沈彬
摘要:數(shù)學教師在引導學生學習的基礎上,幫助學生感知數(shù)學思想和文化,在學習數(shù)學中感受數(shù)學文化,用數(shù)學思想指導自己的學習和實踐。本文結合因式分解教學,運用類比思想,幫助學生舉一反三;指導學生結合分類思想,學會分門別類;利用轉(zhuǎn)化思想,做題化繁為簡;立足整體思想,考慮局部換元,操作性強,效果好。
關鍵詞:數(shù)學思想;因式分解;實踐
中圖分類號:G427文獻標識碼:A 文章編號:1992-7711(2013)09-029-2
數(shù)學既是一門科學,又代表著一定思想和文化,數(shù)學教學不僅要教會學生計算做題,引導學生思維,還應教會學生感知數(shù)學思想和文化。新的課程標準明確提出,教師在教學過程中一定要注重學生數(shù)學知識與技能、數(shù)學思想與方法的培養(yǎng),教會學生在學習數(shù)學中感受數(shù)學文化,用數(shù)學思想指導自己的學習和實踐。筆者結合多年初中數(shù)學教學實踐,結合因式分解知識教學,探討一下如何結合用數(shù)學思想做好因式分解試題。
一、運用類比思想,學會觸類旁通
康德有一句非常的有名的話:每當理智不能找到可靠的論證思路時,類比這種手法總能帶我尋找柳暗花明??茖W都具有很強的規(guī)律性,類比就是利用科學的規(guī)律性特征,引導人們尋找模塊規(guī)律,因式分解結合數(shù)學的類比思想,既能夠幫助學生更好地理解和構建知識體系,又能夠幫助學生舉一反三,觸類旁通,引導學生思路,提高他們做題的速度和能力,培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維。
例如,在講因式分解時,教材介紹幾種較為常用的分解方法,其中最為重要的就是提取公因式法與公式法,比如平方差、完全平方公式等。為了讓學生更好地理解因式,首先讓學生明白此前學過的因數(shù)分解,比如,把整數(shù)24進行因數(shù)分解就是2×3×4,2、3、4就是整數(shù)24的因數(shù),與之類比,a2-b2就是(a+b)·(a-b),因此,多項式a2-b2就可以分解為(a+b)·(a-b),由此,可以判斷(a+b)、(a-b)都是a2-b2的因式。
這樣,學生就會明白因式分解就是因數(shù)分解的變形,學生也就明白了因式分解的意義,引導學生感知有數(shù)向式的變化發(fā)展過程,是思維由特殊現(xiàn)象到一般規(guī)律的體現(xiàn),既能夠讓學生明白因數(shù)分解與因式分解,通過類比,學會觸類旁通,舉一反三,又能真正理解因式分解的概念,掌握因式分解的方法。
二、應用分類思想,學會分門別類
數(shù)學現(xiàn)象與數(shù)學變化可謂千變?nèi)f化,萬變不離其宗,總會表現(xiàn)為不同的類別;初中數(shù)學因式分解試題猶如恒河沙數(shù),但是,同樣表現(xiàn)為幾種不同的類型。對于很多的多項式來說是不能直接提取公因式的,也不能直接運用公式法,但是這些總會表現(xiàn)為不同程度的類同,對他們進行分門別類,就可以提取公因式或者運用公式法了。教學中需要教會學生根據(jù)數(shù)字與符號的相似相關性,進行合理分類,從而快速因式分解。
例如,有這樣一道試題,因式分解8ax-4ay+2bx-by,這個多項式,既不能直接提取公因式,有無法直接用公式,但是,通過分析比較,很容易找出8ax-4ay有數(shù)字和符號的類同,可以提取公因式4a,得出4a(2x-y),而2bx-by有字母符號的相同,可以提取公因式b(2x-y),然后在進行提取公因式,于是,這個多項式就可以分解為(4a+b)(2x-y)。當然也可以根據(jù)公式法應用分類思想,比如,將9m2-6m-4n2+1進行因式分解,這也是個無法直接提取公因式和運用公式法的多項式,但是,可以結合公式法進行分類,把這個多項式分類,(9m2-6m+1)-4n2,這樣,就可以運用公式法進行分解,首先應用完全平方公式,(9m2-6m+1)=(3m-1)2,再和-4n2組合應用平方差公式9m2-6m-4n2+1=(3m-1)2-4n2=(3m+2n-1)(3m-2n-1)。
數(shù)學中的分類思想是一種比較重要的數(shù)學思想,通過加強數(shù)學分類思想的訓練,有利于提高學生對學習數(shù)學的興趣,培養(yǎng)學生思維的條理性、縝密性、科學性,這種優(yōu)良的思維品質(zhì)對學生的未來必將產(chǎn)生深刻和久遠的影響。運用這種思想,學生具有整體意識,能夠根據(jù)常用的因式分解法對多項式進行歸類分組,讓分解過程更為簡潔。
三、利用轉(zhuǎn)化思想,做題化繁為簡
在數(shù)學教學過程,學生根據(jù)數(shù)學的加減乘除等基本方法,按照一定的條件將一種現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為另一種表現(xiàn)形式,在保證整體不變的前提下,對多項式的進行一定的變形轉(zhuǎn)化,從而把多項式轉(zhuǎn)化為符合基本分解方法的操作形式,進行因式分解,實現(xiàn)化繁為簡,化難為易,巧妙解決分解問題。因此,初中數(shù)學教學過程中,教師需要引導學生根據(jù)試題特點進行靈活轉(zhuǎn)化,圍繞基本的加減乘除法,對原式進行合理轉(zhuǎn)化,使之更加符合因式分解的最為基本的形式,運用公式法或提取公因式法。
例如,有這樣一道試題:20132-20122,按照常規(guī)方法,是計算每一個數(shù)的平方值,然后相減。學過因式分解后,就可以把這個計算轉(zhuǎn)化成公式法因式分解,(2013+2012)(2013-2012)=4025,非??焖贉蚀_地計算出結果。
再比如,將下面一個多項式進行因式分解:9x2+6x-3。常規(guī)算法是提取公因式,但是僅靠提取公因式是不能解決問題的,提取公因式法之后,還要運用十指相乘法,這樣的跳躍對很多基礎或者程度不好的學生有一定的困難,同時,十字相乘法一方面學生不容易看出,同時,學生在做題過程中也往往會選錯正負號。這時,教師就可以引導學生運用轉(zhuǎn)化思想,基本的加減乘除一般不容易算錯,且轉(zhuǎn)換后用的都是最為基本的公式法,比如這道試題就需要在整體不改變的情況下,利用加減法進行變形,把-3變成1-4,將原式轉(zhuǎn)化9x2+6x+1-4,這樣,在利用上例中的分類思想,進行分類,利用公式進行分解:(9x2+6x+1)-4=(3x+1)2-22=(3x+3)(3x-1)=3(x+1)(3x-1)。
這樣,利用轉(zhuǎn)化思想,把原本復雜的多項式轉(zhuǎn)化成直接運用公式的形式,這樣,學生可以有效解決問題,因此,在教學中,教師要多多引導學生不斷運用轉(zhuǎn)化思想,使問題簡潔化,只要學生有這種意識,思維會在實踐中變得更為靈活,學生對問題的認識可以不斷加深,解題能力可以得到顯著提升。
四、立足整體思想,考慮局部換元
做因式分解這類試題應具備這種宏觀和整體思想,要能從宏觀審視,在細節(jié)入手,整體把握,局部優(yōu)化。尤其對于結構較為復雜難辨的多項式進行分解,如果把某些局部看做一個整體處理,多項式的結構就會更加簡潔明朗,問題由繁變簡,很容易進行因式分解,這就是整體思想。教學過程中,教師一定要在在引導學生做題的基礎上,培養(yǎng)學生的整體思想,引導學生局部換元,化繁為簡,降低做題難度,提高正確率。
例如,把(x2-2x)2-2x(2-x)+1分解因式。
分析:先把-2x(2-x)化為2(x2-2x),再把(x2-2x)看作一個小個體進行局部換元,設(x2-2x)=m原式就變成了m2+2m+1=(m+1)2。
解:原式=(m+1)2=[(x2-2x)+1]2=(x2-2x+1)2=(x-1)4。
再如,請將下面這個多項式因式分解:x4(x2-y2)+y4(y2-x2)。
分析:這個試題有一定難度,學生平時見到的試題一般都是最高3次方,但是這道試題不去括號就已經(jīng)是4次方,如果去掉括號,就變成了6次方了,學生更加感到無從下手,這時,運用整體思想,因為,這個多項式中最小的也是2次方,同時,從整體上看,都是關于(x2-y2)的,(x2-y2)看做a,就會簡單很多。簡單許多,就變成了最多3次方了。試題就容易多了。
解:原式=(x2-y2)(x4-y4)
=(x2-y2)[(x2)2-(y2)2]
=(x2-y2)(x2-y2)(x2+y2)
=(x+y)2(x-y)2(x2+y2)
這樣,本題就可以得到快速解決,因此,在教學中,教師要善于引導學生培養(yǎng)整體思想,使學生在實踐中能夠?qū)W會運用整體思想并通過局部還元的方式解題,化難為易,化繁為簡,讓看似繁瑣的試題變得簡潔,這樣,不僅對于學生解答因式分解題有巨大的幫助,對于解答其他數(shù)學問題同樣具有積極的意義,對于發(fā)展學生的數(shù)學思維,提高學生的解題能力,促進學生思維的發(fā)展具有重要作用。
總之,數(shù)學教學既是在給學生以知識和能力,又是在傳播一種思想和文化,教會學生在做題中感知數(shù)學思想,用數(shù)學思想指導數(shù)學學習,培養(yǎng)學生發(fā)散性思維,鍛煉學生靈活思維、創(chuàng)新思維,全面發(fā)展學生的綜合能力。
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