建模思想在中学数学中的应用范文
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【关键词】 数学建模 数学教学 应用与思考
【中图分类号】 G633.6 【文献标识码】 A 【文章编号】 1674-4772(2014)04-004-01
随着国家基础课程改革的不断深入,课堂教学方法与教学模式发生很大的变化,不仅要求学生掌握必要的科学知识,而且还要具备一定创新精神和实践能力,并能提出问题、分析问题、解决问题。这无疑告诫我们,数学教育的目标不仅仅是使学生学会解数学习题,更重要的是使他们能够认清数学在现实世界中的作用,从而能够适应未来生活。把数学建模思想潜移默化于数学教学之中,是实现这一目标的有效途径之一。数学新课程改革的一个重要目标就是要加强综合性、应用性内容,重视联系学生生活实际和社会实践。本文先论述数学建模的内涵,然后从概念教学、问题解决教学两方面谈谈建模思想的运用。
1. 数学建模的内涵
何谓模型? 简而言之,模型就是一种结构,它是通过对原型的形象化或模拟与抽象而得到的一个不失真的相似反映,例如地球仪、建筑模型。数学模型是一种符号模型,是为了一种特殊目的而对部分现实世界所作的一个抽象化、简化的数学结构。建立数学模型的过程就称为数学建模。它经历了对实际问题的抽象、简化、确定变量和参数, 并应用某些“规律”建立起变量与参数间的确定的数学问题(一个数学模型) ,求解这个数学问题,解析并验证所得到的解,从而确定能否用于解决实际问题的多次循环、不断深化的过程。可见,数学建模在现实的、非正规的数学与正规的数学系统之间扮演着桥梁的角色,是数学在各个领域广泛应用的一种手段与桥梁。
2. 在概念教学中融入数学建模思想
数学概念是数学教学的重要内容之一,下面以指数函数的概念教学为例,浅谈建模思想在教学中的应用。
设计如下教学过程:
(1)实际问题 a. 要测定古物的年代,可以采用放射性碳法:在动植物的体内都有微量的放射性14c.动植物死亡过后,停止了新陈代谢,14c不再产生,且原有的14c会自动衰变,经过5730年(14c的半衰期),它的残余量只有原始量的一半。若14c的原始量为a,则经过n年后的残余量是多少?b. 在古印度有一个人非常聪明,国王要奖赏他,问他需要什么,他说:“你只需要在象棋的第一格放1粒小麦,在第二格里放4粒小麦,以后按比例每一格是前一格的两倍,一直放到第64格,这就是我的要求。”国王心想这有什么难的,下令照办,结果全国的粮食都不够用的。你能用数学知识帮助这个国王吗?聪明人共需要多少粒小麦?
(2)指数函数是新接触的函数,要着眼于学生的自主学习的能力,注意让学生多动手操作,体会该函数问题研究的方法和过程,从现有的知识基础出发,探索问题,得到问题a的表达式为: ;类似的得到b的表达式为: ;c的表达式为: 。
(3)揭示如上定性模型的思维牵连与内在的联系,从表达式的关系上的共同特性,可以抽象成数学模型: 为某一常数,从而引出指数函数的定义。
3. 在日常问题解决教学中融入数学建模思想
在数学课堂教学中,教师应该逐步培养学生数学建模的思想,掌握建模的方法,形成学生良好的思维习惯和数学应用能力。下面谈谈在数学解题教学中几种常见的建模思想。
3.1 方程思想
新课标要求能够根据具体问题中的数量关系列出方程,体会方程是刻画现实世界中的一个有效的数学模型。这即是方程的思想在中学数学中的应用,它要求我们能够从问题的数量关系入手,运用数学语言将问题中的条件转化为方程(组),然后通过解方程(组)使问题获解。
3.2函数思想
新课标提出,能用适当的函数表示法刻画某些实际问题中变量之间的关系变化,结合对函数关系的分析,尝试对变量的变化规律进行初步预测,能用一次函数,二次函数等来解决简单的实际问题。在学习了正、反比例函数、一次函数和二次函数后,学生的头脑中已经有了这些函数的模型。因此,一些实际问题就可以通过建立函数模型来解决。
例:某中学要印刷本校高中录取通知书,有两个印刷厂前来联系制作业务。甲厂优惠条件是每份定价1.5元,八折收费,另收900元制版费;乙厂的收费条件是每份定价1.5元的价格不变,而制版费900元则六折优惠,且甲、乙都规定,一次印刷数量至少是500份,如何根据印数数量选择比较合算的方案?若印刷数量为2000份,应选择哪个?费用是多少?
解:设印刷份数是x份,收费为y元,依题意得
且 为整数 且 为整数 若 即解得 ;
若 解得 ; 若 解得。当时,选择乙厂;当时选择甲厂,当时,两厂费用相同。显然,当时,选择甲厂,费用为3300元。
方案设计题是基础知识与基本技能结合比较紧密的一类应用题。此题不仅充分运用了函数的思想,又用到分类讨论思想。其形式上表述生产、销售、规划等模型十分贴近生活,是近年来中考热点的问题。
总之,只要在日常教学中,把数学教学与数学建模有机地结合起来, 在教学的各个环节中注意加强建模意识的培养, 就能使学生自觉地应用现有知识、方法去观察、分析、解决实际问题,促使学生由知识型向能力型转变, 为推进素质教育作贡献。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘贵濂.把数学建模思想潜移默化于数学教学的认识与实践
[J].
[2] 杨作义.寓数学建模于课堂教学之中[J].
篇2
摘要:数学建模是一种利用数学思想解决实际问题的方法,通过抽象、简化建立数学模型,能近似刻画并“解决”实际问题的一种强有力的数学思想和教学手段。
关键词:数学建模;建模思想;数学教学
数学建模把现实生活中的问题加以提炼、简单,抽象成数学模型,并对该模型进行探究、归纳,利用所学数学知识、思想、方法验证它的合理性、再用该模型来解释或解决相应的数学问题的过程。
在数学教学(或解题过程)中引入数学建模思想,适当开展数学建模的活动,对学生的能力培养起着重要作用,也是数学教学改革推进素质教育的一个切入点。数学建模为我们提供了将数学与生活实际相联系的机会,提供了理论联系实际的平台,数学建模的过程,就是将数学理论知识应用于实际问题的过程。
一、数学建模思想的提出
随着素质教育不断深入,数学建模理念不断深化,提高数学建模教学势在必行。数学建模能力的培养,既能使学生可以从熟悉的问题情境中引入数学问题,拉近数学与实际生活的联系,激发学生学习数学的兴趣,又能培养学生的数学应用意识。
二、数学教学中应用数学建模思想的实际意义
(1)激发学生学习数学的兴趣
在教学过程中,设置问题情境,引导学生主动分析探究问题,鼓励学生积极展开讨论,培养学生主动探究实际问题的能力,能够从具体的实际问题中抽象出数学问题,建立数学模型,达到应用数学知识解决实际问题的功效。
(2)培养学生的应用意识和创新意识
通过数学建模教学,既可以培养学生的数学应用意识、巩固学生的数学方法,又可以培养学生的创新意识以及分析和解决实际问题的能力。
(3)数学建模教学改善了教和学的方式
数学建模使教学过程由以教为主转变为以学为主,突出学生大胆提出各种突破常规,超越习惯的想法和质疑,充分肯定学生的正确的、独特的见解,重视了学生的创新成果。
(4)重视课本知识的功能
数学建模应结合正常的教学内容逐步渗透,把培养学生的应用意识落实到平时的数学过程中,逐步提高学生的建模能力,达到“如何由思想转化为具体步骤”,而不是单纯地教步骤,教操作。
(5)加强数学建模思想在实际问题中的应用
要让学生学会建模,就必须从一些学生比较熟悉的实际问题出发,让他们有获得成功的机会,享受成功的喜悦,从而培养学生发现问题,转化问题的能力,逐步培养他们的建模能力。
三、数学建模思想应用的方式:
1、以教材为载体,重视基本方法和基本解题思想的渗透。
数学建模为培养学生的应用意识,提高学生分析问题解决问题的能力,教学中首先应结合具体问题,教给学生解答应用题的基本方法、步骤和建模过程,建模思想。
2、根据所学知识,引导学生将实际应用问题进行分类,建立数学模型,向学生渗透建模思想
为了增强学生的建模能力,在应用问题的教学中,及时结合所学章节内容,引导学生将实际应用问题进行分类使学生掌握熟悉的数学模型,发挥“定势思维”的积极作用,可顺利解决数学建模的困难。这样,学生遇到应用问题时,针对问题情景,就可以通过类比寻找记忆中与题目相类似的数学模型,利用数学建模思想,建立数学模型。
3、突破传统教学模式,实行开放式教学向学生渗透建模思想
传统的课堂教学模式通常是教师提供素材,学生被动地参与学习与讨论,学生真正碰到实际问题,往往仍感到无从下手。因此要培养学生建模能力,需要突破传统教学模式。
四、数学建模能力的培养:
数学建模应结合平常的教学内容切入,把培养学生的应用意识落实到教学过程中,使学生真正掌握数学建模的方法,培养学生的数学建模能力。
1、以课本知识为基础,培养数学建模能力
数学建模能力的培养是一个渐进的过程。因此,从七年级开始,应有意识地逐步渗透建模思想。课本每章开始都配有反映实际问题的插图,抽象出各章主要的数学模型,一般也是由实际问题出发抽象出来的,反映了数学建模思想。
2、以课堂教学为平台,培养数学建模能力
在课堂教学中想培养数学建模能力不是简单把实际问题引入,而应根据所学数学知识与实际问题的联系,在教学中适时地进行培养。
3、以生活性问题为基点,培养数学建模能力
大量与日常生活相联系的数学问题,大都可以通过建立数学模型加以解决。只要结合数学课程内容,适时引导学生考虑生活中的数学,会加深对数学知识的理解和运用,恰当地将其融入课堂教学活动中,会增强数学应用的信心,获得必要的应用技能。
4、以实践活动为媒介,培养数学建模能力
在平时的教学中,应加强实际问题的教学,使学生从自身的生活背景中发现数学、创造数学、运用数学,培养建模应用能力。
5、以相关学科为链接,培养数学建模能力
篇3
关键词:高职数学;数学建模;数学模型
中图分类号:G718 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2017)03-0111-01
1.高职数学教育现状
近几年,由于高职院校自主招生人数的比例增加,入校生的数学基础参差不齐,但总体质量不高,但高职院校所开专业大部分又是工科类专业,数学作为基础必修课不可缺失,也是学习其他专业课程的基础。而数学课程的理论性强,概念抽象难理解,学生学习数学的积极性不高,因此,高职数学教学的传统教学方式必须改革。让学生要感觉学习数学不是那么的枯燥无味,让学生能用学到的数学知识解决实际问题。所以,在平常的数学教学中必须融入数学建模思想和方法。
2.数学建模思想概述
数学建模是指将某一实际问题,利用数学理论和方法建立变量之间的一个数学关系式,这个数学关系式就是一个数学模型。然后验证该模型的合理性,如果通过,将该模型运用于解决实际问题;如果没有通过,则返回到原问题,重新对问题的假设进行改进。这种通过建立数学模型解决实际问题的过程就是数学建模。
3.数学建模思想融入高职数学教学的研究
3.1 在概念的讲解中融入数学建模思想和方法。高等数学中的数学概念比初等数学中的概念要抽象很多。如果在讲解概念的时候,只是纯理论的去解释,学生不好理解,也提不起兴趣,学习无法继续下去。但如果在讲解的过程中能从生活中的实际背景出发,把概念的提出、形成的全部过程呈现给学生,然后让概念自然而然的流淌出来,使学生感到学数学是与生活紧密联系的。
在概念讲解中,教师应尽量联系实际问题,将数学建模的思想和方法融入其中。例如在讲解导数概念的时候,直接给学生变化率的概念,有的学生也不好理解。这个时候我们可以利用高中物理中运动学方面的例子来引出导数的概念。某变速直线运动物体运动方程为S=S(t) ,那么从t0时刻到t0+Δt时刻所走的路程为ΔS=S(t0+Δt)-S(t0),在[t0,t0+Δt]时间段内的平均速度为:ΔSΔt=S(t0+Δt)-S(t0)Δt
在t0时刻的瞬时速度为:
在高中物理中学生都知道,速度是位移的变化率,那么在 时刻的瞬时速度就为速度在该点处的变化率,随即引出导数的定义:
以这种方式引入抽象数学概念,既能让学生充分的体验到学习数学的用处,又能激发学生学习数学的兴趣。老师也可以在课堂上根据不同的专业,让学生找出与本节内容相关的实际案例,引导学生用数学建模的方法分析此类问题,加深对概念的认识和理解。
3.2 在应用型问题中融入数学建模思想。高职数学中有许多数学建模的应用问题,教师应该利用数学建模,来培养学生将一般问题应用于数学模型中的能力,同时学生也可以将得到的结果应用于实际数学问题中。例如在最值问题中,如在生产实践活动中,为了提高经济效益,必须要考虑在一定的条件下,怎样才能用料最省、费用最低、效率最高、收益最大等问题;在定积分应用问题中,教师应该指导学生利用"微元法"建立数学模型,解决实际问题;在常微分方程应用中,对于某些实际问题,经常无法直接得到各变量之间的关系,问题的特性往往会给出关于变化率的一些问题。
3.3 在教材编写中融入数学建模思想。教材作为教学的重要载体,是学生在学习过程中最重要的参考资料,也是学生接收知识的主要来源,在培养应用型高技能人才方面有着十分重要的作用。但是现在高职数学的教材种类繁多,大多数是注重理论知识的培养,没有注重理论与实践的结合。因此迫切需要以应用型人才培养为中心,以素质教育、创新教育为目的,能够适应高职院校学生使用的将数学建模思想渗透其中的特色鲜明的高职数学教材。我们教研室在16年9月编写出版了《经济数学》教材,在每章的最后一节加入本章内容在数学建模方面的应用,希望这是将数学建模思想融入高职数学一次成功的开始。
4.结束语
综上所述,高职数学教师在平常的数学教学活动中,应当渗透数学建模思想和方法,重点培养学生使用数学模型解决实际问题的能力, 这不仅能提高学生学习数学的兴趣,而且还能更好的培养学生的创新能力。⑹学建模纳入高职数学的教学改革中,进而促进素质教育的全面开展,为高职院校的教育工作做出更大贡献。
参考文献:
[1] 徐建中.数学建模思想在高职数学教学中的渗透,长江大学学报,2014.2
[2] 姜启源,谢金星.数学模型.高等教育出版社,2003
篇4
【关键词】 概率论与数理统计; 数学建模; 实践教学
【基金项目】 2015年度广东省高等教育教学改革项目;五邑大学2015年教学改革项目(JG2014011).
概率论与数理统计作为高等院校的一门重要基础课,主要教学目标是培养学生运用概率统计分析问题和解决问题的能力,使学生掌握概率论的基本概念与处理随机现象的方法,在许多的学科中都有着重要的应用价值. 它不仅为学生学习专业课程和解决实际问题提供了必不可少的数学知识和数学技能,而且也培养了学生的思维能力、分析解决实际问题的能力和自学能力,因此,概率论与数理统计教学质量的好坏将影响到后续一些课程的教学质量.
然而在实际教学过程中,教学和学习的效果都不理想,很多学生反映这门课程难懂、难学. 这在一定程度上影响了后续专业课程的学习,更无助于学生数学素养的培养. 传统的概率统计课程的教学,比较重视理论方面的教学,而对学生在实践方面的训练较少,学生虽然从课堂上了解了大量的概念、公式和定理,但对于它们的实际用途了解较少,很容易造成理论与实际的脱节. 而数学建模是应用数学知识解决实际问题的重要手段和途径,在概率论与数理统计中融入数学建模思想的研究与实践, 将有助于学生学习其理论知识,具有重要的理论和现实意义.
一、结合专业背景,改革教学内容
在今天教育改革的大背景下,面对着大学生生源不断扩大的现状,面对着大学毕业生种种就业去向,概率论与数理统计课程的教学决不应该仅仅定位于传授给学生概率知识,教给他们定义、公理、定理、推论,把他们当作灌注知识的“容器”. 相反,我们的教学,不仅要使学生学到许多重要的数学概念、方法和结论,更应该在传授数学知识的同时,使他们学会数学的思想方法,领会数学的精神实质,知道数学的来龙去脉,在数学文化的熏陶中茁壮成长. 为此,应在教学过程中,使学生了解到他们现在所学的那些看来枯燥无味但又似乎是天经地义的概念、定理和公式,并不是无本之木、无源之水,而是有其现实的来源与背景的. 而目前概率论与数理统计课程教学内容仍以“纯数学”理论为主,普遍没有结合各个专业的特点,没有涉及数学在相关专业中的应用内容,这不利于学生将数学理论应用于专业领域之中来解决相关专业中存在的问题.
通过对全国大学生数学建模竞赛题目的分析,可以发现,有不少题目涉及概率论和数理统计知识,如北京奥运会场馆的人流分布,DNA序列的分类、乳腺癌诊断问题、彩票问题、电力市场的输电阻塞管理等问题. 由此可见,概率统计知识与人们的日常生活乃至科学技术都紧密相关. 因此,在课程的某些章节中融入数学建模的内容是完全可行的.
教师在授课过程中可从每个概念的直观背景入手,精心选择一些跟我们的生活密切相关而又有趣的实例,通过这些案例把所学的理论知识和实际生活结合起来,把抽象的数学与生动有趣的案例结合起来,调动学生的主动性和积极性,培养学生分析和解决问题的能力. 案例应适当延伸课本内容,吸取社会、经济、生活的背景与热点问题,特别是要结合学生的专业背景. 例如,工科专业应多选与计算机、通信、机械等相关的案例,而经济管理类则尽量选择与工商、保险相关的案例. 学生在分析和解决这些问题的同时,既能感受到将数学知识应用于实际的美妙,同时又能获得利用所学知识解决实际问题的成就感. 从而激发学生的兴趣.调动他们学习的积极性和主动性.
二、运用相关案例,改变教学方式
传统教学的讲授方式往往直白地将定义、定理等精确表达方式呈现在学生的面前,而这些经过加工的精练语言往往抹杀了最初的思想. 将数学建模思想引入课程教学中,可以弥补这种缺点,再现原始思想. 这就要解决一个关键问题,如何运用案例. 原始思想一般都来自于某些灵感的火花,或者说某种顿悟. 案例实际上起到了这种效果,让学生参与到案例的分析上来,提出自己的思想,在老师和其他学生的诱导和启发下,往往使得问题的本质浮出水面,老师需要做的就是总结和提炼这些闪光的思想.
可以在课前导入时引入数学建模思想. 概率论与数理统计比高等数学、线性代数的难度更深一些,对于学生来说更难以接受. 可以在每一节课前采用启发式,由浅入深,由直观到抽象,使学生真正掌握概率论与数理统计的概念,以便提高学生学习的乐趣.
在讲授过程中引入数学建模思想. 在理论上,更新传统教学观念,改变传统教学方式,提倡师生互动、启发式的教学方式. 从案例出发, 适当对一些问题进行讨论,在解决具体问题中引出一个相应的方法和理论. 这样容易引起学生的兴趣,可以活跃课堂气氛,激活学生思维,延伸和扩展知识面, 培养学生爱思考的习惯,使授课效果更好.
同时合理运用多媒体教学和统计软件,以调动学生学习兴趣为导向,打破以教师为主的教学模式,注重对学生创新思维能力和实践能力的培养.
另外,数学建模思维培养还须采用循序渐进的手段,要不断地和已有的教学内容有机结合,使数学建模思维的引领作用充分体现. 例如,由教师从历年的数学建模竞赛中选择一些优秀论文作为布置的题目,让学生分组课后研读讨论、讲解,既能使学生深入地理解知识点,又能锻炼学生团结合作解决问题的能力,然后在课堂上组织学生汇报交流,教师给予总结.
三、利用数学建模软件,提高学生计算能力
目前课程中的计算都局限于手工计算,而没有教给学生利用计算机技术,许多学生完成概率论与数理统计的学习后,在专业课程中,面对大量数据,需要运用统计思想方法分析时往往出现无从下手的现象,造成这种现象的原因有两方面:一是缺乏灵活运用所学知识解决实际问题的能力;另外就是数据量大,计算过于复杂,手工难以实现. 对于第一种情况我们通过将数学模型融入教学内容与学生所学的专业相结合来提高学生的运用能力. 针对第二种情况增加课程设计或计算机实践环节,结合概率统计案例及统计实践的形式,上课过程中为学生提供一些实验课题,每次实验时,教师给出所要实验课题的背景、实验的目的和要求及实验的主要内容等. 给学生演示一些统计软件中的基本功能, 展示统计方法的选择、统计模型的建立、数据处理以及统计结果分析的全过程,有助于学生掌握统计方法和实际操作能力. 同时引导学生自己动手去利用计算机及网络完成概率统计的有关试验,完成数据的收集、调用、整理、计算、分析等过程,培养学生运用软件技术去完成数据建模,让学生逐步提高运用数学统计软件解决实际问题能力,以及增强学生面向信息时代应具有的计算机应用能力.
四、改变课堂学习评价体系,课后作业引入建模思想
概率论与数理统计课程在总学时固定的情况下,要拿出一定的时间搞专门的数学建模训练,是很不现实的. 但在这有限的教学时段里,逐步渗透和融入数学建模的思想和意识是切实可行的,它完全可以在例题和习题之中加以体现. 布置课外作业为了考查学生.
对课堂内容完全掌握,对问题有更深刻的理解,只有把数学方法应用到实践中去,解决几个实际问题,才能达到理解、巩固和提高的效果.
针对概率统计实用性强的特点,我们可以布置一些开放性作业. 只有把某种思想方法应用到实践中去,解决几个实际问题,才能达到理解、深化、巩固和提高的效果. 如测量某年级男、女生的身高,分析存在什么差异;分析下课后饭堂人数拥挤程度,提出解决方案;分析某种蔬菜的销售量与季节的关系等. 学生可以自由组队,通过合作、感知、体验和实践的方式完成此类作业,在参与完成作业的过程中,不但激发了学习兴趣还培养了不断学习、勇于创新、团结互助的精神. 通过数学建模思想的融入,让学生自己去体会其重要性,激发学生学习概率论与数理统计的兴趣.
【参考文献】
[1]盛骤,谢式千,潘承毅.概率论与数理统计[M].北京: 高等教育出版社,2010.
[2]姜启源,谢金星,叶俊. 数学模型( 第四版)[M].北京: 高等教育出版社,2010.
篇5
【关键词】类型;数学建模;创新作用
21世纪课程改革的一个重要目标就是要加强综合性、应用性内容,重视联系学生生活实际和社会实践.这是在课程、教学中注入素质教育内容的具体要求.因此,进入21世纪以后,数学应用题的数量和分值在中考中将逐步增加,中、低档题目将逐渐齐全,并将在命题中转变传统的学科体系观念,结合生活实际和社会实践,突出理论与知识结合,理论与实践结合,引导学生关心社会、关心未来,实现中考命题改革与中学教育、教学观念改革的结合,成为推动素质教育发展的重要内容.
数学可以帮助人们更好地探求客观世界的规律,并对现代社会中大量纷繁复杂的信息作出恰当的选择与判断,同时为人们交流信息提供了一种有效、简捷的手段。数学作为一种普遍适用的技术,有助于人们收集、整理、描述信息,建立数学模型,进而解决问题,直接为社会创造价值。中学数学教学中建模思想的培养与应用是数学教育的重要内容,呼唤数学应用意识,提高数学应用质量, 已成为广大数学教育工作者的共识。开展中学数学建模教学与应用的研究,对提高学生数学应用意识,培养学生灵活的思维能力,分析问题、解决问题的能力,促进中学数学教学改革,全面推进中学数学素质教育有重要意义。本文结合教学实践,谈谈初中建模教学在人才培养中的作用和体会。
初中教学建模的类型主要是数学概念模式、数学原理教学模式、数学习题教学题模式、数学复习课教学模式、数学讲评课模式、数学思想方法教学模式等十一类。本文主要就前两种模式谈一些看法。
数学概念模式分“讨论模式”“自学辅导模式”。“启发讨论式”将教师教学的着力点放在:“导”上,在课堂教学中,教师通过启发、引导、指导、辅导等方式与讲授结合起来,以提高学生的参与程度,加强学生学习的主动性,另处学生通过自主探究、发现、尝试、提问、讨论、反馈、练习等,经历数学概念形成的过程,从而加深对概念的理解,使其主体作用得到更充分的发挥,从而使教学与学法能够较好的相融相进,同时,学生在此过程中所获得的体验和经历,可以使他们在后继的学习中,逐渐理解能力,掌握教学思维方法、学会数学思维。“自学——辅导”教学模式。该模式以学生为主,以培养学生学会学习、适应未来社会发展的需要为目的,在教学过程中,强调以学生为主体,以教师为主导,在教师的辅导下,学生通过系统的自学,彼此交流、合作、研讨,掌握概念、获取新知。同时在获取新知的过程中,掌握自主学习的方法,提高学习数学的能力。建构主义理论认为,知识产生于主体与客体的作用过程之中,数学知识不是简单机械地从一个人迁移到另一个人,而是基于个人对经验的操作、交流,通过反省来建构的,学生可以充分感受到成功与失败的情感体验为建构新的认识结构奠定扎实的基础。
数学原理教学模式主要有“发现——渗透式”,其特点是由学生发现证明由学生完成,应用中加深理解,将数学思想方法的渗透贯穿于始终。其操作过程是创设情境以旧托新——引导探索发现结论——科学论证形成原理——示例练习促进保持——变式训练点拨方法——挖掘内涵体验鉴赏。其次是“讨论——反馈”模式,其特点是在富有情趣的氛围中,以教师与学生的互动方式,通过教师的引发、反馈、指导、评价,学生的探究、讨论、交流、练习,不断激发学生对问题的好奇心,使其在积极的自主活动中学到知识,享受数学学习带来的乐趣。其操用过程是设问激发兴趣引出课题——分组讨论指导探究——交流结果互辩互启——反馈评价统一认识——深入探讨获取定论——练习巩固反思矫正。再次,“理解链——双主性”模式,其特点是利用皮亚杰的同化、顺应、平衡理论建交了数学知识学习的理解链,由这种特定的思维途径建立起新旧知识的实质性联系。并以双主性的作用方式,在教师的主导下充分发挥学生的主体作用,使学生通过对理解链的操作学习,提高自己数学学习的主动参与程度,真正理解数学新知识,建交良好的认知结构。其操作过程是表层理解——依托理解——深刻理解——应用理解——内化理解。以上模式合理运用可使学生在学习过程中逐渐增强理解力、摆脱困扰、掌握良好的数学思想方法。
综上所述,在数学教学中构建学生建模意识与素质教学所需要的培养学生的创造性思维能力是相辅相成,密不可分的。要真正培养学生的创新能力,光凭传授知识是远远不够的,重要的是在教学中必须坚持以学生为主体,不能脱离学生搞一些不切实际的建模教学,我们的一切教学活动必须以调动学生的主观能动性,培养学生的创新思维为出发点,引导学生自主活动,自学的学习过程中构建教学建模意识,只有这样才能使学生分析和解决得到找足的进步,也只有这样才能真正提高学生的创新能力,使学生学到有用的教学。我们相信,在开展“目标教学”的同时,大力渗透“建模教学”必将为中学数学课堂教学改革提供一条新路,也必将为培养更多的“创新型”人才提供一个全新的舞台。
参考文献:
[1] 金建平. 数学素质教育中优化教学过程的若干策略[J]中学数学, 2000,(06)
[2] 九年义务教育全日制初级中学数学教学大纲 人民教育出版社 2000.3 (3)
[3] 冯永明,张启凡. 对“中学数学建模教学”的探讨[J]数学教育学报, 2000,(02)
篇6
【关键词】应用;数学思想;数学教学;体现
【中图分类号】G226.32 【文章标识码】B 【文章编号】1326-3587(2013)06-0140-01
数学思想是对数学知识和方法本质的认识,是解决数学问题的根本策略,它直接支配着数学的实践活动;数学方法是解决问题的手段和工具,是解决数学问题时的程序、途径,它是实施数学思想的技术手段。数学问题的解决离不开以数学思想为指导,以数学方法为手段。数学思想方法是从数学内容中提炼出来的数学学科的精髓,是数学素养的重要内容之一,数学思想方法揭示了概念、原理、规律的本质,是沟通基础与能力的桥梁。在中学数学教学中,渗透转化思想,可以提高学生分析解决问题的能力;渗透分类讨论的思想方法,可以培养学生全面观察事物、灵活处理问题的能力;渗透数形结合的思想方法,可以提高学生的数形转化能力和迁移思维的能力。
一、培养学生应用数学的能力
学以致用本来就是数学教育的重要目的之一,传统教育中虽然也强调学以致用,也培养应用意识,但在应试教育的压力下,这些并没有得到应有的重视.在数学教学中培养学生的应用意识就是要培养学生观察问题、思考问题和应用数学知识解决实际问题的意识和习惯,就是要引导学生在观察问题、思考问题和解决问题的过程中不断地积累和总结.经过积累和总结优秀品质逐渐得到培养,强烈的求知欲就油然而升,而且通过实际问题的驱动,会有力的培养学生的应变能力,从而也一定具有很强的应试能力,当然应用意识的培养决不是一朝一夕能完成的,而要贯穿于教学过程的始终。数学知识的应用是广泛的,大到宏观的天体运动,小至微观的质子、中子的研究,都离不开数学知识,甚至某些学科的生命力也取决于对数学知识的应用程度。生活中充满着数学,人们的吃、穿、住、行都与数学有关。例如:行程中的路程、速度和时间的关系等等。在教学中,数学教师要善于从学生的生活中抽象出数学问题,使学生感到数学就在自己身边,让学生感受到生活中处处有数学,培养学生数学应用意识。
二、数学教学中应用教学思想的体现
数学是以现实世界的空间形式和数量关系作为研究对象的,它的许多概念、定理和方法都从现实中来。因此,根据教学目的编制与生活相关的问题,在教学时学生不仅容易接受,而且能体会到数学知识在生活中的实用价值,让学生知道了数学来源于生活,并服务于生活。在教学中,教师可逐步引导学生根据所学知识结合实际编制问题并进行解决,逐步培养学生学数学、用数学的兴趣和能力,把学和用结合起来,达到提高学生的数学应用能力。
1、符号化思想在数的扩充中的渗透。
符号化在数学学习中,在自然科学和社会科学中均有着广泛的应用,起着简化的作用。在数学教学中注重渗透符号化的思想对学生更深刻的理解所学概念,促进今后的进一步学习起着积极的作用。如在小组成员实习教学中其中有一节讲的是七年级的数学课《数怎么不够用了》,这节课主要是让学生明白正负数具有相反的意义,将现实生活中的量进行符号化抽象为数,进而引进负数的概念,把小学学习的数的概念扩充为有理数。在这节课的开始我是用实际例子使学生明白整数、分数、小数和零是如何引进的,让学生明白数学中的数是为了简化实际生活问题产生的,接着又讲述温度的零上与零下,利润的盈利和亏损,海平面以上和海平面以下等相反的概念,进而找到相通点抽象出负数的概念,将小学学习的数扩充为有理数。
2、数形结合的思想在不等式教学中的渗透。
数学学习,不单纯是数的计算与形的研究,其中贯穿始终的是数学思想和数学方法。在中学数学里所接触的一些思想方法中,数形结合的思想方法无疑是比较重要的一种。著名数学家华罗庚指出:“数”与“形”是数学中最本质。最古老的两样东西。它们既分别发展着,同时又相互渗透。互相启发,共同推动着数学科学的向前发展。数形结合的思想,其实质是将抽象的数学语言与直观的图像结合起来,关键是代数问题与图形之间的相互转化,它可以使代数问题几何化,几何问题代数化。数形结合思想在中学教学中有着重要的研究意义。首先,“数形结合”能更好帮助学生对所学知识的掌握与记忆。例如:在研究函数时,可以利用函数图形来记忆有关函数的知识点,像函数的定义域。值域。单调性。奇偶性。周期性。有界性以及凹凸性等。
3、数学学习实际生活中的问题为出发点。
可以提高学生解决问题的能力。例如让学生帮助父母测算装修住房平铺地板砖的费用。首先让学生测量、计算房间的面积。了解各种图形面积的计算方法在实际中的运用。再了解市面上地板砖的种类。比如有正方形、正六边形等。可以一起探讨什么类型的地板砖可以无空隙镶嵌,如正三角形、正方形、正六边形可以平铺,那么正五边形、正八边形能平铺吗?转换成数学问题就是各正多边形的同一顶点处内角相加要等于360度才能做到平铺;至于地板砖的花色品种选择后拼成的图案又得出轴对称图形、中心对称图形等。然后通过了解地板砖的单价、地板砖的数量、安装地板砖的工钱如何支付等最后测算出需要的总费用。通过让学生主动从数学的角度测算平铺地板砖所需费用,使学生切实了解数学在实际生活中无处不在,能够主动尝试从数学的角度运用所学的知识和方法寻求解决问题的策略。如,生活中的零上温度与零下温度、海拔高度这些具有相反意义的量就成为我们引入正数、负数的实际背景;从生活实际引入新知识有助于学生体会数学知识的应用价值,为学生主动从数学的角度去分析现实问题、解决问题提供示范。如果教师从学生的生活实际出发,把教材内容与“数学现实”有机结合起来,让数学教学经历“从实际中来,到实际中去”的过程。不仅可以消除学生对数学知识的陌生感,而且可以使学生感到数学就在身边,能积极主动地尝试着从数学角度运用数学思想、方法去寻求解决问题的策略。
【参考文献】
1、叶其孝,中学数学建模[M].长沙:湖南教育出版社 1998
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关键词:数学教学 思想方法 分类讨论 数形结合
中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)05(a)-0171-02
在一个人的知识结构中,哪些东西最重要?哪些知识可让一个人终身受益?知识海洋广阔无垠,现代社会更是知识爆炸时代,知识呈几何级数增长发展,一个人要学会所有的知识是绝对不可能的。那么我们的教育要达到什么样的功能呢?在有限的时间内,培养和提高学生的思维素质,这才是教育的根本目的。数学在基础教育中是培养学生逻辑思维能力、提高思维素质最有力和最好的工具,这种功能是其它任何一门课程所不能比拟、不能取代的,这已形成共识。正如法国学者劳厄所言:“教育无非是一切已学过的东西都忘掉时所剩下的东西。”在数学中遗忘之余,所剩的东西就是数学思想方法。某哲人也曾说过:“能使学生获得受用终身的东西的那种教育,才是最高尚和最好的教育。”数学思想方法的教学正是这样一件有意义的工作。而我们大多的初中数学教师和学生对数学思想方法的理解和认识却仍维持在似懂非懂、可有可无的边界线上。
《九年义务教育数学教学大纲》明确指出“使学生受到必要的数学教育,具有一定的数学素养,对于提高全民族素质,为培养社会主义建设人才奠定基础是十分必要的”。又指出:“初中数学的基础知识,主要是概念、法则、性质、公式、公理、定理以及由其内容所反映出来的数学思想和方法”。这其中既把数学知识的“精灵”―― 数学思想和方法纳入基础知识之中,又凝聚了形成知识所经历的思想方法、规律及逻辑过程。如果说历史上是数学思想方法推进了数学科学,那么在教学中就是数学思想方法在传导数学精神,在对一代人的数学素质施加深刻持久的影响。
初中数学中蕴含的数学思想方法很多,最基本的数学思想方法有符号与变元的思想、化归的思想、数形结合的思想、分类讨论的思想、方程的思想、函数的思想等,突出这些基本思想方法,就相当于抓住了中学数学知识的精髓。
1 符号与变元的思想方法
有人认为在中学数学学习和教学中要处理好六个飞跃(“六关”)。
(1)从算术到代数,即从具体数字到抽象符号的飞跃。
(2)从实验几何到推理几何的飞跃。
(3)从常量到变量的飞跃(函数概念的形成和发展)。
(4)从平面几何到立体几何的飞跃。
(5)从推理几何到解析几何的飞跃。
(6)从有限到无限的飞跃。
其中,从具体数字到抽象符号的飞跃,掌握符号与变元的思想方法是初中数学乃至整个中学数学重要目标之―― 发展符号意识的基础。从用字母表示数,到用字母表示未知元、表示待定系数,到换元、设辅助元,再到用f(x)表示式、表示函数等字母的使用与字母的变换,是一整套的代数方法,列方程、解方程的方法是解决已知量与未知量间等量关系的一类代数方法。此外,待定系数法、根与系数的关系,乃至解不等式、函数定义域的确定、极值的求法等等,都是字母代替数的思想和方法的推广,因此,符号与变元的思想方法是中学数学中最基本的思想方法之一。为什么有不少学生总认为3a>a,-a
2 化归的思想方法
“化归”是转化和归结的简称。化归是数学研究问题的一般思想方法和解决问题的一种策略。在数学方法中所论及的“化归”方法是指数学家在解决问题的过程中,不是对问题进行直接攻击,而是把待解决的问题进行变形,转化,直接归结到一类已经能解决或者比较容易解决的问题中去,最终获得原问题解答的一种手段和方法。
但是如果问题较复杂,往往通过一次“化归”还不能解决问题,可连续地施行转化,直到归结为一个已经能解决或较易解决的问题,其“化归”的次数是随着问题的难易而定。
中学数学处处都体现出化归的思想,如化繁为简、化难为易,化未知为已知,化高次为低次等,它是解决问题的一种最基本的思想。在具体内容上,有加法与减法的转化,乘法与除法的转化,乘方与开方的转化,以及添加辅助线,增设辅助元等等都是实现转化的具体手段。因此,在教学中首先要让学生认识到,常用的很多数学方法实质上就是转化的方法,从而确信转化是可能的,而且是必须的。其次要结合具体教学内容进行有意识的训练,使学生掌握这一具有重大价值的思想方法。在具体教学过程中设出问题让学生去观察,探索转化的路子。例如在求解分式方程时,运用化归的方法,将分式方程转化为整式方程,进而求得分式方程的解,又如求解二元一次方程组时的“消元”,解一元二次方程时的“降次”都是化归的具体体现。
3 数形结合的思想方法
数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学,也就是数与形。数与形是中学数学的主体,是中学数学论述的两大重要内容。数形结合的思想方法是指在研究某一对象时,既分析其代数意义,又揭示其几何意义,用代数方法分析图形,借助图形直观理解数、式中的关系,使数与形各展其长,优势互补,相辅相成,使逻辑思维与形象思维完美地结合起来。数形结合思想方法采用了代数方法与几何方法中最好的方面:几何图形形象直观,便于理解;代数方法的一般性与严谨性、解题过程的机械化、可操作性强,便于把握。因此数形结合的思想方法是学好初中数学的重要思想方法。
辩证唯物主义认为,事物是互相联系并在一定条件下可以互相转化的。“形”与“数”既有区别又有联系,直角坐标系的建立产生了“坐标法”,从而实现了它们之间的转化。在代数与几何的学习过程中,自始至终贯彻“数形结合”的思想。它不仅使几何、代数、三角知识互相渗透融于一体,又能揭示问题的实质,在解题方法上简捷明快,独辟蹊径,既能开发智力,又培养创造性思维,提高分析问题和解决问题的能力。著名数学家华罗庚说过:“数与形,本是相倚依,焉能分作两边飞,数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔裂分家万事休,切莫忘,几何、代数统一体;永远联系,切莫分离”。数形结合,直观又入微,不少精巧的解法正是数形相辅相成的产物。
数形结合的思想,可以使学生从不同的侧面理解问题,加深对问题的认识,提供解决问题的方法,有利于培养学生将实际问题转化为数学问题的能力。数形结合的载体是数轴,依靠数轴反映出数与点的对应关系,是学生学习数学的一大飞跃。运用数形结合的思想方法思考问题,能给抽象的数量关系以形象的几何直观,也能把几何图形问题转化为数量关系问题去解决。
(1)由“数”思“形”,数形结合,用形解决数的问题。
运用图形方法解题的关键在于图形的构造,而构造图形是一项创造性的思维活动,图形的构造无规则可循,也不能生搬硬套,墨守成规,同步自封。从宏观上讲,构造图形就是善于科学抽象,善于抓住起关键作用的一些量和相依关系,巧妙地运用数学符号,式子规律去刻划其内在的关系。其思考途径,用图表示如图1。
比如通过数形结合的数学思想方法来学习相反数、绝对值的定义,有理数大小比较的法则,函数等,可以大大减轻学生学习这些知识的难度,数形结合思想的教学应贯穿于整个数学教学的始终。
(2)由“形”思“数”,数形结合,用数解决形的问题。
数形结合解决问题,常以纯代数问题转化为几何问题,即变抽象为具体来加以讨论,以达到事半功倍之目的。其实,对于一些纯几何问题转变为代数问题来解决也有此功效。
例如B、C为线段AD上两点,M是AB的中点,N是CD的中点,若AD=a,Bc=b,则MN=?
分析:由题意可知,B、C两点的位置有两种情况(图2)。
综上所述,数形结合的实际效果,或是化抽象为直观,或是化技巧为程序操作,无论哪一种形式都更好地实现了从未知到已知的转化,所以说数形结合是转化的一种手段。
4 分类讨论的思想方法
“分类”源于生活,存在于生活,分类思想是自然科学乃至社会科学中的基本逻辑方法,分类思想方法是一种等价特殊化。其基本思想是:为了解决一个有关一般对象X的问题,可将x分解为特殊的组合,而关于特殊对象的问题是易于解决的。人们可以从这种对象的组合过渡到解的组合而获德原问题的解。
分类也是研究数学问题的重要思想方法,它始终贯穿于整个数学教学中。从整体布局上看,中学数学分代数、几何两大类,采用不同方法进行研究,就是分类思想的体现;从具体内容上看,初中数学中实数的分类,式的分类,三角形的分类,方程的分类,函数的分类等等,也是分类思想的具体体现。对学习内容进行分类,降低了学习难度,增强了学习的针对性,在教学需要时启发学生按不同的情况去对同一对象进行分类,帮助他们掌握好分类的方法原则,形成分类的思想。
在初中数学中,分类讨论的问题主要表现三个方面:(1)有的概念、定理的论证包含多种情况,这类问题需要分类讨论,如几何中三角形的分类、四边形的分类、角的分类、圆周角定理、圆幂定理、弦切角定理等的证明,都涉及到分类讨论。(2)解含字母系数或绝对值符号的方程、不等式,讨论算术根、正比例和反比例函数中的比例系数、二次函数中二次项系数a与图象的开口方向等,由于这些系数的取值不同或要去掉绝对值符号就有不同的结果,这类问题需要分类讨论。(3)有的数学问题,虽然结论唯一,但导致这结论的前提不尽相同,这类问题也要分类讨论。
分类时要注意:(1)标准相同;(2)不重不漏;(3)分类讨论应当逐级进行,不能越级。
5 函数与方程的思想方法
函数思想是指用运动、变化、联系、对应的观点,分析数学与实际生活中的数量关系,通过函数这种数量关系表示出来并加以研究,从而使问题获得解决的思想。方程思想是指把表示变量问关系的解析式看作方程,通过解方程或对方程的研究,使问题得到解决的思想。
函数思想是客观世界中事物运动变化、相互联系、相互制约的普遍规律在数学中的反映。它的本质是变量之间的对应。辩证唯物主义认为,世界上一切事物都是处在运动、变化和发展的过程中,这就要求我们教学中重视函数的思想方法的教学。函数思想方法,是指用函数的概念和性质去分析问题、转化问题和解决问题。它有别于象前面所述的几种数学思想方法,它是内容与思想方法的二位一体。初中代数中的正比例函数、反比例函数、一次函数和二次函数虽然安排在初三学习,但函数思想从初一就已经开始渗透。这就要求教师在教学上要有意识、有计划、有目的地进行函数思想方法的培养。
例如,进行代数第一册“求代数式的值”的教学时,通过强调解题的条件“当??时,”渗透函数的思想方法―― 字母每取一个值,代数式就有唯一确定的值。这实际上是把第三册中函数问题的一种前置,既渗透了函数思想方法,又为函数的学习埋下了伏笔。
又如,用直角三角形边与边的比值定义的锐角三角函数:在直角坐标系中,由角的终边上一点引出的三个量x,y,r中任意两个量之比定义任意角的三角函数等,一系列的知识体系,自始至终贯穿了函数、映射、对应的思想方法。
再如,通过讨论矩形面积一定时,长与宽之间的关系;长一定时,面积与宽的关系;宽一定时,面积与长的关系。将静态的知识模式演变为动态的讨论,这样实际上就赋予了函数的形式,在学生的头脑中就形成了以运动的观点去领会知识,这是发展函数思想的重要途径。
当然,初中数学学习的思想方法还有很多,如观察与实验、分析与综合、归纳与类比以及集合论的思想方法,几何变换的思想方法等等。我们在教学实践中应立足于数学思想方法教学,充分挖掘教材中的数学思想方法,有目的、有意识、有计划的渗透、介绍和强调数学思想方法,减少盲目性和随意性,去精心设计每一个单元、每一堂课的教学目标以及问题提出、情景创设等教学过程的各个环节。
只有让学生掌握了这把金钥匙,才能使学生学好数学,提高数学素养,增强创新意识,提高创新能力。
方程思想具有很丰富的含义,其核心体现在:(1)建模思想。(2)化归思想,如在初中数学中,三元一次方程组可以化归为二元一次方程组,二元一次方程组最终化归为x=a的形式。
对初中生来说,学习方程内容最主要的事情集中在两个方面:一方面是建模;另一方面是会解方程。对于后者来说,解方程的关键在于转化,即将新的问题化归为以前可以解决的问题,利用以前的算法解决。这种化归、迭代的思想正是当代计算机的思想。
方程与函数思想紧密联系、相互渗透,方程思想在函数中的应用可形成如下的结构系统:方程思想―系数法、消元法、判别式法―求解析式、判别函数图象之间的位置、求函数图像交点。
上述数学思想不是孤立的,例如:运用函数思想解题时,往往要借助函数图像的直观性,即同时又要用到数形结合思想。因此,在解题过程中,必须善于把握运用各种数学思想的时机,对于一些难度较大,或综合性较强,或背景较新颖的问题,更应注意运用数学思想去寻求其合理解法,从而避免繁杂运算,避免“超时失分”。
参考文献
[1] 刘美荣.初中数学教学中的反思[J].中国科教创新导刊,2009(6).
[2] 陆晓卿.初中数学教学点滴谈[J].西北职教,2008(4).
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数学思想是数学的生命和灵魂,是数学内容的进一步的提炼和概括,是对数学内容的本质认识。数学思想是数学发现、发明的关键和动力,更是提高数学解题能力的根本所在。因此在教学中要注意向学生渗透这种数学思想,培养学生用数学思想方法解决问题的意识。
初中数学的主要思想是方程思想、转化思想、分类思想、函数思想、建模思想、数形结合思想等。本文重点是谈转化思想。那么什么是转化思想?所谓转化思想,通常是将未知问题转化为已知问题,将抽象的问题转化为具体的问题,将实际问题转化为数学问题,也常常在不同的数学问题之间互相转化,可以说在解决数学问题时转化思想几乎无处不在。
一、转化思想在实践教材中的体现
在数与式这一块处处体现着这种数学思想,如:有理数的减法就是利用“相反数”这一概念,转化为加法来去处,得到减法法则:减去一个数等于加上这个数的相反数。这一转化使得加减法得到统一。有理数的除法就是利用“倒数”这一概念转化为乘法来去处,得到了除法法则:除以一个不为零的数等于乘以这个数的倒数。从而使得乘除法得到了统一。从代数式的角度看整式是基础,分工问题在许多情况下都是通过转化为整式问题去解决。如解分式方程就是通过去分母将分式方程转化为整式方程。在方程中,最基础的方程是一元一次议程,出现多元议程,通过加减消元或代入消元,逐步转化为一元方程,如果是二次或高次方程,通过配方或因式分解将高次转化为低次,最后转化为一元一次方程。这种转化实现了从复杂向简单的转化。在几何学习中转化思想也无处不在,任何一个新的定理的证明都要转化为已学过和公理或定理去解决。如学习了“两条直线被第三条直线所截,如果同位角相等,那么这两条直线平行”这个公理后,紧接着:若两条直线被第三条直线所截,若内错角相等,那么这两条直线平行吗?若平行,试说出理由。它的说理过程,就是由内错角相等,转化到同位角相等,通过同位角相等,来肯定这两条直线平行,如果学生不能理解和领会这种数学思想,就不知从何处入手。三角形是直线型的基础,许多图形的面积计算都是转化到三角形的面积计算,就连圆上的有关计算都是转化为直角三角形去解决。又如多边形的内角和的计算,其实质还是转化到三角形内角和,通过三角形内角和去解决。
又如数是一个抽象概念,温度是多少度,这筐水果有多少斤,人们发明了温度计、秤,把抽象的概念通过直观的世界去表达,产生了数轴。又如统计表转化为统计图,达到了数与形的完美结合。
二、转化思想在解题中的应用
1、生疏问题向熟悉问题转化
生疏问题向熟悉问题转化是解题中常用的思考方法。解题能力实际上是一种创造性的思维能力,而这种能力的关键是能否细心观察,运用过去所学的知识,将生疏问题转化为熟悉问题。因此作为教师,应深刻挖掘量变因素,将教材抽象程度利用学过知识,加工到使学生通过努力能够接受的水平上来,缩小接触新内容时的陌生度,避免因研究对象的变化而产生的心理障碍,这样做常可得到事半功倍的效果。
例1:解方程x+2=3
分析:在学一元一次方程解法前,我们会解的只有加减法,于是,通过逆向思维把加法化为逆运算减法x=3-2,很容易把生疏的方程转化为熟悉的减法,从而解决问题。
例2∶已知两圆内切于T,过T点的直线交小圆于A,交大圆于B
求证∶TA:TB为定值
分析∶过T点的直线绕T旋转形成无数个不同的位置,其中过T的直径每个圆只有一条,要证TA:TB为定值,先将直线TAB过圆心,这时TA’:TB’=r:R在过T点任作一条直线交小圆于A,交大圆于B,连接AA、BB’,即可把要求解的TA:TB为定值转化为证明三角形相似或证明平行线对应线段成比例。
2、化部分为整体
已知x2-x-1=0,则代数式-x2+x+2009的值为多少?
把X2-x-1=0看成整体,-x2+x+2009中可变出这个整体,即可变为
-(X2-x-1)-1+2009把(X2-x-1)看作整体为0,代入-(X2-x-1)-1+2009中
得出结果为2008。
3、复杂问题转化为简单问题
复杂问题简化是数学解题中运用最普通的思考方法。一个难以直接解决的问题,通过深入观察和研究,转化为简单问题迅速求解。
例2:解方程2(x2-1)-5(x2-1)+6=0
分析:此方程形式较复杂,可通过换元化为简单方程。
令x2-1=y,则2y-5y+6=0,通过换元转化为会解的一元二次方程可进一步求解。
4、高次转化为低次
例:解方程x4-5x2+6=0
分析:这是一道一元高次方程,可通过换元进行降次,转化为会解的一元二次方程
设X2=Y则上式变为会解的一元二次方程Y2-5Y+6=0,在进一步来解。
5、实际问题转化为数学问题
重视数学知识的应用,加强数学与实际的联系,是近年来数学教改的一个热点,已成为我国教育改革的一个指导思想,也是新大纲强调的重点之一。新编教材在加强用数学的意识方面也作了改进,理论联系实际是编写教材的重要原则之一,教材注意把数学知识应用到相关学科和生活、生产实际中去,引导学生在解决实际问题过程中提高分析问题和解决问题的能力。进入九十年代中后期来,应用问题在中考的地位已经确立,并且也越来越重要。在解决实际问题时,要重在分析的关系,培养学生应用数学能力。
例:甲乙两个仓库要向两地A.B两地运送水泥,已知甲库可调出100吨水泥,乙库可调出80吨水泥;A地需70吨水泥,B地需110吨水泥;两库到A、B两地的路程和运费如下表∶
路程(千米) 运费(元/吨千米)
甲库 乙库 甲库 乙库
A地 20 15 12 12
B地 25 20 10 8
(1)设甲库运往A地水泥X吨,求总运费(Y元)关于X的函数关系式;
(2)当甲、乙两库各运往A、B两地多少吨水泥时,总运费最省?最省的运费是多少?
解∶(1)设甲库运往A地水泥X吨,则∶运往B地就是(100-X)吨,乙地运往A地为(70-X),乙地运往B地(10+X)吨。
所以总费用为:Y=20×12X+15×12(70-X)+25×10(100-X)+20×8(10+X)
即Y=-30X+39200
(2)上述一次函数中,
Y的值随X的增大而减小,
X=70时,总运费(Y元)最小,为37100元。
6、一般与特殊的转化
例5:如图,在ABC中,AB=5,AC=7,∠B=60°,求BC的长。
分析:直角三角形是三角形中最特殊,最简单的情景,因此,构造Rt解题是转化的重要策略,如图过A作ADBC于D,此题便迎刃而解。
7、数与形的转化
例6:①一个多边形的内角和是其外角和的3倍,则这个多边形是几边形?
②一次函数Y=KX一定过那一点,当K>0时此函数在那个象限?
分析:①题属于用代数方法来解决几何问题(可列方程);
②题属于用几何方法来解决代数问题(可用坐标系画出此一次函数的大致图象再回答,这样把数与形结合起来较直观。)