中學數學教學的目的是:通過數學教學,使學生掌握系統的數學知識和技能,發展學生的智力,提高學生應用數學知識能力,使學生逐步學會分析問題和解決問題。因此教師需要教給學生一定的思想方法,使學生養成良好的學習習慣,以便提高學生的學習效率,同時又有利于學生終身學習和可持續性發展。下面我結合在高中數學教學中常遇到的幾種數學思想方法,談談自己的幾點體會。
一、數形結合思想
數學中數和形是相輔相成的,是形成數學學科的主要骨干,中學數學中離不開數形結合思想。教師若能正確引導學生學習數形結合的方法,教學將會事半功倍,同時又能大大提高學生學習數學的興趣。
1.數形結合思想能引發學生直觀思維,化繁為簡,便于問題的解決。
例1:已知實數x、y滿足:(x-2)+y=3,求:最大值。
分析:思路一:設=k,則y=kx,把y=kx代入方程(x-2)+y=3,得到關于x的二次方程,再利用二次方程根的判別式求解。
思路二:設=k,k表示圓上各點與原點相連線的斜率,其中在第一象限與該圓相切時斜率最大,即k最大,k=,利用斜率把方程問題轉化為與圓相切的圖形問題。
2.數形結合思想有助于培養學生良好的思想品質,使學生提高學習興趣。
數與形的完美結合充分體現了數學學科的特點,一方面體現了數學應用的廣泛性,它涉及到日常生活、生產各個領域,涉及到其他許多學科,是學習科學技術的基礎。另一方面也體現出數學學科在社會科學中的助手作用和工具地位。
例2:求方程2x+2x-3=0實數根的個數。
思路一:設法解這一超越方程,再確定其根的個數,但解起來相當麻煩。
思路二:設f(x)=2x-3,g(x)=2x,在同一坐標系中,畫出f(x)、g(x)的圖象,由已知只需求出f(x)、g(x)的圖象的交點個數即可。
3.通過數形結合思想方法的學習和應用,有助于增強學生學好數學的自信心。
通過數形結合思想方法的運用,學生對以上問題很易解決,能增強學習數學的成就感,增加內驅力,增加向上奮斗的動力。在數學教學中,教師若能很好地利用數形結合,可以有效地降低問題的難度,幫助學生取得一次又一次進步,而每一次的進步、成功都會激發學生學數學的熱情,少一些畏懼情緒,增強學生的自信心,為成功打下堅實的基礎。
二、分類討論思想
學生進入高中學習時,會遇到一個問題中條件并不確定,而在同一個題目中有多種可能,每種可能都有不同的結果,對這種問題的解決往往需要通過分類討論來完成。
1.分類討論思想,可以幫助學生化不能解決的問題為能解決的問題,便于學生解決問題。
例3:集合A={x|x+4x=0,x∈R},B={x|x+(2a+2)x+a-1=0},若A∪B=A,求a的取值范圍。
分析:A={0,-4},而B可能為空集,也可能為{0},{-4}單元素集合,還可能為{0,-4},即B=A。
解題時可根據已知的特點,分以下四種情況解決:(1)當B為空集時;(2)B={0}時;(3)B={-4}時;(4)B=A時。從而克服學生解題時無從下手,盲目解題,錯解題的缺點。
2.分類討論思想可以很好地訓練學生的思維,培養學生思維的嚴謹性和周密性。
任何一道分類討論題往往包含著若干種情況,要解決這一問題就要從這個問題的各個方面全面地討論解決,缺一不可。這就需要學生根據題目特點結合已有的知識展開討論,要抓住問題的切入點才能有效地解題,這樣在解題中就需要學生全面思考,每種情況都要分別作答,逐步形成良好的思維方式和清晰的思維過程,從而提高分析問題、解決問題的能力。
3.分類討論便于學生鞏固基礎知識,提高知識運用能力。
運用分類討論思想解題,往往要根據某些條件的所有可能展開,要求學生能深刻理解概念、性質定理才能完成。
如例3中,實質上B為A的子集,A為雙元素集,這就決定了B有四種可能,從而分四種情況展開討論,鞏固了子集的概念和性質。
三、化歸思想,等價轉化思想
建模思想即建立數學模式,是指把實際問題用數學語言概括,從數學角度來反映問題,利用數學知識來解決。數學模型的形式是多種多樣的,可以為幾何圖形、方程式、函數、不等式、代數式、數列等,因而具體的建模思想方法也是多樣化的。
在中學我們經常遇到列方程(組)解應用題,這本身就是一種建模思想的應用。
例4:國家收購某農產品價格為每噸120元,征稅的稅率為8%,計劃收購a萬噸,為減輕農民負擔,降低稅率x個百分點,要使此項稅收調整后不低于原計劃78%,求a的范圍。
分析:設稅率調整后,稅收為y元,先確定y與x的函數關系式,只需研究這一函數關系式,便可解決問題。
以上只介紹了高中數學最常用的三種思想方法,也是應用最廣泛思想方法,是我結合教學實際體會較為深刻的幾種方法。除此之外,中學階段還將會遇到逼近思想、隨機思想、向量化思想等,這里不再一一列舉。實踐證明:目前高中學生在解數學問題時還很盲目,生搬硬套,缺少解題思想方法,在教學中逐步加強思想方法教學,將會事半功倍,大面積提高學生成績,同時也會受到學生的歡迎和認可。