在新教材、新課程、新高考的“三新”背景下,隨著教考銜接的進一步落實與新課標改革的不斷推進,數學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)成為高中數學教學中最為關注的一個方面.而直觀想象是六大“數學學科核心素養(yǎng)”之一,是數學學習過程中全面感知與應用數學問題的形態(tài)與變化等方面最為直接的一種基本素養(yǎng),成為發(fā)揮數學解題的多維聯(lián)系,提升數學解題效益與解題速度等方面非常有益的一個基本素養(yǎng)與技能.本文例舉“數形結合”中的“造圖”策略,予以說明.
1.依托已有圖形
這是借助題設條件已有的圖形,挖掘問題的本質與內涵,合理對圖形進行深入的探究與應用,巧妙直觀想象,給問題的突破與求解提供更加簡單快捷的方式.
則點A的縱坐標為().
評注:依托已有圖形,挖掘問題的本質,結合直觀想象,可以從不同思維層面加以合理切入,綜合利用數學中相關的三角函數、平面向量、平面解析幾何以及函數與方程等交匯知識點來分析與應用,實現(xiàn)問題的合理綜合與巧妙應用.有了圖形的場景,依托問題的本質,各種方法各有各的技巧與策略,成就此題的精彩與創(chuàng)新特色.
2.構建相應圖形
這是基于函數、平面向量、解析幾何曲線等問題,利用題設中的代數信息,合理構建與題目條件或幾何內涵等相關的相應圖形,進而合理直觀想象,數形結合,給問題的切入與突破開拓思路.
分析:根據題設平面向量場景,利用平面向量的幾何屬性,再由平面幾何圖形的構建,直觀想象,抓住三角形中對應線段的長度以及關系,聯(lián)系起三角形的中線長公式來合理構建關系式,為問題的進一步分析與求解奠定基礎.而合理綜合基本不等式來巧妙放縮,達到確定向量模的最值目的.
評注:構建相應圖形,使得平面向量問題直觀化,進而回歸平面向量中“形”的結構特征,綜合三角形中的基本性質等來應用,是解決平面向量綜合問題中比較常見的一種思維方式,是解決問題的技巧與策略.
3.無中生有圖形
這是借助數學問題與求解,利用數學模型的構建與應用,開拓思維,從條件中沒有涉及圖形的問題入手,而通過分析,無中生中,借助所產生的“圖形”進行直觀分析與解決問題,使得問題的解決更加鮮活.
分析:根據題設中的含有根式的不等式的應用場景,與圖形沒有直接聯(lián)系,而借助不等式的變形與函數的構建,通過函數關系式的轉化與求解,得到f(3-x)=f(3+x),從而無中生有,得以確定對應函數圖象的對稱關系,為問題的解決指明方向.
評注:直接解決含有復雜的根式的不等式,無從下手.而從函數的構建入手,合理退一步,海闊天空.復雜的問題有時要“退”到本質上去研究,放置大格局,如遇大光明.特別借助無中生有,生成圖形,巧妙解題,合理突破.
由上述實例可知,直觀想象素養(yǎng)的養(yǎng)成與培養(yǎng),可通過數形結合,“以形助形”;或抽象思維,“以數成形”;或逆向思維,“以形助數”.實現(xiàn)數形結合,進而依托高中數學教學與學習實踐,全面合理提升直觀想象素養(yǎng),從而不斷提高數學實際應用與數學關鍵能力,有效增強數學思維品質,培養(yǎng)數學核心素養(yǎng).