高飛
數(shù)學(xué)思想、方法作為數(shù)學(xué)學(xué)科的“一般原理”,在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中是至關(guān)重要的。記得一位教育家這樣說(shuō):“學(xué)生所學(xué)到的數(shù)學(xué)知識(shí),在進(jìn)入社會(huì)后不到一兩年就忘掉了,然而那些銘刻于頭腦中的數(shù)學(xué)精神和數(shù)學(xué)思想方法卻長(zhǎng)期地在他們的生活和工作中發(fā)揮著作用,使他們受益終生?!弊鳛橐痪€數(shù)學(xué)教師,我們應(yīng)在教學(xué)中有意識(shí)地加強(qiáng)數(shù)學(xué)思想方法的滲透與運(yùn)用,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。下面就數(shù)學(xué)思想方法做小結(jié)。
一、函數(shù)方程思想
函數(shù)方程思想就是用函數(shù)、方程的觀點(diǎn)和方法處理變化或未知數(shù)之間的關(guān)系,從而解決問(wèn)題的一種思維方式,是很重要的數(shù)學(xué)思想。
函數(shù)思想:把某變化過(guò)程中的一些相互制約的變量用函數(shù)關(guān)系表達(dá)出來(lái),并研究這些量間的相互制約關(guān)系,最后解決問(wèn)題,這就是函數(shù)思想。應(yīng)用函數(shù)思想解題,確立變量之間的函數(shù)關(guān)系是一關(guān)鍵步驟,大體可分為下面兩個(gè)步驟:(1)根據(jù)題意建立變量之間的函數(shù)關(guān)系式,把問(wèn)題轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的函數(shù)問(wèn)題;(2)根據(jù)需要構(gòu)造函數(shù),利用函數(shù)的相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題。
方程思想:從問(wèn)題的數(shù)量關(guān)系入手,運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言將問(wèn)題中的條件轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型(方程、不等式、方程與不等式的混合組),然后通過(guò)解方程(組)或不等式(組)使問(wèn)題獲解。
函數(shù)與方程是兩個(gè)有密切聯(lián)系的數(shù)學(xué)概念,它們之間相互滲透,很多方程的問(wèn)題需要用函數(shù)的知識(shí)和方法解決,很多函數(shù)問(wèn)題也需要用方程的方法支援,函數(shù)與方程之間的辯證關(guān)系,形成了函數(shù)方程思想。
二、數(shù)形結(jié)合思想
數(shù)形結(jié)合是中學(xué)數(shù)學(xué)中重要思想方法之一,對(duì)于所研究的代數(shù)問(wèn)題,有時(shí)可研究其對(duì)應(yīng)幾何的性質(zhì)使問(wèn)題得以解決(以形助數(shù));或者對(duì)于所研究的幾何問(wèn)題,可借助于對(duì)應(yīng)圖形的數(shù)量關(guān)系使問(wèn)題得以解決(以數(shù)助形),這種解決問(wèn)題的方法稱之為數(shù)形結(jié)合。
數(shù)學(xué)研究的對(duì)象是數(shù)量關(guān)系和空間形式,即數(shù)與形兩個(gè)方面。在一維空間,實(shí)數(shù)與數(shù)軸上的點(diǎn)建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;在二維空間,實(shí)數(shù)與坐標(biāo)平面上的點(diǎn)建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。
我們要抓住以下幾點(diǎn)數(shù)形結(jié)合的解題要領(lǐng):
(1)對(duì)于研究距離、角或面積的問(wèn)題,可直接從幾何圖形入手進(jìn)行求解即可。
(2)對(duì)于研究函數(shù)、方程或不等式(最值)的問(wèn)題,可通過(guò)函數(shù)的圖像求解(函數(shù)的零點(diǎn),頂點(diǎn)是關(guān)鍵點(diǎn)),做好知識(shí)的遷移與綜合運(yùn)用。
(3)對(duì)于以下類型的問(wèn)題需要注意:可分別通過(guò)構(gòu)造距離函數(shù)、斜率函數(shù)、截距函數(shù)、單位圓上的點(diǎn)及余弦定理進(jìn)行轉(zhuǎn)化,達(dá)到解題目的。
華羅庚先生指出:“數(shù)缺性時(shí)少直觀,形少數(shù)時(shí)難入微;數(shù)形結(jié)合百般好,割裂分家萬(wàn)事非?!睌?shù)形結(jié)合作為一種數(shù)學(xué)思想方法的應(yīng)用大致分為兩種情形:或借助于數(shù)的精確性闡明形的某些屬性,或借助于形的幾何直觀性闡明數(shù)之間的某種關(guān)系。
三、分類討論思想
分類討論是一種重要的數(shù)學(xué)思想方法,當(dāng)問(wèn)題的對(duì)象不能進(jìn)行統(tǒng)一研究時(shí),就需要對(duì)研究的對(duì)象進(jìn)行分類,然后對(duì)每一類分別研究,給出每一類的結(jié)果,最終綜合各類結(jié)果得到整個(gè)問(wèn)題的解答。
有關(guān)分類討論的數(shù)學(xué)問(wèn)題需要運(yùn)用分類討論思想解決,引起分類討論的原因大致可歸納如下幾種:
(1)涉及的數(shù)學(xué)概念是分類討論的;
(2)運(yùn)用的數(shù)學(xué)定理、公式、或運(yùn)算性質(zhì)、法則是分類給出的;
(3)求解的數(shù)學(xué)問(wèn)題的結(jié)論有多種情況或多種可能性的;
(4)數(shù)學(xué)問(wèn)題中含有參變量,這些參變量的不同取值導(dǎo)致不同的結(jié)果的;
(5)較復(fù)雜或非常規(guī)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,需要采取分類討論的解題策略來(lái)解決的。
分類討論是一種邏輯方法,在中學(xué)數(shù)學(xué)中有極廣泛的應(yīng)用。分類討論題覆蓋知識(shí)點(diǎn)較多,利于考查學(xué)生的知識(shí)面、分類思想和技巧;同時(shí)方式多樣,具有較強(qiáng)的邏輯性和綜合性。根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)可以有不同的分類方法,但分類必須從同一標(biāo)準(zhǔn)出發(fā),做到不重復(fù),不遺漏,包含各種情況,同時(shí)要有利于問(wèn)題研究。
四、化歸與轉(zhuǎn)化思想
將未知解法或難以解決的問(wèn)題,通過(guò)觀察、分析、類比、聯(lián)想等思維過(guò)程,選擇運(yùn)用恰當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)方法進(jìn)行變換,化歸為在已知知識(shí)范圍內(nèi)已經(jīng)解決或容易解決的問(wèn)題的思想叫做化歸與轉(zhuǎn)化的思想?;瘹w與轉(zhuǎn)化思想的實(shí)質(zhì)是提示聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。除極簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)問(wèn)題外,每個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題的解決都是通過(guò)轉(zhuǎn)化為已知問(wèn)題實(shí)現(xiàn)的。從這個(gè)意義上講,解決數(shù)學(xué)問(wèn)題就是從未知向已知轉(zhuǎn)化的過(guò)程?;瘹w與轉(zhuǎn)化的思想是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的根本思想,解題過(guò)程實(shí)際上就是一步步轉(zhuǎn)化的過(guò)程。數(shù)學(xué)中的轉(zhuǎn)化比比皆是,如:未知向已知轉(zhuǎn)化,復(fù)雜問(wèn)題向簡(jiǎn)單問(wèn)題轉(zhuǎn)化,新知識(shí)向舊知識(shí)轉(zhuǎn)化,命題之間的轉(zhuǎn)化,數(shù)與形的轉(zhuǎn)化,空間向平面的轉(zhuǎn)化,高維向低維轉(zhuǎn)化,多元向一元轉(zhuǎn)化,高次向低次轉(zhuǎn)化,超越式向代數(shù)式轉(zhuǎn)化,函數(shù)與方程的轉(zhuǎn)化等,都是轉(zhuǎn)化思想的體現(xiàn)。
五、或然與必然的思想
概率所研究的隨機(jī)現(xiàn)象,研究的過(guò)程是在“偶然”中尋找“必然”,然后再用“必然”規(guī)律解決“偶然”的問(wèn)題,這其中所體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想就是或然與必然的思想。
隨著新教材的實(shí)施,高考中對(duì)概率內(nèi)容的考查已經(jīng)被放在了重要位置,通過(guò)對(duì)等可能性事件的概率、互斥事件有一個(gè)發(fā)生的概率、相互獨(dú)立事件同時(shí)發(fā)生的概率、獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)、隨機(jī)事件的分布列、數(shù)學(xué)期望等重點(diǎn)內(nèi)容的考查,一方面考查基本概念和基本方法,另一方面考查在解決實(shí)際問(wèn)題中能否運(yùn)用或然與必然的辯證關(guān)系,從而體現(xiàn)或然與必然的思想。
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