□孫志灤
數學是關于空間形式和數量關系的一門科學,具有抽象性、嚴謹性和應用廣泛性的特點。同時,教學是以培養學生的計算能力、邏輯思維能力和空間想象能力為宗旨。所以說,要想學好數學,必須用聯系的觀點、發展的觀點、辯證的觀點來看待理論和實際問題。一句話,我們在學習每一部分數學知識時,都應該和前后知識建立聯系,從中找到它們本質的關聯。我們以初一數學第三章“一元一次方程”為例,看似平淡無奇的“簡單方程”,其中蘊含著豐富的關聯要素。
現在以經典的“雞兔同籠”為例加以說明,看看如何用一題多解解決實際問題。對這個問題,可能有的學生會繼續采用小學的算術法(兩種),到了初中又有了一元一次方程和二元一次方程組的解法。
例題1:某農戶積極發展庭院養殖,家中的大鐵籠里面喂養了若干只雞和兔子。從上面數有20個頭,從下面數有56條腿,問該農戶實際飼養了多少只雞和多少只兔子?
(一)算術解法
將它們全部都當成雞。則應該有40條腿,現在有56條腿,多出來的16條腿就是兔子的。一只兔子比一只雞多2條腿,那么16條腿就對應8只兔子,于是雞有12只。
將它們全部當成兔。則應該有80條腿,現在有56條腿,少了24條腿,少的腿就是雞的。一只雞比一只兔子少2條腿,那么24條腿就對應12只雞。于是兔子有8只。
(二)一元一次方程解法
設有x只雞,則有20-x只兔子,由題意可得:
2x+4(20-x)=56,即2x=24 ,x=12。
所以有雞12只,有兔子8只。
(三)二元一次方程組解法
設有x只雞,有y只兔子,由題意,
計算可得,有12只雞和8只兔子。
數學思想方法是指對數學知識和方法形成的規律性認識,是解決數學問題的根本策略。數學思想方法揭示了概念、原理、規律的本質,是溝通基礎知識與數學能力的橋梁,是數學知識的重要組成部分。數學思想方法是數學知識在更高層次上的抽象和概括,它蘊含于數學知識的發生、發展和應用的過程中。教師和家長要善于培養孩子學會靈活運用其解決問題,才能夠有效提高他們的解題能力。
在初中的數學學習過程中,最常用到的數學思想方法有:數形結合思想、函數與方程思想、分類討論思想、整體思想、轉化思想等。家長在輔導孩子功課時,要注意其在課本和教輔的例題、習題中的體現。學生們只要掌握了它們的實質,就可以把所學的知識融會貫通,解題時觸類旁通。下面我以數形結合的思想方法為例加以說明。
數形結合思想是指從幾何直觀的角度,利用幾何圖形的性質研究數量關系,尋求代數問題的解決方法(以形助數);或利用數量關系來研究幾何圖形的性質,解決幾何問題(以數解形)的一種數學思想。
例題2:(中考真題)如圖,直線y=k1x+b與雙曲線交于A(1,2)、B(m,-1)兩點。
(1)求直線和雙曲線的解析式;
(2)若A1(x1,y1),A2(x2,y2),A3(x3,y3)為雙曲線上的三點,且 x1<x2<0<x3,請直接寫出 y1,y2,y3的大小關系式;
題意分析:本題屬于反比例函數與一次函數的問題。
(1)主要鍛煉學生的計算能力。只要將點A(1,2)代入雙曲線求出k2的值,再將B(m,-1)代入所得解析式求出m的值,最后用待定系數法求出k1x和b的值,可得兩函數解析式y=x+1。
(2)結合圖象,根據反比例函數的增減性在不同分支上進行探討。在第三象限內y隨x的增大而減小,故y2<y1<0,又y3是正數,故y3>0,y2<y1<y3。
思維的培養是一個內在的活動,而數學教學活動往往是外在的。這就需要借助一個好的鏈接,這個鏈接就是“變式訓練”。所謂“變式訓練”,就是在學生已有的知識儲備下,有針對性地設計一組題,可以是一題多解、多題一解、多圖一題、一題多變、逆向運用等方法,對初始題目加以發展變化,從邏輯推理上演繹出幾個或一類問題的解法,通過對一類問題的研究,迅速將相關知識系統化、結構化、深入化,從而提高學生的解題能力。
例題3:已知長方形ABCD,BD為對角線,將△BCD沿BD翻折得到△BED。
(1)求證:AF=EF。
此問,可以運用全等三角形的方法證明三角形ABF和三角形EDF全等;也可以用等角對等邊證出FB=FD,再由翻折AD=BC=EB,得出AD-FD=EB-FB即AF=EF。而且證三角形全等時也有兩種方法,用直角三角形的斜邊、直角邊判定定理或角角邊都可以證出。
(2)若連結AE,求證:AE∥BD。
在第一問的結論下,很快就可以根據等邊對等角,得出角等,再結合三角形的內角和從而得出內錯角相等,即兩直線平行,得以證明結論。
(3)延長BA、DE,交于點P,求證:PB=PD。
這一問,又可以用不同的方法來證明,運用三角形的全等能夠得出結論,運用等腰三角形等角對等邊的判定定理也可以證出結論,還可以通過線段的和得出結論。總之,本題通過幾何問題的一題多問,達到了訓練學生發散思維的目的。
注重生活中的應用是學好數學的一個竅門。有不少學生總以為數學是個老大難問題,不僅學習起來非常費腦筋,而且學會了也用不上。其實,這是對數學學科的誤解。可以說,數學文化和人類文明的發展息息相關。正是因為在生活和生產實踐中需要用數學知識解決問題,才有力地促進了數學學科的發展和建設。所以,從實踐中引入數學,又回到現實中去解決問題,學以致用,這是數學的生命力,也是學生們學好數學的初衷。
教師在課程講授中注意到了這些有機的聯系,在此也提醒家長朋友,在輔導孩子的學習中,不要僅僅做表面的一些式子題,更應該重視對應用題的學習,這往往也是階段考試和中考的重點內容之一。其中,函數思想的運用就是將一個實際問題或數學問題,構建一個相應的函數模型,從而用數學模型一般化地解決問題。
例題4:為解決中小學大班額問題,某縣今年將改擴建部分中小學,計劃對A、B兩類學校進行改擴建,根據預算,改擴建2所A類學校和3所B類學校共需資金7800萬元,改擴建3所A類學校和1所B類學校共需資金5400萬元。
(1)改擴建1所A類學校和1所B類學校所需資金分別是多少萬元?
(2)該縣計劃改擴建A、B兩類學校共10所。若國家財政撥付資金不超過11800萬元;地方財政投入資金不少于4000萬元,其中地方財政投入到A、B兩類學校的改擴建資金分別為每所300萬元和500萬元。請問共有哪幾種改擴建方案?
題意分析:
(1)可根據“改擴建2所A類學校和3所B類學校共需資金7800萬元,改擴建3所A類學校和1所B類學校共需資金5400萬元”,列出方程組求出每所學校所需資金的答案。
(2)要根據國家財政撥付資金不超過11800萬元,地方財政投入資金不少于4000萬元,列出不等式組,判斷出不同的改造方案。
本題訓練了一元一次不等式組、二元一次方程組的應用能力。解決問題的關鍵是讀懂題意,找到關鍵描述語,找到所求量的數量關系。