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初中数学课程教学中数形结合思想的运用探讨

2018-08-02许园青

中学课程辅导·教学研究 2018年26期
关键词:数形方程图形

◎许园青

学习是一个是漫长的过程,学习往往是枯燥的。课堂枯燥无味,课后作业繁重,学习没有主动性,导致学生埋头苦学而不见成效。所以,当下教学应该注重数形结合思想的应用。数形结合通过将数字与图形的相结合的方法,从而使复杂的问题简单化,抽象的问题具体化,以达到优化解题途径的目的。可以说,数形结合是贯穿与整个数学问题的脉络,同时也是基础。掌握好数形结合问题,不仅让课堂变得有趣,学生活跃,而且能提高学生学习的积极性、创新性,更能提升学生的学科素养。所以,探讨数形结合思想,是非常必要的。

一、数形结合思想的概述

所谓数形结合,就是根据数与形之间的对应关系,通过数与形的相互转化来解决数学问题的思想,实现数形结合。常与以下内容有关:(1)实数与数轴上的点的对应关系;(2)函数与图象的对应关系;(3)曲线与方程的对应关系;(4)以几何元素和几何条件为背景建立起来的概念,如复数、三角函数等;(5)所给的等式或代数式的结构含有明显的几何意义。

数与形是数学中的两个最古老,也是最基本的研究对象,它们在一定条件下可以相互转化。中学数学研究的对象可分为数和形两大部分,数与形是有联系的,这个联系称之为数形结合,或形数结合。作为一种数学思想方法,数形结合的应用大致又可分为两种情形:或者借助于数的精确性来阐明形的某些属性,或者借助形的几何直观性来阐明数之间某种关系,即数形结合包括两个方面:第一种情形是“以数解形”,而第二种情形是“以形助数”。“以数解形”就是有些图形太过于简单,直接观察却看不出什么规律来,这时就需要给图形赋值,如边长、角度等。

二、数形结合思想的意义

1.调动学生的积极性 众所周知,学习是一个漫长的过程,同时也是一个枯燥无味的过程。有很多学生学习成绩不好,大多是对学习不感兴趣,没有养成主动学习的意识,所以才导致学习成绩不理想。传统的教学课堂大多都是枯燥无味,学生上课很难提起精神,课后作业又繁重。这不仅给学生造成极大的心理压力,甚至有些学生对学习产生恐惧心理,学习效率自然不高。数形结合思想能激发学生上课的热情,让学生热爱学习,提高学生学习的效果。而且,数形结合的思想也为学生以后的学习打下坚实的基础。

2.培养学生的学习思维并解决难题 数形结合的好处,就是让复杂的问题简单化、直观化,从而方便学生求解。传统数学课堂枯燥无味,学生大多依靠死记硬背的方式来学习,并在课后通过题海战术巩固。这样不利于学生积极性的培养,也不利于学生学科素养的提升。而且传统的学习大多数是被动的,解题思路大多由教师来讲解,逐渐使学生养成了“坐享其成”的习惯。数形结合思想恰好缓解了这一问题,在初中数学课程中更注重提高学生对知识点的理解。学生掌握数形结合思想后,能够更好的解决问题,并且有助于学生学科素养的提高。

三、如何运用数形结合思想

1.三角函数中的数形结合 三角函数是初中数学的重要内容,也是近年来中考命题的热点。三角函数公式多、不好记,计算出来的结果正负不好确认。若是令学生掌握数形结合的思想,则能够在解题过程中事半功倍。

在初三数学课本三角函数这一章节里面,有这样一道题,在河的对面有水塔AB,今在C处测得塔顶A的仰角为30°,前进20米后到D处,又测得A的仰角为45°,求塔高AB。这道题本身不难,也可以直接列方程求解,但是,如果把它们放在图形当中,结合图形来解答的话就更简单直观了。由图可知这道题的图形是一个直角三角形,可以利用直角三角形的一些规律来解答。所以,对于广大考生来说,在解题过程中利用数形结合的方法来解题,可以节约很多的时间,效率也很高。

2.方程与不等式问题中数形结合 方程与不等式问题是数学中普遍遇到的问题,他贯穿于数学的方方面面,所以,如果快速的解方程是一个很重要的问题。

在学习的过程中,学生会见到关于方程取值范围问题、抛物线与直线交点个数问题、最大值、最小值等问题。关于这类题,学生需要画图,然后在图像上面找答案就可以了,因为在图像上面一目了然,看起来非常的直观,而且快速,正确率也特别高,简化繁琐的计算过程。在处理方程问题时,把求方程的根的问题看作求两个函数图像的交点问题,通过作图可以很快得到问题的答案,这就是把代数与几何有机地结合起来。比如在学习一元二次方程这一章节中的“鸡兔同笼”问题,就是利用了数形结合思想来求解答案。把已知鸡和兔子的相关数据列在表格里面,然后看数据的对应关系,不用烦琐的计算,也能得到正确答案,这就是数形结合思想的关键所在。

结语:综上所述,初中数学课程具有一定的难度,给教育工作者提出了不小的挑战。针对以往教学效果差,学生积极性低的问题,笔者建议,关于函数问题、不等式与方程问题、三角函数等问题,学生应该通过数形结合的思想来解题,真正做到举一反三,融会贯通。希望通过本文的研究,能够促进初中教学数学方法的优化创新,不断提高学生的知识水平和学科素养。

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