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数形结合思想在高中数学教学中的应用研究

2018-04-08项玉爽

中学课程辅导·教学研究 2018年11期
关键词:数形直观定理

◎项玉爽

培养学生养成数学学习思想方法,是高中数学教育中的重要目的,在正确的教学思想下指导教学,培养学生学习数学,养成数学概括能力,不仅能使学生学习更加轻松,也能帮助学生树立科学的思维方式,形成正确的科学观、数学理念以及创造思维能力。在教学中,教师应当把数形结合思想作为重要的数学思想之一,“数”与“形”两者密切相关,相依相存,数无形难已形成直观感受,形无数无法深入理解原理,数形结合将能良好的解决数学学习过程中的困惑。

一、数转形,轻松呈现抽象数学

数学具有抽象性,在教学中,往往会遇到学生难以把握、理解的知识,若只是一味的教授学生想象数字变换,套用数学公式,学生学习效率将会极其低下,但是图像具有形象、直观的特点,能够将复杂抽象的形象具体表现出来,学生在“数”的学习中融入“形”,学习将会轻松百倍,清晰理解数学含义,逐渐灵活应用数转形的学习方式。在教学中,教师应该积极找出“数”和“形”的对应形式,利用图形来说明解释数量的真实含义,让学生更直观,更清晰地学习。教师可以从情景中总结出数量问题,再找出数和形对应的结构方式,换算关系,用图形问题替换解释数量问题,通过对图形的分析来讲解数量知识,教授学生解决数量问题。例如在讲授《集合与函数感念》一章时,首先学生接触到的就是集合,集合是典型的数字关系,为学生讲解“设A={4, 5 ,6,8},B={3, 5 ,7,8},求A∪B,A∩B。”一题时,可以应用到数转形的方式。学生在接触集合并集之前,如果要想判断哪个数字是属于A,哪个数字属于B,A和B的交集是什么,每次都需要对应看每个集合中的数字去对比,如此学习效率就相对较低,学生的学习理解能力参差不齐,学习能力稍弱的学生会花大量的时间在观察上,教师在面临这样的问题时可以把数字集合转变为图形的形式,用两个圆表示每个数集,将两个交集都有的数字写在两个圆重叠的部分,这样的方式形象直观的表示出每个数字在两个集合中的存在位置,然后再结合图形分析结果,最终得出正确的结论,每次取交集、并集时一目了然,为学生学习节省大量时间。通过数转形的方式教学,能够将抽象的代数语言转化为直观的图形,帮助学生理解抽象的数字关系,使学生更加学习轻松。

二、形转数,深入探索数学规律

图像能够将抽象的思维形象表现出来,让学生直观的了解数学,但是,在深入探索数学规律时成效将会大大降低,无论面对复杂还是简单的图形,虽能直观感受观察,可是很难得出规律和结论,此时就需要将“形”转为“数”,用数字来量化图形,把图形问题转变成数字问题,分析计算,总结数字之间的结构特征,总结其规律特性,用另一种方法挖掘出图形中所包含的深层含义。例如在讲授《三角函数》一课时,教师可以先画出几个三角形及其外接圆,把每个三角形的三个角记为A、B、C和它们的对边记为a、b、c先给学生讲解正弦定理:“‘在任意一个平面三角形中,各边和它所对角的正弦值的比相等且等于外接圆的直径’,即(r为外接圆半径,D为直径)。”让学生观察所画图形,然后结合定理验证定理,但是仅仅是观察图形,很难让学生观察出数学的规律,此时就需要将“数”应用到“形”的教学中,将每条边,每个角量化,然后计算分析,当得出与定理相同的答案时,学生对定理的理解将会更加深刻,教师还可以学生自己讨论尝试画出自己的图形,再来验证推理,如此方式能加强学生对正弦定理的掌握,教师还能做出知识的延伸,利用定理推广出:a=2r sin A,b=2r sin B,c=2r sin C;a:b:c=sin A:sin B:sin C;等变形定理。“形”转“数”能够利用“数”的严密性来精确表现形的特性,利用数字之间的特定关系总结出形的规律特征。

三、形数互转,学习方式灵活多变

在数学的学习过程中,不仅仅只是简单的形转数、数转形,往往一个问题需要将数形的转化灵活应用,数形转换随机应变,相互转化,让知识既直观,又精确的表现在学生面前。例如在讲授《曲线与方程》一课时,教师可以给学生在平面直角坐标系中画出几个不同形状的标准曲线,给学生讲解曲线方程的概念以及求解方法,让学生尝试根据教师所画的曲线求曲线方程,学生初次接触曲线和曲线方程,很难理解其意义,教师就可以示范性的引导学生使用公式定理来解答问题,将曲线图转化为数字,最终得到曲线方程,当学生熟悉并学会图形转变为数学方程式的时候,教师可以转变方式,逆着来教学,给学生数学公式,让学生画出公式所对应的曲线图,将数学表达式转变为图形表达,这就是“数转形,然后形转数”的教学方式,灵活将数形在教学中转化,学生学习将会更加清晰明了,深入理解其含义,学习中的阻碍也会减少很多。在曲线和方程求解中,引导学生使用数形结合的方法学习,在探索中学会数形的转化方式,概括、提炼出数形结合的方法,逐渐将数形结合的思想渗透到教学中。在数形结合思想下的学习中,不仅能让学生对知识产生深刻的记忆,还能让学生养成数形结合的思维方式,锻炼学生对学习方法的应用,增强学生独立分析、研究、解决问题的能力。

结束语:“数”和“形”是数学中的两大基础,是万丈高楼坚实的基础,“数”刻画了数量,量化了“形”,“形”表现了意识形态,具现化了“数”,数与形二者密不可分,相互阐释,相互弥补。现代化的教学中,教师应当注重学生学习方法的培养,而不是仅仅为学生解题答题,将数形结合的思想应用到高中数学教学中,积极引导学生参与到数形结合的教学中,把抽象与形象结合起来,教导学生转化数形之间的关系,再灵活用学习各方面知识,授人以“渔”最学生来说更加珍贵,学会方法将会终生受益。

[1]张必荣.数形结合思想方法在高中数学教学中的应用研究[J].中学生数理化:学研版,2015(12):24-24.

[2]张艳.数形结合思想在高中数学教学中的应用研究[J].中国校外教育,2016(35):15-16.

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