言與符號語言的轉(zhuǎn)“譯”
例4 證明:角的平分線上的點到角的兩邊的距離相等.
分析:作為命題證明,通常按以下三個步驟進行:(1)根據(jù)題意,畫出圖形如圖3.(這一過程是把文字語言轉(zhuǎn)化為圖形語言).(2)結(jié)合圖形和題意,寫出已知和求證,即是:已知:OC為∠AOB的平分線, P為OC上任意一點,PM⊥OA,PN⊥OB,垂足分別為M、N.求證:PM=PN.(這個過程又把圖形語言和文字語言轉(zhuǎn)化成符號語言).(3)證明(略).
說明:可以看出,如果沒有(1)(2)這兩個步驟的轉(zhuǎn)化過渡,或轉(zhuǎn)“譯”得不準(zhǔn)確,學(xué)生都無法實施對這個命題進行正確和嚴密的邏輯推理,數(shù)學(xué)語言間的轉(zhuǎn)化的重要性由此可見一斑.從文字語言向圖形和符號語言的轉(zhuǎn)化過程中,往往包含一些基本概念的描述,如本例的“距離”實際上是點到直線的距離,不少學(xué)生難以想到要作出垂線段和寫出式子PM⊥OA,PN⊥OB,原因是一方面對點到直線的概念未理解好,另一方面是概念的圖形化和符號化訓(xùn)練得不夠,這些在以后的教學(xué)中得加強針對性的練習(xí).
由此可見,數(shù)學(xué)研究往往離不開這幾種語言的交叉互“譯”,同時也包含同種語言間的相互轉(zhuǎn)換,這種相互轉(zhuǎn)化貫穿整個數(shù)學(xué)發(fā)展史,是數(shù)學(xué)的靈魂.這種轉(zhuǎn)換從本質(zhì)上說是數(shù)學(xué)實際問題描述的符號化與直觀化間的相互轉(zhuǎn)換.在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師只要讓學(xué)生牢牢把握這種轉(zhuǎn)換思想和技巧,才能讓他們深入地理解題意,清除思維障礙,揭示探索過程中的內(nèi)在規(guī)律,從而起到培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)和提高他們的思維能力的作用.
責(zé)任編輯 羅 峰
注:“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文?!?/p>