數學運算能力是指學生在運算活動中,能科學地、簡捷地、靈活地和正確地完成數學運算活動所具備的心理特征。它是數學能力中最基本的能力,包括計算技能和邏輯思維。《數學課程標準》指出,“能估計運算的結果,并對結果的合理性作出解釋”。迫于升學考試的壓力,部分數學教師存在著重結果輕過程、重計算輕方法、重筆算輕估算的錯誤觀念,采用機械的重復訓練或過于依賴計算器,嚴重制約著學生計算能力的提高。學生在運算中也暴露出許多問題,主要表現在:審題粗心大意,概念模糊不清,弄不清解題任務;不能正確使用運算法則和計算公式;過程繁瑣,缺乏各種簡化計算的技能,阻礙了學生取得良好的學習效果。
教師在教學實踐中需采取有效方法進行針對性的訓練,以提高學生的運算能力。我結合自身教學實踐,談談提高初中生數學運算能力的具體對策。
一、重視雙基,強化訓練
教師訓練學生的運算知識與運算技能要遵循由從低級到高級、從簡單到復雜、從具體到抽象的順序,先夯實基礎知識,培養基本技能,切不可一蹴而就。教師在教學中要嚴格要求,強化訓練。嚴格要求是指要做到快速作答、準確無誤、過程合理,強化訓練是練典型題、開放題和一題多解題,既能讓學生探索規律,又能調動學生的積極性,培養學生的發散思維。
教師在講解概念、公式和法則時,要引導學生經歷探索過程,歸納出一般規律。要通過對比相似的概念、理清易于混淆的公式,幫助學生提高認識。學生運算時要認真分析給定的條件,靈活運用概念、公式和法則,確定最合理的運算方案。
例1:如已知三角形的兩邊長分別是4和8,第三邊是方程x-18x+72=0的根,則第三邊長是多少?
解:∵方程x-18x+72=0的兩根分別為x=6,x=12,
又∵三角形的兩邊長分別是4和8,
∴4<第三邊長<12,即第三邊長為6。
二、探求規律,巧解難題
數學家高斯指出:“規律是數學的靈魂,學會發現規律比多記住幾條規律重要得多。”數學題型中往往隱含著規律,教師要引導學生細心觀察、仔細分析、探尋規律,尋找解決問題的捷徑。
例2:小華同學在沙灘上用石子擺成的小房子,觀察圖形的變化規律,第12個小房子用了多少塊石子?
解:將每個小房子圖形分成兩個部分:正方形和三角形。正方形的石子個數分別為4、9、16、25……由此探索規律為(n+1)。三角形的石子個數分別為1、3、5、7……由此搜索規律為2n-1。
∴搭小房子所用石子的規律為(n+1)+2n-1,化簡為:n+4n,則第12個小房子所用石子為:12+12×4=192(塊)。
答:第12個小房子用了192塊石子。
三、建立模型,簡化運算
《初中數學課程標準》指出,“數學是人們生活、勞動和學習必不可少的工具,能夠幫助人們處理數據、進行計算、推理和證明,數學模型可以有效地描述自然現象和社會現象”。有些數學問題的運算過程相當繁冗,學生需要合理地設計數學模型,用簡便的方法解決問題。數學建模是將實際問題概括、抽象成方程、不等式、函數等數學模型,用數學理論研究解決數學問題,從而解決實際問題。如分期付款、打折銷售、儲蓄利息、工程問題等問題可以抽象成方程模型;統籌安排、生產決策、市場營銷等問題可以抽象成不等式模型;用料造價、最佳投資、成本核算、方案最優化等問題可建立函數模型求解。
例3:某商場采購員要到某品牌廠家批發電視和冰箱共100臺,付款總額不得超過260000元。已知兩種電器的批發價和商場的零售價如下表,試解答下列問題:
(1)該采購員最多可購進電視多少臺?
(2)若該商場能把這100臺電器全部以零售價售出,為使商場獲得的利潤不低于17500元,則采購員至少要購電視多少臺?該商場最多可盈利多少元?
解:(1)該采購員最多可購進電視x臺,則購進冰箱(100-x)臺,根據題意得:
2750x+2350(100-x)≤260000
解得x≤62.5
∵x是正整數
∴x=62
答:該采購員最多可購進電視62臺。
(2)該采購員至少要購進電視y臺,則冰箱(100-y)臺,根據題意得:
450y+100(100-y)≥17500
解得y≥50
由表中可知電視的利潤大于冰箱的利潤,因此在這100臺電器中,當電視臺數最多時,商場可盈利最多,即電視62臺,此時冰箱為100-62=38臺,商場可盈利:
450×62+100×(100-62)=31700(元)
答:采購員至少要購進電視50臺,該商場最多可盈利31700元。
四、整體代換,化繁為簡
整體代換,就是把問題中的某些對象作為一個整體考慮,通過發現問題之間的聯系,用一個字母代替某個代數式,經過適當的恒等變換,達到迅速解決問題的目的。運用整體代換策略解題,可以達到化繁為簡、化難為易的效果。
例4:已知x=,求x+2x-x+2x-x+3的值。
解:由x=得:2x-1=,兩邊平方,整理得:
4x-4x+1=5,∴x=x+1
x+2x-x+2x-x+3=x+x+2x-x+2x-x+3=3x+2x-x+3=3x+5x-x+3=8x+2x+3=10x+11=16+5
五、數形結合,珠聯璧合
華羅庚說:“數無形少直覺,形少數時難入微,數形本是相倚依,焉能分作兩邊飛”。數形結合,是將抽象難懂的數學語言與形象直觀的圖形有機結合起來,使抽象思維與形象思維相互融合,通過以“形”助數能化難為易,變抽象為具體,幫助學生解決問題。在初中階段的教學中,數軸、列方程解應用題、函數、解直角三角形等方面集中體現了數形結合的思想。
例5:在函數y=(k>0)的圖像上有三點M(x,y)、N(x,y)和L(x,y),已知x>x>0>x,請比較x,x和x之間的大小關系。
解:根據題意畫出函數圖像(如右圖所示)。
當k>0時,雙曲線位于第一、三象限內。
根據x>x>0>x,在圖像上標出M、N和L三點的橫坐標分別為x,x和x,對應的函數值分別為y,y和y。
根據圖像,可以判斷出它們之間的大小關系:y