摘要高中數學解題過程實際是一個思維轉化過程,往往難以一步到位,思路受阻是不可預測的。本文就教學實踐中,如何運用思維的轉化來突破思維障礙談談一些常見的做法。
關鍵詞數學 習題教學 思維轉換
中圖分類號:G63文獻標識碼:A
數學思想方法是數學能力的精髓,是數學知識為社會服務的必要條件。習題教學可以激發學生潛在的數學思維能力,是提高學生的數學思想方法的主渠道。數學解題過程實際是一個思維轉化過程,往往難以一步到位,思路受阻是不可預測的。筆者在多年的教學實踐中總結出運用思維的轉化來突破思維障礙,取得了一定的效果,著重從以下幾方面考慮。
1 轉化主元思想
在高中數學習題中,某些特殊的題目中含有多個變元問題。當學生遇到這種多元問題無從下手時,首先考慮到學生的認知過程的潛移變化,用類似的熟悉的問題,引導學生將它與新問題進行比較,從中尋找出兩者之間的聯系和差別之處,用掌握的方法和結論,去探索新問題的解決思路。
案例1:已知(且為常熟)當在區間[1,2]內任意取值時,的值恒為正,求的取值范圍。
分析與解答:本題的變元較多,條件與結論沒有直截了當,元與元之間的關系錯綜復雜,初看時不知從何下手。如果令。則原函數式即可變為。原函數立即轉化為形如形式的一次函數了。再回頭看的區間由于,∴分析到這里,原問題就轉變為“關于的一次函數在區間上的值恒定,求的范圍”了。
對此問題絕大多數同學就相對熟悉,解之也就手到擒來了。
2 思維滲透思想
從心理學角度考慮,人們的認識問題與分析問題的能力總是從簡單到復雜,從特殊到一般。因此,當我們面對一個復雜的數學問題感到棘手時,不應該在同一道上走到黑,應采取迂回曲折的思路來解決。這種思維就是發散思維,先用以退為進的策略,從復雜的問題回到最原始、最簡單的起點,抓住問題的核心展開新的研究探索,從而尋求解題的靈感。理順解題的思路,進而通過對原問題進行分解轉化,將它分解成許多相對比較簡單的問題,進行逐一解決,把思維連成一體,實現復雜問題的解決。
案例2:設,求證:
分析與解答:直接證明原不等式難以下手,思維出現短暫的停滯。如果我們從原命題的結構出發,進行變形一下看一看。
原命題的左邊==
待證式右邊==。
通過比較可得出三組如果能證明一組成立,那么其余兩組也一定成立。待證式也就不難證明了,可以看出,證明顯然此命題要比原命題要簡單得多,這樣我們就達到了化復雜為簡單的目的了。
證明:,∴,,
∴,∴,同理,。再根據同向不等式的性質三式兩邊對應相乘就可得到:
3 特殊思維思想
因為普遍性涵蓋特殊性,而特殊性建立在普遍性之中。因此,普遍性成立特殊性就不言證;而特殊性能見證普遍性的結論正誤。所以,在特定的條件下,有些證明定值命題內定值不是顯性條件,一般感到無從下手時,我們不妨先用特值法求出定值,再去證明這個定值問題的正確性。從特值到定值就是從特殊性到普遍性的規律。
案例3:已知拋物線,弦過焦點,設||,的面積為,求證:為定值。
分析:由于定值沒有給出直接證明不可能,我們假設弦垂直軸,那么,||==,因此,=。因此本題只需證=即可。
略證:設直線的斜率為,則有方程為,結合拋物線方程得||=,原點到直線的距離為,因此,從而得到=得證。
4 數形結合思想
在高中數學中數和形是一對不可分割的統一體,許多問題從“數”的角度直接去求解,往往感到山重水復,關系難以理順。但如果能從“形”的角度入手,就能勾畫出問題的幾何性質,從幾何圖形入手,借助于函數圖形的性質,以形象直觀思維取代抽象思維,使復雜的方程、不等式及(下轉第42頁)(上接第32頁)函數關系直觀化、形象化。從本質上揭示隱含條件,使得解題的思路變得越來越靈活。
案例4:求函數的最值.
分析與解答:設,,
則,且,所給的函數化為,它與橢圓的第一限象部分有公共點,∴,即相切于第一限象時有最大值,聯立方程則∴。
總之,數學中的思維轉換是解數學問題的重要的方法。在高中數學各環節的教學中,思維轉換決定了解題的方向,因此,在習題教學過程中,教師要有意識地培養學生的思維轉換能力,這對于學生養成發散思維能力與科學的解題習慣是大有裨益的。只要我們學會運用正確的思維方法,發揚勇于探究的精神,就一定能領略到曲徑通幽的意境,享受無限風光在險峰的樂趣。