江蘇省濱海縣第一初級中學 朱兆成
思想方法是數學知識的“精靈”,其中凝聚著數學規律、邏輯過程。教師不僅要重視學生基礎知識的習得,還要向學生傳達一種靈動的思想,讓他們因“法”而破題,把握數學的真諦。數學思想方法產生于數學,知識之中蘊含著數學思想方法,兩者相融相生、辯證統一,教師只有將隱藏于知識中的思想、思維方法顯性化,才能促進學生對知識的順應、接納。
數學史可以追溯思想方法的演變與發展過程,對數學學科的發展帶來深遠的影響。數學史的學習能為數學學習指向,給人以啟迪,幫助學生理解概念,理解思想方法。如在學習“平面直角坐標系”的內容時,教者向學生介紹笛卡爾在軍營中的大部分時間都在苦思冥想,如何通過代數的計算解決幾何中的證明問題。有一次進入夢鄉,迷迷糊糊地發現窗戶上的蒼蠅,悟出了一個奧妙:蒼蠅的位置可以通過窗框兩邊的距離來確定,直線可以看作是點的運動而產生的。通過相關數學知識的介紹,激發學生的學習興趣,也促進了數形結合思想的滲透。又如在學習證明勾股定理時,教者向學生介紹《九章算術》中的趙爽弦圖、加菲爾德證法、歐幾里得證法,讓學生感受到各種證法的獨創與簡捷性,將幾何與代數知識融于一體,感受數形結合思想。
概念的形成、公式的推導、問題的發現、結論的獲得、方法的思考中都蘊含著豐富的思想方法,教師要適時滲透數學思想方法,訓練學生的思維。概念的理解是學生學好數學的基礎,是學生理解思想、運用方法、掌握技能、提升能力的基礎,學生的分化、個體的差異往往始于基本概念,學生借助于前人掌握的經驗,將他們的活動經驗轉化為自己的經驗,讓數學思想方法成為解決問題的工具。學生的知識比較分散,認知結構較為簡單,他們如果依賴于死記硬背的方法難以牢固地掌握概念,要讓學于生,引導學生參與概念的形成過程,讓學生了解到概念的來龍去脈,從而加深對概念的理解。如《絕對值》的教學中,學生沒有學過類似的知識,難以感受絕對值的意義,體會其在生活中的應用價值,其中“|a|=-a(a<0)”學生更是難以理解。教者先創設生活情境,提出問題:“你們的家在學校的哪一邊?”此時,有學生說在東邊,也有學生說在西邊,教者適時引導學生:“從家到學校有沒有一定的距離?我們在擲實心球時,如果可以往任意方向擲,鉛球的落點與所擲的地點有沒有一定的距離?”接著,教者從幾何的角度引導學生探索絕對值的含義,讓學生畫出一條數軸,并觀察在數軸上表示4的點與原點之間有幾個單位長度?還有表示哪一個數的點與原點也相距4個長度單位?讓學生邊比劃,邊說出-4和4的絕對值相等,接著讓學生猜想什么是絕對值。
定理、公式蘊含著深刻的思維過程,處處皆有創造性思維的火花,教師引導學生參與公式、定理的發現過程,感受學習數學的魅力。如在學習“平方差公式”的內容時,教者呈現一張邊長為35厘米的正方形紙片,并在中間挖去邊長為15厘米的正方形,讓學生算一算剩下的面積有多少平方厘米。學生展開了討論交流,有學生認為可以用大正方形的面積減去小正方形的面積,還有學生認為將剩下的部分加以切割,分成幾個矩形再進行計算。學生為了研究方便,將邊長為15厘米的小正方形移到大正方形的一角,這樣可以將剩下的部分切割成兩個長方形,一個是長與寬分別為35厘米、20厘米的長方形,一個是長與寬分別為20厘米、15厘米的長方形,此時有學生發現這兩個長方形可以拼成一個大的長方形,長為50厘米(35厘米+15厘米),寬為20厘米。學生分別列出了不同的算式:352-152,還有一種是(35+15)(35-15),這兩個式子都是求剩下的面積,發現352-152=(35+15)(35-15),接者,教者讓學生算一算(x+3)(x-3);(1+2a)(1-2a);(x+4y)(x-4y),并說說從中發現什么規律?教者將原題加以改編,“在一塊長為x cm的正方形紙板中間挖去一塊邊長為y cm的正方形,請問剩下部分的面積是多少平方厘米?該如何用代數式表示?”學生從圖形中了解到(x+y)(x-y)=x2-y2這個性質。
數學問題的解決過程總是伴隨著命題的變換、思想方法的反復運用。學生在解題時,教師要加以正確引導,要從思想方法上進行必要的概括。如數形結合利用“形”來研究“數”,或用“數”來研究“形”的性質,兩者巧妙結合,以形助數,以數輔形,使復雜問題變得簡單、抽象問題變得直觀。實數與數軸上的點一一對應,借數軸來觀察數的特點,會變得直觀明了;運用函數圖象解決方程,將方程的根視為兩個函數圖象的交點,也可以借助函數圖象解決不等式的問題,使之變得形象直觀。數學思想常蘊含于概念、定理、公式、例題之中,教師要認真研讀教材,善于挖掘其中的思想方法,在例題講解、習題解答中幫助學生理解知識、掌握方法。
數學思想方法的教學不具有系統性,是零散的,這就需要教師在課堂小結、單元復習中加以歸納總結,以納入學生的認知結構,使之變得越來越完善。教師在歸納某一知識點時要進行思想方法的教學,可以將方程思想與消元、待定系數法聯系起來,應用于求函數圖象的交點、求函數解析式中。教師要提高學生應用數學思想方法的意識,讓他們對運用思想方法解決問題有深刻的了解,能幫助他們形成分析問題、解決問題的能力。同一知識點會表現出不同的思想方法,同一思想方法也會分布在不同的知識點之中,教師要通過復習,將概念、定理與數學問題通過縱橫概括的方式提煉出數學思想方法。
總之,在初中數學教學中,教師要讓學生運用數學思想方法打開數學大門,教師要注重思想方法的滲透,讓學生理解問題的本質,幫助學生形成良好的數學認知結構。