吳靜
高中階段,培養(yǎng)學生解題思維能力是數(shù)學教學的重要目標。學生的獨立思考能力不理想普遍存在,遇到問題不系統(tǒng)化,沒有體系。數(shù)學解題中很多困難問題都可以用化歸思想轉(zhuǎn)化為容易問題,化歸思想是高中數(shù)學中的重要思想。如方程的解可轉(zhuǎn)化為函數(shù)圖像交點等。正確深入理解化歸思想的內(nèi)涵及其常用方法,探索化歸思想方法的教學策略,是高中化歸思想教學方法中亟待解決的問題。
一、化歸思想在高中數(shù)學中的應用研究
1.化歸思想簡介
高中階段常見的化歸類型包括數(shù)量特征轉(zhuǎn)化,位置關系轉(zhuǎn)化。數(shù)量特征轉(zhuǎn)化包括將未知量轉(zhuǎn)化為已知量,用消元法將多元化為一元等。數(shù)學特征的轉(zhuǎn)化主要有運算間的轉(zhuǎn)化,代數(shù)形式與幾何形式的轉(zhuǎn)化等。位置關系轉(zhuǎn)化主要體現(xiàn)在圖形中。常用的化歸策略有已知與未知的轉(zhuǎn)化,正面與反面的轉(zhuǎn)化,數(shù)與形的轉(zhuǎn)化,一般與特殊的轉(zhuǎn)化等。
2.化歸思想在高中數(shù)學中的應用體現(xiàn)
解決數(shù)學問題本質(zhì)就是對問題的轉(zhuǎn)化,高中教材中有大量的問題都體現(xiàn)了化歸思想方法。高中代數(shù)內(nèi)容豐富,函數(shù)是高中代數(shù)中貫穿始終的主線,高中代數(shù)中運用化歸思想的例子非常多。常見的基本化歸形式有數(shù)與形的轉(zhuǎn)化,數(shù)與數(shù)的轉(zhuǎn)化,形與形的轉(zhuǎn)化。在解決實際問題中轉(zhuǎn)化形式并非單獨使用,結合使用更能簡捷解決問題。
解決數(shù)列問題,求數(shù)列通項公式給出條件直接求 較難,將一般數(shù)列轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列,通過整理變形求出通項,或是通過數(shù)列的和求通項。數(shù)形結合是解決函數(shù)問題的重要方法。如借助函數(shù)圖像使問題更加直觀。幾何中的化歸思想產(chǎn)生較早。演繹推理是幾何學中的重要特點,其中蘊含從公理到各級結論的結論鏈,存在由前面命題通過演繹推理得到后面命題的規(guī)律。只需將求解問題轉(zhuǎn)化到結論鏈中的某點即可。
常見的幾何中化歸方式有化歸為基本圖形。如利用切割轉(zhuǎn)化為規(guī)則多面體解決不規(guī)則多面體體積。立體幾何中常將三維空間問題轉(zhuǎn)化為二維空間問題。如空間中距離及角計算,化歸為平面線段長與角的計算。向量是集數(shù)形一體的數(shù)學概念,高中幾何中大多證明題,用向量法解答可避開思維高強度轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化為向量法求解,可使思路順暢,立體幾何平行與垂直的證明,空間計算都是以向量為工具進行度量計算的。證明直線與平面平行,轉(zhuǎn)化為向量垂直。證明平面平行,轉(zhuǎn)化為向量平行。點到平面的距離,過點的某一斜線段AB與斜線和平面法向量夾角余弦絕對值乘積。求斜線與平面成角,轉(zhuǎn)化為則求向量成角即可。平面間的二面角和平面法向量成角相等??山⒖臻g直角坐標系,應用平面法向量解決立體幾何問題,寫出相應點與向量坐標。由向量代數(shù)有關知識判斷平面法向量與對應向量共線,根據(jù)題目要求得出問題結果。以此培養(yǎng)學生用向量代數(shù)法解決立體幾何問題的能力。
二、化歸思想方法在高中數(shù)學中的教學
1.化歸思想方法在高中數(shù)學中的解題
高中平面三角形基本知識包括三角函數(shù)和解三角形恒等變換。以正弦定理與余弦定理為基礎。通過邊角關系轉(zhuǎn)換解三角形,三角函數(shù)可通過轉(zhuǎn)化為單位圓與三角函數(shù)線表示。如三角函數(shù)中利用誘導公式可將無法運算不同角三角函數(shù)化為同角。利用同角三角函數(shù)基本關系切化弦。
誘導公式學習中,離不開化歸思想方法。三角函數(shù)的誘導公式有九組,所有誘導公式可概括為 的各三角函數(shù)值。K為奇數(shù),得α余名三角函數(shù)值,為偶數(shù)得α同名三角函數(shù)值。在前面加將α銳角原函數(shù)值符號。即口訣:奇變偶不變,符號看象限。
解析幾何是典型化歸思想中應用例子。解析幾何隱含著豐富的轉(zhuǎn)化思想。其數(shù)量關系與空間圖形相聯(lián)系。使之快捷的相互轉(zhuǎn)化,如極坐標方程與普通方程轉(zhuǎn)化等,都是應用化歸思想的體現(xiàn)。
數(shù)學思想方法隱含在知識內(nèi)容中,學生要自覺靈活運用要經(jīng)歷很長的過程。滲透是數(shù)學思想方法教學中的常用方式。教師在教學中向?qū)W生反復講解數(shù)學方法,使學生逐漸掌握?;瘹w思想在教學中要注意反復提煉總結教材中隱含的化歸思想,注重本原問題與標注型問題的分析教學。引導學生從多角度解題。提高遷移能力,聯(lián)系新舊知識,幫助學生構建知識網(wǎng)絡,及時分析反饋信息,有針對性教學。特別是高三的復習中,化歸思想的運用解決很多高考問題。對解決高考題目選擇填空壓軸問題提供巧解。
教材中數(shù)學基礎知識闡述中蘊含豐富的化歸思想,要對教材進行挖掘,引導學生用已有知識同化新知識,更好的理解掌握新知識。如函數(shù)單調(diào)性中,教材給出函數(shù)圖像,逐步由形到數(shù),引導學生發(fā)現(xiàn)函數(shù)圖像變化時函數(shù)值變化規(guī)律,從而得到單調(diào)性定義。實現(xiàn)得到定義,再運用定義,深度理解定義。
化歸思想方法教學中應重視本原問題與標準型問題分析教學,將待化歸對象轉(zhuǎn)化為熟悉的問題。數(shù)學題形式萬變不離其宗,抓住問題本質(zhì),運用一般化方法即可以不變應萬變。如復數(shù)系學習中,可運用整數(shù)系,實數(shù)系中總結出數(shù)系運算規(guī)律研究復數(shù)系運算法則。教學中要注意培養(yǎng)學生的活躍思維,要求教師進行啟發(fā)式教學,引導學生從不同角度思考解題。如通過一題多解等方式,引導學生發(fā)散思維。
高中數(shù)學內(nèi)容是中小學數(shù)學知識的擴充完善,各部分知識間有緊密的聯(lián)系。運用化歸思想聯(lián)系新舊知識,可更快的掌握新知識。提高學生學習的效果。使其知識掌握更加牢固。運用化歸方法對逐章學得知識進行整理,將零星的知識整理成主次分明的知識網(wǎng)絡,得到系統(tǒng)知識結構。教學中要熟悉高中生原有認知結構,并通過適當?shù)姆椒◣椭咧猩⑷肴鄙俚臄?shù)學思想,明晰模糊。創(chuàng)設良好的問題情境,讓高中生明白將要學到什么知識或者具備什么能力。突出數(shù)學思想方法教學。
結語:化歸思想是高中數(shù)學中重要的數(shù)學思想,教師在教學中要激發(fā)學生的學習興趣。注意引導學生學會正確的思考。探究化歸思想在高中數(shù)學中的應用,能幫助教師更加明確教學方向,提高學生的數(shù)學素養(yǎng)與獨立思考解決問題的能力。解題思維能力作為重要的教學目標,實現(xiàn)過程中讓學生體會數(shù)學思想,學會獨立思考,將困難問題變?nèi)菀祝纬赡芰?。高中?shù)學思想的運用是進行數(shù)學思維訓練的根基,高中生只有正確理解和掌握數(shù)學思想運用,才能有效地進行判斷、解釋、推理、運算和解決高中數(shù)學問題。真正為學生的終生發(fā)展奠定基礎。