摘要:類比法是一種重要的教學(xué)方法,其在提高學(xué)生思維理解能力,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)等方面有突出的作用.在實際教學(xué)中,教師應(yīng)創(chuàng)造機(jī)會引導(dǎo)學(xué)生對相似、相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行類比,以此充分發(fā)揮類比法的優(yōu)勢,提升教學(xué)的有效性.本文中以典型例題為載體,將數(shù)學(xué)知識與實際問題相結(jié)合,充分展示類比法在揭示問題本質(zhì),提高學(xué)習(xí)效率,構(gòu)建良好解題思維等方面的作用.
關(guān)鍵詞:類比法;典型例題;解題思維
類比法在數(shù)學(xué)教學(xué)中比較常見,無論是在新知教學(xué)中,還是在復(fù)習(xí)教學(xué)中,亦或是在解題教學(xué)中,都隨處可見.類比法中的“比”是基礎(chǔ),既要關(guān)注相同點,也要關(guān)注不同點,借助“比”認(rèn)清問題的本質(zhì),提高學(xué)生分析和解決問題的能力.類比與歸納是重要手段,其在加深知識理解,鍛煉學(xué)生思維能力,提升學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)等方面有重要的作用.在實際教學(xué)中,教師要有意識地引導(dǎo)學(xué)生對一些相似或相關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行類比,以此突出問題的本質(zhì),優(yōu)化學(xué)生的知識結(jié)構(gòu),幫助學(xué)生形成良好的思維習(xí)慣,提高學(xué)習(xí)效率[1].以下筆者以一些典型例題為例,闡述類比法在解題中的作用,以期通過類比幫助學(xué)生形成良好的解題思維,提高解題效率.
1 案例分析
1.1 “數(shù)”與“形”的類比
眾所周知,數(shù)缺形時少直觀,形缺數(shù)時難入微,可見數(shù)與形之間有著密切的聯(lián)系.數(shù)形結(jié)合既是一種重要的數(shù)學(xué)思想方法,也是一種重要的解題策略.在解題教學(xué)中,通過“數(shù)”與“形”的類比可以推測相關(guān)性質(zhì),從而將抽象的性質(zhì)以直觀化的形式呈現(xiàn)出來,提高解題效率.
例1求x2+4+25+(7-x)2的最小值.
分析:該題是初中階段比較常見的函數(shù)求最值問題,此類問題的解法很多,不過對于該題來講,若通過配方法、函數(shù)的單調(diào)性、換元法等來求解顯然運(yùn)算比較復(fù)雜,為此在解題時不妨從“形”出發(fā),通過“數(shù)”與“形”的類比尋找解題的突破口,有效降低運(yùn)算難度.認(rèn)真分析不難發(fā)現(xiàn),原式是兩個帶根號的數(shù)之和,且根號里的式子為兩數(shù)平方之和,于是易聯(lián)想到勾股定理,這樣不妨將問題轉(zhuǎn)化為三角形問題來解決.根據(jù)以上分析,求最小值的問題可以轉(zhuǎn)化為求最短路徑的問題.題目如下:圖1如圖1,已知BD=7,過點B作AB⊥BD,截取AB=2,過點D作DE⊥BD,截取DE=5.若C是線段BD上一點,試求AC+CE的最小值.這樣將問題以幾何圖形的方式呈現(xiàn)出來后,學(xué)生根據(jù)“兩點之間線段最短”可以輕松地解決問題.可見,通過數(shù)”與“形”的類比,降低了運(yùn)算難度,提高了解題效率.
例1獲解后,教師可以進(jìn)行適度的拓展,讓學(xué)生嘗試應(yīng)用該方法解決一些同類型的題目,以此通過實際運(yùn)用進(jìn)一步體會數(shù)形結(jié)合的優(yōu)勢,促使學(xué)生學(xué)會運(yùn)用“數(shù)”與“形”的類比解決問題.如問題求解后,教師可以讓學(xué)生繼續(xù)求x2+4+9+(13-x)2的最小值.
題目給出后,教師提供時間讓學(xué)生進(jìn)行“數(shù)”與“形”的類比,由此加深對此類方法的理解.這樣通過此類方法的深度分析,不僅提高了解題效率,而且拓寬了學(xué)生解決最值問題的思路,以此幫助學(xué)生積累豐富的解題經(jīng)驗,促進(jìn)解題效率的提升和思維能力的發(fā)展[2].同時,通過類比可以凸顯最值問題的本質(zhì),增強(qiáng)學(xué)生解題信心.
1.2 相似知識點的類比
雖然數(shù)學(xué)知識是豐富多彩的,數(shù)學(xué)題目是靈活多變的,但是很多題目考查的知識點是相同的.教學(xué)中,通過對相似知識點的類比,可以加深對相關(guān)知識點的理解,這樣學(xué)生在解題時可以知道考查的要點是什么,從而快速形成解題策略,高效地解決問題.
例2如圖2,在正方形ABCD中,F(xiàn)是BC邊上一點,E是AB邊上一個動點,∠DEF=90°.
(1)求證:△ADE∽△BEF;
(2)若AB=4,AE=x,BF=y,當(dāng)y最大時,x的值是多少?
例3如圖3,在△ABC中,AB=AC=BC,點D,E分別在邊BC,AC上,且∠ADE=60°.
(1)若AB=AC=BC=4,DC=x,AE=y,試寫出x與y的函數(shù)關(guān)系式.
(2)當(dāng)y取最小值時,△AED是何種三角形?
分析:以上兩題雖然圖形不同,已知條件不同,但是認(rèn)真分析不難發(fā)現(xiàn),兩道題有個相似之處,就是題目中均有“一線三等角”模型.一般情況下,一條直線上有三個等角,就會存在相似三角形,如例2中由動點E引出的△ADE與△BEF相似,例3中由動點D引出的△CED與△BAD相似.這樣通過對相似點的深入剖析,往往給解題帶來更多的思路,有利于拓寬學(xué)生的視野,提高解題效率.
1.3 相似解法的類比
數(shù)學(xué)題目雖然千變?nèi)f化,但是很多題目的解題方法相似,因此在解題過程中,教師要有意識地將這些具有相似解法的題目進(jìn)行類比,以此發(fā)現(xiàn)不同題目中的內(nèi)在聯(lián)系,通過合理的遷移順利地形成解題思路,提高解題效率[3].
例4如圖4,△ABC和△ECD均為等邊三角形,且B,C,D三點在同一直線上.AD分別交BE,CE于點O和點F,BE交AC于點G,則∠BOD=______.
例5如圖5所示,P為等邊△ABC內(nèi)一點,連接AP,BP,CP,若∠APC=150°,∠APB=90°,PC=1,則PB=______.
分析:通過類比不難發(fā)現(xiàn),例5實則是例4的變式,兩題的解題思路基本相同,屬于同一類題,這樣在解決例4后,可以將例4的解題思路遷移到例5的求解中,繼而快速解決問題.
教學(xué)中,教師引導(dǎo)學(xué)生將具有相同解題思路的題目進(jìn)行類比,可以幫助學(xué)生抽象概括出解決一類問題的方法,提高學(xué)生舉一反三的能力.同時,通過類比引導(dǎo)學(xué)生多角度審視問題,以此加深對基本解題方法的理解,積累基本活動經(jīng)驗,切實提高學(xué)生的解題能力.
1.4 同類題型的類比
在專題復(fù)習(xí)時,教師會引導(dǎo)學(xué)生對同類題型題目進(jìn)行類比,讓學(xué)生理解和掌握解決一類題的方法,這樣學(xué)生日后再遇到同類題型時,可以快速找到解題的突破口,形成正確的解題策略.
例6如圖6,A,B兩點在直線l的上方,且到直線l的垂直距離分別為1和3,P是直線l上一點,說一說當(dāng)點P在何位置時,可以使PA+PB的和最小.請在圖6中標(biāo)出點P的位置,并求出PA+PB的值.
例7如圖7所示,在正方形ABCD中,E是AB邊的中點,P是AC上一動點,求△BPE周長的最小值.
分析:例6是學(xué)生非常熟悉的“將軍飲馬”問題,可以通過作對稱點的方法確定點A或點B的對稱點A′或B′,連接A′B或B′A,即可確定點P的值,從而輕松求得PA+PB的值.對于例7,雖然題目背景由直線變成正方形,但是“換湯不換藥”,其解題方法與例6相同.
許多數(shù)學(xué)題看似形式有所不同,但是其考查的知識點往往是相同的,那么為了在不同中理解相同的本質(zhì),就要創(chuàng)造機(jī)會類比,通過“比”找到問題的本源,掌握解題的方法,從而提高學(xué)生舉一反三的能力.
2 結(jié)束語
通過對以上典型例題的分析,充分展示了類比法在解題中的價值.在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要運(yùn)用好類比法,通過對問題的內(nèi)涵、形式、思路等進(jìn)行類比,幫助學(xué)生認(rèn)清問題的本質(zhì),掌握解決問題的方法,優(yōu)化學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),繼而讓學(xué)生在解題時可以快速獲得解題的突破口,形成正確解題策略,高效解決問題.同時,通過類比可以讓學(xué)生在解題思維、解題方式上做出創(chuàng)新,這對鍛煉學(xué)生思維能力,提高學(xué)生分析和解決問題的能力都是有益的.
總之,教師作為課堂教學(xué)的組織者、啟發(fā)者和引領(lǐng)者,要充分發(fā)揮主導(dǎo)作用,認(rèn)真研究教學(xué)內(nèi)容、認(rèn)真研究學(xué)生,有意識地將相同的、相似的知識點、解法、性質(zhì)等進(jìn)行類比,幫助學(xué)生構(gòu)建良好的數(shù)學(xué)解題思維,提高學(xué)生分析和解決問題的能力.
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