劉貴倉
【摘要】初中數學新教材中包含著豐富的數學思想方法.數學思想方法對數學教學有著重要的促進和指導作用,是學生形成良好認知結構的紐帶,是由知識轉化為能力的橋梁,是培養學生數學意識和良好思維品質的關鍵.因此,教師要加強對初中數學思想方法的教學研究.
【關鍵詞】數學思想方法;滲透;作用
通過對數學課標的新一輪學習和研究,筆者對數學有了更深的認識.新課標更加注重培養應用型人才,更加注重培養學生解決實際問題的思維方式.以下是筆者對數學思想方法的一些粗淺認識.
一、什么是數學思想方法
所謂數學思想,是指人們對數學理論與內容本質的認識,它直接支配著數學的實踐活動.所謂數學方法,是指某一活動過程的途徑、程序、手段,它具有過程性、層次性和可操作性等特點.數學思想是數學方法的靈魂,數學方法是數學思想的表現形式和得以實現的手段,因此,我們把它們合稱為數學思想方法.
二、為什么要重視數學思想方法的教學
隨著數學學科抽象化、數學化水平的不斷提高,數學本身的發展日益走向整體化.對統一性、普遍性的數學思想方法進行教學,已成為歷史的必然和時代的要求,也是數學現代化教育的一個重要課題.
時代的進步依賴于科學的發展.現代科技日新月異,促進了社會經濟的迅猛發展.而現代科技及經濟發展成熟的標志是數學化,例如經濟統計學、金融學等領域就急需數學的支撐.在探索科技與經濟發展的過程中,當然需要某些具體的數學知識,但更多地依賴于數學思想方法的運用,以便從數學的角度去思考實際問題,建立數學模型,從而預測發展的前景,決策下一步的行動.可以說,時代的發展越來越依賴于數學思想方法的運用.
數學是大腦的體操,數學思想方法對素質教育有著重要作用.數學思想方法可以使人養成誠實、正直、嚴謹、認真、機智、頑強等當今時代不可或缺的精神.數學思想方法比形式化的數學知識更加重要,因為數學思想方法更具有普遍性.社會各部門、各行業對數學知識需求的深度與廣度有著很大的差異,但對人的素質要求卻有著共性.比如,各種工作崗位都要求工人具備嚴謹的工作態度,具有善于分析、歸納總結、綜合比較、分類評析、概括判斷的工作方法,而這些都可以在數學思想方法的滲透和訓練中得到.
社會需要創新型、智能型人才,創造能力是創新型人才的重要標志.“問題解決”是讓學生解決一些不能依靠簡單模仿來解決的陌生問題,而這種化陌生為熟悉、化不會為會的轉化思想,正是數學思想方法之一.這就可以看出數學思想方法在培養學生創造能力方面的重要性.
數學思想方法的教育是社會的需要,是培養學生良好個性品質和學習習慣的需要,也是學生發展創造能力、形成良好知識結構的需要.
三、初中數學教材中存在的數學思想方法
1.數形結合思想
一般地,我們把代數稱為“數”,而把幾何稱為“形”,數和形表面上看是相互獨立的,其實在一定條件下可以互相轉化.初中數學中,數軸的引入就為數形結合思想奠定了基礎.有理數的大小比較、相反數的幾何意義、絕對值的幾何意義、列方程解應用題中的畫圖分析等,都充分體現了數形結合的重要性,這種將抽象轉化為形象的思維能使學生更容易理解“數”的知識.在幾何學中也同樣充滿了數形結合思想.例如,點和圓的位置關系、直線和圓的位置關系、圓和圓的位置關系的判定等,函數的圖像和性質、利用圖形求二元一次方程的近似解、三角函數等.
在數學教學中,數形結合思想具有可以使問題直觀形象的優點,有利于學生對知識的理解;在解答數學題時,數形結合有利于學生分析清楚問題中數量之間的關系,豐富表象,引發聯想,啟迪思維,拓寬思路,使學生迅速找到解決問題的方法,從而提高學習效率.注重數形結合思想教學,不僅能提高學生的數形轉化能力,還可以提高學生的遷移思維能力.
2.整體思想
整體思想是數學中比較突出的一種思想方法.如,實數運算中,常把數字前的符號“+”“-”與數字看成一個整體進行處理,字母表示數、式也充分體現了整體思想.掌握好整體思想,可以處理好宏觀與微觀的關系,把握整體與部分的辯證關系.如,將(x+y+z)2=[(x+y)+z]2中的(x+y)視為一個整體進行展開等.這對培養學生良好的思維品質、提高解題效率是一個極好的機會.
3.化歸思想
化歸思想也是解決數學問題的一個重要思想方法,是數學思想方法體系的重要組成部分,在解方程、多邊形內角和、幾何證明等數學問題中都有化歸思想.學生在學習知識的過程中已經有意無意地接受了化歸思想.比如,已知(x+y)2=18,xy=2,求x2+y2的值,顯然直接代入無法求解,若先把所求的式子化歸到有已知形式的式子(x+y)2=18中,則易得原式等于14;又如,多邊形內角和問題可以轉化為三角形內角和來求解.這些都是化歸思想在解決問題中的具體表現.
化歸的手段是多種多樣的,其最終目的是將未知化為已知來解.其原則即把新問題轉化為舊問題,把復雜問題轉化為簡單問題,把抽象問題轉化為形象具體的問題.如,在初中學完相反數后,可以把減法轉化為加法,從而加減法統一在一起;學習了倒數之后,可以把除法轉化為乘法,從而將乘除法統一在一起;在幾何中,可以把梯形問題轉化為平行四邊形和三角形問題.
4.方程思想
方程思想是一種數學建模,求未知數解應用題是方程思想的集中表現.
例如,甲、乙兩人同時從A地出發,步行15千米到B地,乙比甲每小時少走1千米,結果比甲遲到半小時,求甲、乙兩人的速度.
這道題通過構建數學模型——方程來求解,并不難.
設甲每小時走x千米,則乙每小時走(x-1)千米,
依題意,得15÷x+0.5=15÷(x-1),
解得x=6或-5.
經檢驗,x=6或-5都是原方程的解,但x=-5不符合題意,故舍去.由x=6,得x-1=5,于是甲每小時走6千米,乙每小時走5千米.