?江蘇省無錫市鳳翔實(shí)驗(yàn)學(xué)校 馬 琦
當(dāng)前初中生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中存在著這樣的現(xiàn)象:他們關(guān)注更多的是這道題做對了沒有;如果錯(cuò)了,是在哪一步出錯(cuò).他們沒有在宏觀上去關(guān)注這道題,即這道題體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想是什么,用這樣的思想還能解答哪些類似的題目.其實(shí)當(dāng)學(xué)生從數(shù)學(xué)思想的角度去探究問題時(shí),會在“山重水復(fù)”中窺見“柳暗花明”.因此,在教學(xué)中教師要培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注數(shù)學(xué)思想的意識,比如培養(yǎng)學(xué)生化歸思想,以提升他們的學(xué)習(xí)能力.運(yùn)用化歸思想解決數(shù)學(xué)問題,就是在研究和解決有關(guān)數(shù)學(xué)問題時(shí),教師要指導(dǎo)學(xué)生先思考采用什么樣的手段將問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,而不是具體的解題步驟.
教師要培養(yǎng)學(xué)生的讀題能力,即學(xué)生解題時(shí),先要讓他們以自己的方式解讀這道題.學(xué)生在讀題的時(shí)候,要能讀出這道題中有哪些是熟悉的,有哪些是不熟悉的認(rèn)知、問題.當(dāng)學(xué)生大致認(rèn)清題目的面目之后,教師就可以引導(dǎo)他們將陌生的問題轉(zhuǎn)化為熟悉的問題,在運(yùn)用中體現(xiàn)化歸思想.
以蘇科版九年級上冊“直線與圓的位置關(guān)系”這一章節(jié)為例,教師設(shè)置這樣的題目:如圖1所示,AB是⊙O的弦,點(diǎn)C在過點(diǎn)B的切線上,OC⊥OA,OC交AB于點(diǎn)P.若∠BPC=70°,則∠ABC的度數(shù)等于多少?
圖1
學(xué)生發(fā)現(xiàn)題目中的條件都是一些常見的條件,無非就是某條直線與某個(gè)線段垂直,某個(gè)角等于多少度,但是發(fā)現(xiàn)要求的這個(gè)角度是陌生的,這個(gè)陌生體現(xiàn)在它幾乎與題面上任何角都沒有關(guān)系.教師要指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行角度之間的轉(zhuǎn)化,讓化歸思想體現(xiàn)出來.學(xué)生先是從∠ABC這個(gè)陌生的角入手,將其轉(zhuǎn)化為“∠OBC-∠OBA”.這其中∠OBC的度數(shù)可以從“點(diǎn)C在過點(diǎn)B的切線上”這一條件獲得,即∠OBC為90°;也就是說,學(xué)生將完全陌生的角轉(zhuǎn)為一個(gè)熟悉的角與另一個(gè)陌生的角的差,接著繼續(xù)將∠OBA進(jìn)行轉(zhuǎn)化.根據(jù)題目圖形,學(xué)生不難得出“∠OBA=∠A”這一結(jié)論,但∠A也是一個(gè)陌生的角.再次轉(zhuǎn)化,發(fā)現(xiàn)在∠A所在的三角形中,因?yàn)镺C⊥OA,所以∠AOC=90°,所以可將∠A轉(zhuǎn)化為“90°-∠APO”.而∠APO也是一個(gè)陌生的角,題目中沒有提及,但是題目中提到的是它的對頂角∠BPC等于70°,進(jìn)而學(xué)生再次轉(zhuǎn)化,得出∠APO等于70°.很顯然,在這個(gè)題目中學(xué)生秉持的理念就是要將不熟悉的角度進(jìn)行轉(zhuǎn)化,只是這個(gè)轉(zhuǎn)化不是一步到位,需要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化,最后變成學(xué)生熟悉的問題情境.因此,在教學(xué)中,教師可指導(dǎo)學(xué)生將問題分為熟悉的與不熟悉的兩大類,再在中間不斷地轉(zhuǎn)化,進(jìn)而達(dá)到化解問題的目的.
學(xué)生解題時(shí)會遇到具體的問題情境,即要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識解決實(shí)際生活中的問題.對于這樣的題目學(xué)生可以運(yùn)用化歸思想進(jìn)行層層轉(zhuǎn)化,將特殊的問題轉(zhuǎn)化為一般性的問題,進(jìn)而為問題的解決提供便利[1].
以蘇科版數(shù)學(xué)八年級上冊“勾股定理”為例,教師將這樣一道題展示給學(xué)生:今有竹高一丈,末折抵地,去本三尺,問折者高幾何?這是《九章算術(shù)》里的一道題,教師想讓學(xué)生在運(yùn)用化歸思想的同時(shí),感知中國古人的智慧.學(xué)生將這段文言文轉(zhuǎn)化為白話文:一根竹子原高1丈,中部有一處折斷,竹梢觸地面處離竹根3尺,試問折斷處離地面多高?教師首先要求學(xué)生將題目的文字內(nèi)容轉(zhuǎn)化為圖形,并按照題目的要求將相關(guān)的數(shù)據(jù)標(biāo)出來,然后引導(dǎo)學(xué)生將題目中“竹子”這一特殊的情境換掉,變成一個(gè)一般性的圖形.換言之,教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行特殊性到一般性的轉(zhuǎn)化.
學(xué)生將原題中的已知條件轉(zhuǎn)化成圖2,對照這個(gè)圖形,首先假設(shè)A,B之間的距離為x尺,依據(jù)題意可知A,C之間的距離就為(10-x)尺,因?yàn)轭}目中BC的距離是3尺,依據(jù)勾股定理,列出x2+32=(10-x)2.從整個(gè)過程來看,教師主要指導(dǎo)學(xué)生從特殊的情境中看到一般性的問題.學(xué)生要能將原題目的一些特殊性的表述轉(zhuǎn)為一般的數(shù)學(xué)化的敘述,進(jìn)而促成問題的解決.教師指導(dǎo)學(xué)生由特殊性到一般性轉(zhuǎn)化的過程就是展示化歸思想的過程.
圖2
學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中遇到的常見的困難就是不會將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為簡單的問題.化歸是重要的數(shù)學(xué)思想,最主要的就是在不停的轉(zhuǎn)化中將問題解決.將復(fù)雜轉(zhuǎn)為簡單就是化歸思想的主要展現(xiàn)形式.由復(fù)雜往簡單轉(zhuǎn)化,主要是將復(fù)雜的問題簡化,當(dāng)然也包括將復(fù)雜的表述簡化.
以蘇科版數(shù)學(xué)七年級上冊“一元一次方程的應(yīng)用”為例,教師設(shè)置這樣的題目:某公司會計(jì)欲查詢乙商品的進(jìn)價(jià),發(fā)現(xiàn)進(jìn)貨單已被墨水污染,如表1.
表1 進(jìn)貨單
商品采購員A和倉庫保管員B對采購情況回憶如下:
A:甲商品進(jìn)價(jià)比乙商品進(jìn)價(jià)每件高50%.
B:甲商品比乙商品的數(shù)量多40件.
請你求出乙商品的進(jìn)價(jià),并幫助他們補(bǔ)全進(jìn)貨單.
化歸不僅是一種重要的解題思想,也是學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程中應(yīng)具有的最基本的思維策略,當(dāng)然也是一種有效的數(shù)學(xué)思維方式.學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過程就是不斷改變思維策略、提升思維品質(zhì)的過程.換言之,在教學(xué)過程中,教師要關(guān)注學(xué)生的思維發(fā)展,進(jìn)而促進(jìn)他們素養(yǎng)的生成.教師重視化歸思想在解題中的運(yùn)用,其實(shí)也就是重視學(xué)生思維能力的培養(yǎng),只是將思維的培養(yǎng)進(jìn)一步上升到宏觀的高度,居高處臨下,于高屋處建瓴[2].