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类比法在高中数学教学中的运用探讨

2023-06-09刘爽

数理天地(高中版) 2023年7期
关键词:类比法高中数学课堂教学

刘爽

【摘要】类比法是一种重要的数学思想,不仅能实现知识的融会贯通,还能帮助学生找到解题思路.本文针对高中数学教学活动进行探究,从类比教学法的应用价值入手,详细介绍类比法在高中数学教学中的运用,并指出几点教学中的注意事项.实践表明,将类比法运用在高中数学教学中,能提高课堂教学效率,有助于培养学生的问题解决能力,具有较高的推广价值.

【关键词】高中数学;类比法;课堂教学

新课标背景下,高中数学的核心素养包括六大块,分别是数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数据分析和数学运算能力[1].高中生的数学知识体系较为完善,具有较强的推理、想象、分析、运算能力,如何实现知识的整合与能力的提升,成为教学工作的一个重点.类比法是针对两个对象,根据它们在某些方面的相同点,来推测出其他方面的相同点,在数列、函数、立体几何、解析几何等数学知识中,类比法均有用武之地.

1 类比教学法的应用价值

1.1 培养学生的自主学习能力

在高中数学中运用类比法,学生不仅能掌握新知识,还能找到解决问题的新途径.在已有知识的基础上,通过类比分析,方便新知识的理解运用.

1.2 激发学生的知识探究欲望

类比法是一种抽象思维方式,与机械性运算不同,它的运用能激发学生的求知欲.

例如 学习空间知识时,让学生回顾平面知识,将平面中的相关结论引申到空间问题上,通过类比推理出点、线、面、角的关系,进而得出空间结论.充分调动学生的积极性,有助于培养学生的发散思维能力.

1.3 帮助学生找到问题解决方法

类比法的一大特点,是能将复杂的问题简化处理,将陌生的问题转变为熟悉的问题,帮助学生找到问题解决方法[2].类比法的运用,主要包括结构类比、降维类比、结论类比等方式,面对数学问题尤其是难题时,先在头脑中形成一定思路,然后采用类比法将难题分解为多个简单的问题,逐一解决简单的问题,就能找到解决难题的方法和途径.

2 类比法在高中数学教学中的运用

2.1 新旧知识类比

高中数学知识体系庞杂,要想提高教学效果,教师应该帮助学生构建数学知识体系,掌握新旧知识之间的关联.采用类比法,能让学生根据旧知识理解新知识,发挥出温故知新的作用.

例如 以学习“球”的概念知识为例,教学时可以类比“圆”的知识,通过分析两者的内在联系,来理解并掌握“球”的概念.

师  在空间中到定点的距离等于或小于定长的点的集合叫做球体,这里的定点是球心,定长是球体的半径.之前我们学习过一个平面几何图形,它与球体相似,是什么图形呢?

生 圆形.

师 圆形的概念是平面内到定点的距离等于定长的点的集合,其中的定点是圆心,定长是圆的半径.从概念出发,分析体会“球”与“圆”的关联.

通过类比,能降低学生对于“球”的概念知识的理解难度,将“圆”的一些特征特性,引申到“球”上来,然后进行推导验证,即可帮助学生从平面知识扩展到空间知识.

2.2 结构相似类比

高中数学课程中有大量的定理公式,传统教学中教师讲授后,采用习题练习的方式加深印象,实际学习效率并不高.运用类比教学法,让学生观察公式结构的相似性,从而培养比较、归纳、联想等数学思维,既能更好地理解运用公式,又能减轻课业负担[3].

2.5 向量教学类比

向量知识点多、内容零散,要求学生牢固记忆.学好向量知识,还能在解体问题时灵活运用,教师教学中可以运用类比法.第一,讲解向量的基础概念时,向量需与实数系进行类比,例如:(1)实数0,类比零向量0.(2)单位1,类比单位向量e.(3)实数a的相反数是-a,向量a的相反向量是-a.(4)实数a的绝对值是a,向量a的模是a.第二,向量在运算时,许多规律可以类比实数的运算,但要注意并不是所有的实数运算规律均能在向量运算中运用.

3 教师采用类比教学法的注意事项

3.1 充分把握学情

数据研究发现,学生的年级越高,其类比推理能力越强,而且受到知识掌握情况、习题训练强度的影响[5].高中生伴随着年级升高,接触到的数学题型更加多樣,掌握的理论知识更加丰富.尤其是高三的学生,他们在学习过程中不断积累解题经验,面对数学问题能寻找相似之处,从而快速准确解决问题.相比之下,高一学生因解题经验缺乏,对类比法的应用不熟练.这就要求教师充分把握学生情况,提高教学设计的针对性.

3.2 突出学生地位

新课改背景下,更加突出学生的主体地位,教师是一个引导者、管理者的角色.采用类比法教学,一方面要尊重学生的主体性,满足学生的个性发展需求,转变传统的教学理念和方法,充分利用多媒体、小组合作探究、创设问题情境等方法,激发学生的兴趣和积极性,使其积极参与到课堂教学活动中:另一方面要加强课堂互动,包括学生与学生互动、学生与教师互动,仔细观察学生的反应,控制好教学节奏,让学生留出思考、探究的空间,而不是教师一味地灌输.

3.3 合理教学设计

教师既要重视类比法的应用,也要看到了类比法的局限性,这就要求合理开展教学设计,有的放矢地运用类比法.第一,从类比法的定义和特点入手,选择适用的数学知识点进行类比推理,在这个过程中鼓励学生开动脑筋,掌握正确的解题思路和方法;第二,以实数与向量知识为例,类比法教学中,其中部分内容类比后是成立的,部分内容类比后不成立.这就要求教师对不成立的内容进行重点讲述,以免学生在记忆、运用时混淆.

4 结语

综上所述,高中数学教学中,类比法的运用有助于培养学生的自主学习能力,激发知识探究欲望,找到问题解决方法.文章结合典型案例,介绍了类比法在数学教学中的运用,教师只有充分把握学情,突出学生地位.合理开展教学设计,才能发挥出类比法的教学优势,提高教学效率和质量.

参考文献:

[1]刘天明.浅析如何应用类比法攻克高中数学“多”和“难”两座大山[J].数学教学通讯,2022(24):39-40.

[2]马廷喜.在高中数学教学中应用类比法的方法[J].数理天地(高中版),2022(15):72-74.

[3]周维强.巧用类比法让高中数学课堂更高效[J].中学课程辅导,2022(6):45-47.

[4]胡晓伟.例谈类比法解题模式在高中数学中的运用[J].高考,2019(15):215-216.

[5]王雪惠.浅谈“类比法”在高中数学教学中的运用[J].新课程(下),2018(3):97.

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