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淺談化歸思想在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透技巧目錄1引言 摘要:化歸數(shù)學(xué)思想是中學(xué)數(shù)學(xué)中一種重要思想,它貫穿于整個(gè)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)里.盡管中學(xué)數(shù)學(xué)教師越來(lái)越重視化歸數(shù)學(xué)思想在教學(xué)中的滲透,但他們對(duì)化歸數(shù)學(xué)思想方法在教學(xué)中的運(yùn)用仍缺乏認(rèn)識(shí).本文先通過(guò)歸納整理化歸數(shù)學(xué)思想方法滲透在教學(xué)中的研究背景意義及方法,梳理出幾個(gè)主要化歸數(shù)學(xué)思想方法,然后給出化歸數(shù)學(xué)思想在教學(xué)中引導(dǎo)途徑,最后根據(jù)以上內(nèi)容提供了具體教學(xué)案例.以更好認(rèn)識(shí)化歸數(shù)學(xué)思想及其在中學(xué)教學(xué)中滲透的重要性.關(guān)鍵詞:化歸數(shù)學(xué)思想;中學(xué)數(shù)學(xué);教學(xué)滲透1引言關(guān)于化歸思想,其產(chǎn)生雖然不是源于數(shù)學(xué),但它產(chǎn)生于人們固定思維形式——就是用已經(jīng)有且了解的方法解決當(dāng)前面對(duì)的新問(wèn)題.因此,由于數(shù)學(xué)本身公理化的方法,新概念總由已經(jīng)存在的概念來(lái)定義.并在此基礎(chǔ)上處理和解決各種嶄新、未知問(wèn)題.所以,化歸思想在數(shù)學(xué)里起著不可替代的地位,特別在中學(xué)數(shù)學(xué)里,化歸思想更起著舉足輕重的作用.1.1化歸數(shù)學(xué)思想的研究背景及意義在數(shù)學(xué)里,化歸是指將未解決問(wèn)題轉(zhuǎn)化歸結(jié)為相對(duì)容易解決或已經(jīng)解決的問(wèn)題,最終領(lǐng)得原問(wèn)題解的過(guò)程.化歸數(shù)學(xué)思想方法支配著非常多數(shù)學(xué)思想方法,數(shù)學(xué)中最基本思想方法便是化歸數(shù)學(xué)思想方法,這表現(xiàn)在它不僅注重揭示聯(lián)系實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換,還要求在轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)化過(guò)程里實(shí)現(xiàn)將問(wèn)題規(guī)范化的目的,并且化歸數(shù)學(xué)思想方法中轉(zhuǎn)變能滲透到大多數(shù)其他思維方法里.因此,化歸在中學(xué)里,是一種重要數(shù)學(xué)思想和基本數(shù)學(xué)方法.數(shù)學(xué)思維的轉(zhuǎn)變方法即化歸數(shù)學(xué)思想方法作為數(shù)學(xué)思想方法的重要組成部分,在現(xiàn)在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)各個(gè)部分中,均體現(xiàn)化歸思想.現(xiàn)在數(shù)學(xué)教學(xué)里,越來(lái)越多的教師認(rèn)識(shí)到化歸的重要性,并且慢慢開(kāi)始重視在日常教學(xué)中運(yùn)用滲透化歸數(shù)學(xué)思想.不過(guò),在日常教學(xué)中教師仍然讓學(xué)生們進(jìn)行死板記憶所學(xué)知識(shí)點(diǎn),沒(méi)有將一個(gè)概念的產(chǎn)生及發(fā)展的過(guò)程抽象和概括出來(lái),在解答問(wèn)題時(shí)只重視得到結(jié)果,忽略對(duì)整個(gè)思路的分析及展示,無(wú)法將待解決問(wèn)題歸納轉(zhuǎn)化到化歸數(shù)學(xué)思想方法中.因此化歸數(shù)學(xué)思想方法的本質(zhì)學(xué)生們無(wú)法了解,那對(duì)學(xué)生們化歸數(shù)學(xué)思想的培養(yǎng)無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果.通過(guò)對(duì)化歸的數(shù)學(xué)思想方法進(jìn)行研究性的學(xué)習(xí),有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),因?yàn)樵谕ㄟ^(guò)對(duì)化歸的數(shù)學(xué)思想方法進(jìn)行研究時(shí),學(xué)生就可以充分地掌握其中所包括的基本規(guī)則,從而培養(yǎng)他們具有與之相應(yīng)的數(shù)學(xué)創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)造力,化歸的數(shù)學(xué)思想方法也將更加有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)及遷移能力的改善和提高.教師在探求數(shù)學(xué)化歸思想在教學(xué)中滲透時(shí),會(huì)更注意化歸數(shù)學(xué)思想方法在日常中的運(yùn)用,并能把化歸數(shù)學(xué)思想更好的融入中學(xué)教學(xué)里.因此通過(guò)研究化歸,對(duì)教師保證數(shù)學(xué)課堂教學(xué)質(zhì)量,學(xué)生提高平時(shí)學(xué)習(xí)效率和擺脫固定模仿等許多方面有不可忽視的意義.1.2化歸數(shù)學(xué)思想的研究現(xiàn)狀遠(yuǎn)在中國(guó)的古代,就有關(guān)于化歸數(shù)學(xué)思想的記載.在《九章算術(shù)》中,盡管寫(xiě)的比較抽象,但提到過(guò)有很多數(shù)學(xué)問(wèn)題,假如能把問(wèn)題中各種率之間關(guān)系找出來(lái),在通過(guò)乘使之散,齊同使之通,那么問(wèn)題就可歸結(jié)為今有術(shù)求解.在其中寫(xiě)道的出入相補(bǔ)原理,就充分的體現(xiàn)了化歸數(shù)學(xué)思想;祖暅曾經(jīng)首先提出過(guò)這樣一條簡(jiǎn)單的原理:“冪勢(shì)既同,則積不容異.”其中,在這條簡(jiǎn)單的原理中“冪”所指的其實(shí)就是一個(gè)水平的切面的積,“勢(shì)”則實(shí)際上是用來(lái)表示其高.這條簡(jiǎn)單的原理其實(shí)意思就是:如果一個(gè)地方有兩個(gè)幾何體,它們的高相等,并且對(duì)于它們之間所有高相同的地方,其水平的切面都會(huì)有相同的面積,那么這兩個(gè)幾何體就能夠說(shuō)明它們具有相同的體積.其實(shí)這條幾何原理也許我們可以簡(jiǎn)單地理解成:如果將一些書(shū)物疊起來(lái)放在一個(gè)水平的桌面上,然后再動(dòng)動(dòng)手去推幾下就能夠改變這堆書(shū)物的外形,但是這堆書(shū)物的高度并沒(méi)有任何變化,所以這些書(shū)物的體積在變型之前都是完全相等的.祖暅不僅被認(rèn)為是最早提出這個(gè)幾何體原理的人,還順利地把這一幾何體原理運(yùn)用于對(duì)圓球體積進(jìn)行推理與計(jì)算.現(xiàn)在人們將此條原理統(tǒng)統(tǒng)地命名為祖暅原理.到如今,在任爽《中學(xué)數(shù)學(xué)中化歸思想的研究》中,她通過(guò)歷史發(fā)展的角度,將數(shù)學(xué)中的化歸思想分別進(jìn)行縱向和橫向的對(duì)照分析,給出了幾點(diǎn)我們?nèi)绾卧谥袑W(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)的提議:第一,教師應(yīng)不斷加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的記憶以完備知識(shí)框架;第二,在課堂教學(xué)里有意識(shí)進(jìn)行對(duì)學(xué)生解決待解問(wèn)題能力的培養(yǎng);第三,理解和掌握一些以化歸數(shù)學(xué)思想為指導(dǎo)的數(shù)學(xué)答題方法.除此之外,楊文華在《化歸思想方法在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透》一文中,將化歸數(shù)學(xué)思想方法滲透應(yīng)用于立體幾何、解析幾何和代數(shù)等問(wèn)題中,使他學(xué)習(xí)并掌握了在中學(xué)教學(xué)中滲透化歸數(shù)學(xué)思想方法的一些知識(shí)和技巧:即一準(zhǔn)二快三巧,準(zhǔn)是對(duì)于概念、性質(zhì)記憶要正確;快的前提之一就是我們要掌握所需要使用的內(nèi)容,運(yùn)算技能也要熟練;巧就是通過(guò)一些合乎道理的轉(zhuǎn)化,巧妙的對(duì)其進(jìn)行了化歸.2化歸數(shù)學(xué)思想的內(nèi)涵與方法在中學(xué)數(shù)學(xué)里,化歸是解決某些問(wèn)題的重要手段和方法,它貫穿于整個(gè)中學(xué)數(shù)學(xué).因此,要充分挖掘化歸具體含義及其所蘊(yùn)含的思維方法,且將化歸數(shù)學(xué)思想滲透于教學(xué)里,使學(xué)生既能了解知識(shí),又能在掌握知識(shí)時(shí)學(xué)習(xí)化歸數(shù)學(xué)思想方法,并把這種思想能用于日常思考和分析里.2.1化歸數(shù)學(xué)思想方法的內(nèi)涵化歸數(shù)學(xué)思想方法就是對(duì)待需要解決的未解問(wèn)題,通過(guò)轉(zhuǎn)化的方法,將待解決問(wèn)題化歸成相比較而言更方便解答或已經(jīng)解答出的問(wèn)題,使待解決的問(wèn)題得以解決的一種解題方法.把陌生題目轉(zhuǎn)化為自己熟悉的題目就使化歸數(shù)學(xué)思想方法在數(shù)學(xué)里的目的,還可以是把復(fù)雜問(wèn)題轉(zhuǎn)換成比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題、把要解決問(wèn)題轉(zhuǎn)化成已經(jīng)解出的題目.其實(shí),在解決問(wèn)題時(shí),目的就是要縮小待解決和已解決問(wèn)題之間的差別最終得到問(wèn)題答案.它就是將一個(gè)未知的知識(shí)逐步變?yōu)橐粋€(gè)已知的知識(shí),求解一個(gè)系統(tǒng)對(duì)另一個(gè)目標(biāo)體系不斷地靠近的過(guò)程.在大多數(shù)思想方法里都包含著化歸思想,處處都存在著化歸這種思想方法.而且,化歸思想方法不光是各種思考方式的基本,也是其他思想方式的靈魂.因此,化歸數(shù)學(xué)思想方法常被視為解決問(wèn)題的基礎(chǔ)方法.2.2化歸數(shù)學(xué)思想常見(jiàn)的方法要解決待解決的數(shù)學(xué)問(wèn)題,探索過(guò)程通常便是利用已知某些條件將待解決問(wèn)題進(jìn)行一系列轉(zhuǎn)化歸結(jié),最后達(dá)到將待解決問(wèn)題解出的目的,并且某些時(shí)候,如果進(jìn)行恰當(dāng)轉(zhuǎn)化,就能夠準(zhǔn)確并且迅速的解決待解決問(wèn)題.但實(shí)際上,學(xué)生經(jīng)常有這種感受:知道轉(zhuǎn)化,也想轉(zhuǎn)化,但卻無(wú)法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化.所以,要實(shí)現(xiàn)正確轉(zhuǎn)化,教師不光要引導(dǎo)學(xué)生掌握常見(jiàn)的轉(zhuǎn)化手段、方法,還要引導(dǎo)他們總結(jié)轉(zhuǎn)化歸結(jié)方法,以提高平時(shí)的解題能力.以下給出幾種主要的化歸數(shù)學(xué)思想方法:換元法、轉(zhuǎn)化思維角度法、構(gòu)造法、分合法、特殊化手段.另外,還有很多種化歸手段,如把某些實(shí)際問(wèn)題通過(guò)利用數(shù)學(xué)理論轉(zhuǎn)化成具體數(shù)學(xué)問(wèn)題、映射法、等價(jià)轉(zhuǎn)化法等等,它們可以使問(wèn)題變得直觀、具體、簡(jiǎn)單,以達(dá)到解題的目的.總之,解決數(shù)學(xué)待解決問(wèn)題的原則,就是利用已知條件對(duì)待解決問(wèn)題進(jìn)行一系列恰當(dāng)變換歸結(jié)和解決,從而降低解決問(wèn)題難度,靈活的變換能產(chǎn)生方法和速度,熟練而恰當(dāng)?shù)淖儞Q能準(zhǔn)確解決問(wèn)題.事實(shí)上,將化歸數(shù)學(xué)思想滲透到待解決問(wèn)題的事例有很多,但其所包含的方法不是僅僅幾種類(lèi)型就可以概括了,日常學(xué)習(xí)過(guò)程中,需要認(rèn)真考慮各種不同問(wèn)題,及時(shí)總結(jié)各種轉(zhuǎn)化歸結(jié)方法,這樣學(xué)生解決問(wèn)題的能力和靈敏性就會(huì)逐步提高了.2.2.1換元法對(duì)于換元法,是當(dāng)我們需要解決這個(gè)問(wèn)題時(shí),根據(jù)已知條件特點(diǎn)性質(zhì)引入新變量,對(duì)待解決問(wèn)題進(jìn)行變換形成用新變量表達(dá)的問(wèn)題,并通過(guò)解決這個(gè)新問(wèn)題,以達(dá)到解決原本問(wèn)題的目的.其實(shí),轉(zhuǎn)化才是換元的本質(zhì),因此在進(jìn)行換元的關(guān)鍵就是要建立一個(gè)構(gòu)造元并重新設(shè)元,根據(jù)一個(gè)等量替代理論來(lái)變換所要研究的對(duì)象,將待解決的問(wèn)題融入到一個(gè)新對(duì)象所包含的知識(shí)背景中去進(jìn)行研究,這樣就可以讓復(fù)雜的問(wèn)題更加簡(jiǎn)單易于處理.在換元法里,可以化分為整、化高階為低階,而且換元法對(duì)于方程、函數(shù)、不等式、數(shù)列、三角等諸多復(fù)雜問(wèn)題的理論研究里,也可以具有非常廣泛的實(shí)際應(yīng)用.換元法包含形式有很多,但它們之間都有一共同原則,就是改變待解決問(wèn)題結(jié)構(gòu)以形成新問(wèn)題,讓待解決問(wèn)題變得可以被解決,且換元法是化歸數(shù)學(xué)思想里重要體現(xiàn).換元計(jì)算方法中最主要的換元方法方式是:局部進(jìn)行換元、三角進(jìn)行二次換元、均值進(jìn)行換元等等.比如,當(dāng)遇到x+y=S這種形式時(shí),我們可以利用換元法中的均值換元形式,設(shè)x=S/2+t,y=S/2-t解決問(wèn)題等.在采用換元法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題時(shí),應(yīng)該嚴(yán)格遵守運(yùn)算簡(jiǎn)單、利于標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則,并且記住在換元后再次選取一個(gè)新的變量范圍,且新變量的范圍還得與原來(lái)變量所取值的范圍相適應(yīng).換元法最神奇的一點(diǎn)就是可以簡(jiǎn)化運(yùn)算.比如原來(lái)一層套一層的運(yùn)算,直接計(jì)算的話非常復(fù)雜,甚至無(wú)法下手.但是經(jīng)過(guò)換元之后,復(fù)雜計(jì)算就變?yōu)榻?jīng)常見(jiàn)到的加減乘除四則混合運(yùn)算,換元法可以脫離線性思維的局限,讓藝術(shù)的美感顯露在數(shù)學(xué)中.2.2.2轉(zhuǎn)化思維角度法轉(zhuǎn)化思維角度,顧名思義,是一種轉(zhuǎn)換視角思維.如果從發(fā)展的角度看問(wèn)題,從多角度觀察同一個(gè)現(xiàn)象,就會(huì)對(duì)這個(gè)事物有更全面的認(rèn)識(shí);如果從多層次、多方面、多角度思考同一個(gè)問(wèn)題,可能會(huì)得到一個(gè)更完整的解決方案.在數(shù)學(xué)語(yǔ)言中,主要有符號(hào)語(yǔ)言、圖形語(yǔ)言和文字語(yǔ)言.我們常常需要將一種語(yǔ)言“翻譯”成另一種語(yǔ)言來(lái)解決所要解決的問(wèn)題,以揭示命題實(shí)質(zhì)特點(diǎn),最后找回可以解決待解決問(wèn)題的辦法.因此,當(dāng)用常規(guī)思維難以解決某些問(wèn)題時(shí),要考慮從其他角度來(lái)研究這問(wèn)題.就像一些三角題和代數(shù)題中常含有潛在的幾何背景,當(dāng)我們通過(guò)利用其背景圖形某些性質(zhì)去進(jìn)行分析時(shí),它能使較抽象的概念和復(fù)雜的定量關(guān)系變得幾何直觀,從而使待解決問(wèn)題的思路和結(jié)論便于找到.如果已知x,y滿(mǎn)足式子(x-2)2-y2=3,求y/x最大值.雖然題目的給出形式是代數(shù)形式,但其背后卻存在著較為明顯的幾何背景,即我們可以利用將代數(shù)語(yǔ)言變換為幾何語(yǔ)言的方法,解決此問(wèn)題.設(shè)y/x=K,即y=Kx,問(wèn)題被我們轉(zhuǎn)化為:要去找一點(diǎn)p,它不僅要在圓上,還滿(mǎn)足它與原點(diǎn)連線斜率最大.做op切圓于點(diǎn)p,則Kop最大(如圖2.1),又因?yàn)閠anθ=3?,所以原問(wèn)題中y/x最大就為3?.像上面這個(gè)題目,我們通過(guò)將代數(shù)問(wèn)題“翻譯”成幾何問(wèn)題的轉(zhuǎn)換思維,極大的簡(jiǎn)化了的題目的步驟、降低了解題的難度.2.2.3構(gòu)造法構(gòu)造法,就是根據(jù)題目中一個(gè)已知條件或者說(shuō)明結(jié)論的基礎(chǔ)和其本質(zhì)、特征作為依據(jù),構(gòu)造出一個(gè)新的數(shù)學(xué)模型,且這個(gè)新的模型必須符合一個(gè)新的條件或者說(shuō)明結(jié)論,最后通過(guò)運(yùn)用構(gòu)造得出的新數(shù)學(xué)模型去分析求解一個(gè)原本問(wèn)題的一種方法.它在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題中,有著很寬泛的應(yīng)用.構(gòu)造可以劃分為:數(shù)列的構(gòu)造、圖形的構(gòu)造、反例的構(gòu)造、結(jié)論的構(gòu)造、數(shù)學(xué)關(guān)系的構(gòu)造(例如:方程的構(gòu)造、函數(shù)的構(gòu)造、不等式的構(gòu)造等)、復(fù)數(shù)或者向量的構(gòu)造等.如果已知a,b,c是三個(gè)實(shí)數(shù),且它們滿(mǎn)足c2-ab-16,b=8-a這兩個(gè)關(guān)系,則證明a與b相等.因?yàn)檫@個(gè)題目里有三個(gè)未知數(shù),但由于只有兩個(gè)方程,所以我們可以首把c消除,這樣就把一個(gè)已知三元方程變換成關(guān)于ab的一元二次方程,又由于已有的條件當(dāng)中都包含了ab和a+b,我們馬上也能聯(lián)想到韋達(dá)定律,那么我們就可以直接采用這點(diǎn)來(lái)做構(gòu)造法,把已經(jīng)知道的等式組合,來(lái)構(gòu)造成一元二次方程,這樣就開(kāi)始可以用來(lái)去解a,b了.首先構(gòu)造一個(gè)方程x2-8x+(c2+16)=0,且這個(gè)一元二次方程的兩個(gè)解分別為a、b,解得x=4,則方程有兩個(gè)相等實(shí)根4,因此得到a與b相等.運(yùn)用構(gòu)造法進(jìn)行分析和解題時(shí),必須具備豐富的數(shù)學(xué)常識(shí),足夠的邏輯聯(lián)想能力,獨(dú)特的觀察、機(jī)敏的邏輯思考能力.不過(guò),如果我們掌握了運(yùn)用構(gòu)造法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,有利于增強(qiáng)靈活運(yùn)用和掌握數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)的能力,提升了分析和求解這個(gè)問(wèn)題方面的水平,培養(yǎng)了創(chuàng)新能力和邏輯思維能力.2.2.4分合法分合法,就是在我們需要解決一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),把解答問(wèn)題中某個(gè)對(duì)象看作成一個(gè)整體,之后根據(jù)我們需要解決這個(gè)問(wèn)題合理的需要,把這個(gè)整體再重新分解出來(lái)形成一個(gè)可以便于我們求解的幾個(gè)部分,然后將各個(gè)部分所計(jì)算和求得的結(jié)果,進(jìn)行恰當(dāng)?shù)呐帕泻徒M合,使原本待解決的難題能夠得到分析和求解的一種數(shù)學(xué)問(wèn)題的方式.其實(shí),在我們解題過(guò)程中,有些時(shí)候也會(huì)分解問(wèn)題過(guò)程中的已知條件,然后將符合各部分的條件的對(duì)象的集合求出,那么這個(gè)時(shí)候時(shí)候,符合各個(gè)部分條件的那些對(duì)象的集合的交集就是要求得的解;但有的時(shí)候,是將問(wèn)題直接作為要分解的對(duì)象,即是把整體分解成局部的和;還有的時(shí)候,是將問(wèn)題看作是某一整體的其中一部分,這時(shí)就是把局部分解成整體和另一個(gè)局部的差.在分合法中,主要分為形體分割法、軌跡交會(huì)法、補(bǔ)集法等.例如,通過(guò)形體分割法,相對(duì)復(fù)雜的圖案面積能利用已掌握的扇形、三角形等基本圖形面積公式計(jì)算,弓形面積就等于所在扇形面積減三角形面積.如果關(guān)于x的不等式|x+2|+|x-1|<a的解集是φ,則a的取值范圍是?首先根據(jù)絕對(duì)值的幾何意義,我們可以知道|x+2|+|x-1|表示的是數(shù)軸上的點(diǎn)x到-2與1的距離之和,并且其距離最小值為3,我們可以利用補(bǔ)集法反向考慮這個(gè)問(wèn)題,因?yàn)楫?dāng)a>3時(shí),解集就不能為φ,所以如果解集是φ,那么a取值范圍應(yīng)為a≤3.日常對(duì)分合法進(jìn)行應(yīng)用練習(xí),對(duì)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維以及逆向思維能力有積極作用,如果靈活掌握此方法,可以提高學(xué)生的解題能力.2.2.5特殊化手段特殊化,是從考慮一組給定的集合到該集合一個(gè)較小子集或僅一個(gè)對(duì)象的過(guò)渡.如果我們的問(wèn)題比較困惑或者是難以解決,我們就可以通過(guò)將這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行特殊化的方法和手段,得出一般性的分析和結(jié)論并最終得到這個(gè)問(wèn)題的正確答案,對(duì)癥下藥以得出這個(gè)問(wèn)題的正確答案.特殊化比較常用的有特殊圖像、特殊函數(shù)、特殊點(diǎn)法等.例如下面這個(gè)問(wèn)題,常數(shù)a、b、c是否存在,且可以使等式1.22+2.32+…n·(n+1)2=n(n+1)/12·(an2+bn+c)對(duì)一切自然數(shù)都可以完全成立?其實(shí)這個(gè)問(wèn)題是一道開(kāi)放型題目,a、b、c很難直接被我們求出,因此我們考慮運(yùn)用特殊取值法,又由n的任意性,取n=1,2,3帶入原式,組成方程組后,可以通過(guò)上述方程組,求得a,b,c值,又因?yàn)榍蟮玫闹挡⒉痪哂幸话阈?,所以最后我們還要通過(guò)數(shù)學(xué)歸納法來(lái)證明等式成立,即最后又將問(wèn)題由特殊到一般的轉(zhuǎn)化.通過(guò)將一個(gè)問(wèn)題進(jìn)行特殊化,其解題的困難大大降低,然后通過(guò)分析得出的結(jié)論,可以讓其在解題的過(guò)程中變得更加簡(jiǎn)潔和自然.這個(gè)特殊化的意義就是可以廣泛地適用于不同的題型里,尤其特別是像比較客觀的題目,將這個(gè)題目進(jìn)行特殊化可以有效地避免繁瑣的邏輯思考和計(jì)算.通過(guò)對(duì)這個(gè)題目進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的特殊化分析和解答,還可以拓寬解題的思路,培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí).3化歸思想在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透技巧“滲透”的形式是“教者有意,學(xué)者無(wú)心”,通過(guò)結(jié)合具體內(nèi)容知識(shí),不斷反復(fù)向?qū)W生介紹化歸數(shù)學(xué)思想,并通過(guò)不斷積累和應(yīng)用,不斷提升學(xué)生對(duì)其認(rèn)識(shí)和理解.不過(guò)以上提到的“反復(fù)”,并不代表說(shuō)話時(shí)的重復(fù)解釋說(shuō)明,反復(fù)的目的其實(shí)是在學(xué)生頭腦里產(chǎn)生對(duì)于化歸的“思維定勢(shì)”.3.1引導(dǎo)學(xué)生在掌握數(shù)學(xué)概念的過(guò)程中運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)思想數(shù)學(xué)中得概念和定理蘊(yùn)藏著豐富的化歸數(shù)學(xué)思想方法.然而事實(shí)上,概念的分析形成和對(duì)定理方法證明的過(guò)程中大部分均是化歸數(shù)學(xué)思想方法的典型實(shí)際應(yīng)用,比如復(fù)數(shù)相等的概念包括了化歸數(shù)學(xué)思想,即根據(jù)復(fù)數(shù)相等的定義,當(dāng)實(shí)部、虛部分別分離情況下,復(fù)數(shù)范圍問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為實(shí)數(shù)范圍問(wèn)題去進(jìn)行處理.在進(jìn)行概念和定理學(xué)習(xí)時(shí),學(xué)生們就可以在此過(guò)程中形成一套固定且標(biāo)準(zhǔn)化的問(wèn)題解決模式和方法,并且這是化歸過(guò)程中的化歸目標(biāo),因此,要把數(shù)學(xué)模型在教學(xué)中不斷鞏固,為學(xué)生可以找到化歸策略奠定基礎(chǔ).因此,教師將基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)知識(shí)在課堂上講授給每一個(gè)學(xué)生時(shí),不能僅是把所有的知識(shí)都灌輸給每一個(gè)學(xué)生,而是要求教師應(yīng)該盡量充分調(diào)動(dòng)他們邏輯思維的主動(dòng)性,使他們能夠可以在課堂中總結(jié)出化歸的規(guī)律、理解其實(shí)質(zhì),提高他們的綜合數(shù)學(xué)和邏輯能力.在中學(xué)數(shù)學(xué)中,很多定義概念都包括著化歸思想.例如,在中學(xué)數(shù)理幾何中“弦切角定理”的證明中,關(guān)于夾弧AB的弦切角∠CAB與圓周角∠ADB之間的關(guān)系(如圖3.1),若直接驗(yàn)證其是否為相等,會(huì)比較困難,所以我們不能直接去證明;但是如果當(dāng)弦AB為圓的直徑時(shí),可以比較簡(jiǎn)單的證明所得結(jié)論.因此,教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考,通過(guò)作直徑AE的方法,將這個(gè)問(wèn)題化歸成一個(gè)特殊情形,并且結(jié)合定理同弧所對(duì)的圓周角相等,便很容易得出結(jié)果.第二章所提到的特殊化法就滲透在此問(wèn)題所運(yùn)用的化歸思想中,其蘊(yùn)含了由一般化性變化為特殊性的思想,即特殊化往往主要表現(xiàn)在范圍的收縮或局部限制,即從一個(gè)更加大規(guī)模問(wèn)題向一個(gè)更加小規(guī)模問(wèn)題進(jìn)行過(guò)渡,或從某一類(lèi)型問(wèn)題向其某一子類(lèi)型問(wèn)題進(jìn)行過(guò)渡.并且在這個(gè)問(wèn)題的證明過(guò)程中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考發(fā)現(xiàn),因?yàn)檫\(yùn)用了化歸數(shù)學(xué)思想方法,讓問(wèn)題變得簡(jiǎn)單且可證.教師在平時(shí)教學(xué)活動(dòng)中,要不斷激發(fā)學(xué)生去大膽進(jìn)行猜想,從特殊入手,去探尋解決問(wèn)題有效方式和方法.3.2引導(dǎo)學(xué)生在解題過(guò)程中運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)思想在數(shù)百年的數(shù)學(xué)發(fā)展中,關(guān)于很多問(wèn)題的解決,都已經(jīng)有了固定的模式和套路.但數(shù)學(xué)是變化無(wú)窮的學(xué)科,因此在我們跟學(xué)生探求問(wèn)題答案的過(guò)程中,很多情況下都需要運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)思想,把一些較復(fù)雜的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的問(wèn)題去解決.在解決問(wèn)題的過(guò)程中,通過(guò)一般的方法可以證明出某些結(jié)論,比如角相等、線段相等、線段垂直等.但有些結(jié)論比較特殊,但我們可以通過(guò)轉(zhuǎn)化為一般結(jié)論來(lái)證明.比如在幾何題中的關(guān)鍵是添加正確的輔助線,是解題難點(diǎn),像函數(shù)y=f(x)圖像與方程f(x)
=0的x軸交點(diǎn)橫坐標(biāo)就是方程的解,在解決數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),如果要確定函數(shù)過(guò)程中某些變量,能將它們轉(zhuǎn)換為求解這些變量所滿(mǎn)足的方程,將要解決的函數(shù)問(wèn)題用構(gòu)造函數(shù)圖像的方法,去形象的展現(xiàn)出來(lái),然后通過(guò)求解方程得到最終解,這樣提升了問(wèn)題求解的效率.如果學(xué)生日常解題過(guò)程中能夠理解并運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)思想,許多問(wèn)題也就迎刃而解了.總之,中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,教師應(yīng)把握好每一個(gè)教學(xué)內(nèi)容,讓化歸數(shù)學(xué)思想不斷滲透在教學(xué)過(guò)程里,讓學(xué)生開(kāi)始對(duì)數(shù)學(xué)的感性認(rèn)識(shí)逐漸上升為理性認(rèn)識(shí),以便能更靈活地對(duì)待數(shù)學(xué)難題.例如,解方程組x+ay+a2z=a3;x+by+b2z=b3;x+cy+c2z=c3.這時(shí)學(xué)生會(huì)首先想到直接用三元一次方程組消元法去解題(略).但教師還可以引導(dǎo)學(xué)生考慮另一種解法,學(xué)生可以將原方程組改寫(xiě)為a3-a2z-ay-x=0;b3-b2z-by-x=0;c3-c2z-cy-x=0.考慮到方程根的定義,可以把a(bǔ),b,c看作關(guān)于t的三次方程t3-zt2-yt-x=0三個(gè)根.通過(guò)回憶韋達(dá)定理得:abc=x,ab+bc+ac=y,a+b+c=z.原方程組解便解出了,為:x=abc,y=ab+bc+ca,z=a+b+c.當(dāng)比較例題中兩種解法時(shí),可以發(fā)現(xiàn),第一種方法作是通用的一般方法,但解題過(guò)程非常麻煩,需要大量的計(jì)算,費(fèi)力還不能保證準(zhǔn)確率,所以這種方法舍去;第二種方法,構(gòu)造一個(gè)滿(mǎn)足待解決問(wèn)題條件的以t為自變量的三次方程,構(gòu)造元素是a,b,c構(gòu)造支架是由原方程轉(zhuǎn)化得到的關(guān)系式“t3-zt2-yt-x=0”.這第二種解法里,利用第二章提到的化歸數(shù)學(xué)思想方法中構(gòu)造法,將問(wèn)題中已知條件看為新問(wèn)題的元素,數(shù)學(xué)里一些關(guān)系式是新問(wèn)題的支架,在思維中“構(gòu)建”一種新建筑物的方法在化歸中具有一定意義.在解決問(wèn)題時(shí),這種思維創(chuàng)造性活動(dòng)具有“構(gòu)造”特點(diǎn),我們可以把它稱(chēng)為構(gòu)造性思維,運(yùn)用構(gòu)造性思維解題的方法,便就是構(gòu)造法.也就是說(shuō),利用聯(lián)想和化歸思想去構(gòu)造一些輔助圖形模型、方程及函數(shù),幫助解決原問(wèn)題,這種解題方法可以視為化歸中構(gòu)造解題方法.在利用化歸數(shù)學(xué)思想方法解決問(wèn)題時(shí),學(xué)生可以發(fā)現(xiàn),如果一個(gè)題目的解決可以運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)思想方法,那么從題目初始分析,到解答過(guò)程,最后得出結(jié)果,都是不斷由繁到簡(jiǎn),讓題目里關(guān)系都逐漸明了,學(xué)生在解題時(shí)可以感受到步驟變得清晰,且能夠按照邏輯一步一步得到問(wèn)題答案.因此,化歸數(shù)學(xué)思想在解題時(shí)是一種重要解題思維、一種基本思維策略.但是,要深入分析問(wèn)題,找到化歸方向,就要抓問(wèn)題的關(guān)鍵點(diǎn),注意考察問(wèn)題意義,抓問(wèn)題關(guān)鍵,而不是總想著一套解決問(wèn)題的模式.只有這樣,才能確定轉(zhuǎn)化突破口,找到轉(zhuǎn)換方法,實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決.即通過(guò)進(jìn)行這樣的螺旋上升變式過(guò)程,學(xué)生能逐漸體會(huì)到化歸數(shù)學(xué)思想的魅力.3.3引導(dǎo)學(xué)生在課后的知識(shí)歸納中運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)思想 在教材里,通過(guò)采用蘊(yùn)含信息披露的方法,將化歸數(shù)學(xué)思想數(shù)學(xué)融入知識(shí)框架中.因此,教師很有必要在課后引導(dǎo)學(xué)生正確總結(jié)歸納和整理概括化歸數(shù)學(xué)思想.所以,教師首先應(yīng)該將概括化歸數(shù)學(xué)思想正確的融入到教學(xué)規(guī)劃中,引導(dǎo)學(xué)生有目的、有步驟的參與提煉和總結(jié)概括化歸數(shù)學(xué)思想過(guò)程,尤其在章節(jié)結(jié)束或單元知識(shí)復(fù)習(xí)中,概括性的指出支配具體知識(shí)的化歸數(shù)學(xué)思想方法,這樣既能不斷增強(qiáng)和提高學(xué)生運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)的思想和解決方法的意識(shí),也能促使學(xué)生對(duì)更好運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)思想解決問(wèn)題具體操作方法有更層次深理解,有利于培養(yǎng)和幫助學(xué)生形成獨(dú)立分析、活學(xué)活用所學(xué)知識(shí)和解決問(wèn)題的新思維能力.一般而言,歸納總結(jié)和運(yùn)用化歸數(shù)學(xué)思想方法大致可劃分為兩個(gè)步驟:一是揭示化歸數(shù)學(xué)思想的內(nèi)容原理和規(guī)律,即把新知識(shí)轉(zhuǎn)換為舊知識(shí)去研究和學(xué)習(xí),把新問(wèn)題轉(zhuǎn)化為已被解決的問(wèn)題去研究和解決;二是進(jìn)而闡述清楚化歸數(shù)學(xué)思想方法與具體知識(shí)之間相關(guān)的關(guān)系,即將化歸數(shù)學(xué)思想方法與具體知識(shí)的學(xué)習(xí)相結(jié)合進(jìn)行研究和實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)從個(gè)別認(rèn)識(shí)到一般認(rèn)識(shí)的上升.比如,解方程(x2-2)2+(x2-2)-2=0和(x+2)/(x-1)+(x-1)/(x+2)=5/2,教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn),相較于直接解出方程,運(yùn)用第二章提到的化歸數(shù)學(xué)思想方法里換元法,解決問(wèn)題更容易,即把x2-2、x+2、x-1各看為一個(gè)整體帶入原方程得到一個(gè)新方程,解出新方程那么原方程答案就解決出來(lái)了.在研究解決上述問(wèn)題之后基礎(chǔ)上,將那些已經(jīng)能夠充分利用換元法來(lái)解決的方程特點(diǎn)進(jìn)行理論推廣和分析,并由此概括出換元法可以把復(fù)雜方程轉(zhuǎn)換成簡(jiǎn)單方程.即如果從簡(jiǎn)化的角度看,換元法是一種化歸方法,將無(wú)法處理的代數(shù)式化歸成我們熟悉的代數(shù)式,便可以將其納入已知領(lǐng)域進(jìn)行處理.所以學(xué)生可以清楚意識(shí)到,化歸數(shù)學(xué)思想方法也是利用換元法進(jìn)行來(lái)進(jìn)行的一種高度概括.由此可見(jiàn),在進(jìn)行數(shù)學(xué)課堂教學(xué)的過(guò)程中,教師需要不斷地總結(jié)化歸的數(shù)學(xué)方法和解題的一般性原理,善于挖掘教材中所包含的化歸數(shù)學(xué)思想,提煉其中所包含的思想.把這種化歸數(shù)學(xué)思想的課堂教學(xué)融入到每一個(gè)環(huán)節(jié),讓學(xué)生真正體會(huì)到這種化歸的數(shù)學(xué)思想所存在的形式和作用.并且能夠在對(duì)定律和公式的探究與發(fā)現(xiàn)的過(guò)程中深化歸思想,在數(shù)學(xué)概念的形成和實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中滲透化歸的數(shù)學(xué)思想,在對(duì)問(wèn)題進(jìn)行解決的過(guò)程中了解到化歸的數(shù)學(xué)思想,在對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行歸納整合總結(jié)的過(guò)程中概括化歸的數(shù)學(xué)思想.使得學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)到,在數(shù)學(xué)中,新往往是轉(zhuǎn)化為舊、復(fù)雜往往是轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單.4總結(jié)與反思本人通過(guò)以專(zhuān)家學(xué)者的相關(guān)理論為基礎(chǔ)來(lái)研究化歸數(shù)學(xué)思想方法在教學(xué)中的滲透技巧,所以關(guān)于此方面收獲了很多,也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處.總結(jié)了大概幾點(diǎn)如下:首先,化歸數(shù)學(xué)的思想被廣泛應(yīng)用于數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和研究中,重視這一理念在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透,對(duì)于改變當(dāng)前重結(jié)論輕過(guò)程、重知識(shí)輕方法的教學(xué)現(xiàn)狀具有重要意義.其次,在將培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維與教學(xué)同時(shí)進(jìn)行,使其知識(shí)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)相結(jié)合,需要一段時(shí)間訓(xùn)練和逐步滲透.教師不光培養(yǎng)
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