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摘要:
在現行的高考科目構成體系中,數學是重要的三大主科之一,為有效幫助學生克服數學學習過程中的困難,我國基層數學教師開展了教學方法的研究探索工作,近年來,數形結合方法在教學工作中的良好效果日漸清晰,文章針對數形結合方法的基本理論和應用策略展開了具體論述。
關鍵詞:
數學是一門具備較強邏輯性特征的基礎學科,也是現行高中課程學科構成體系中的重要組成部分,在現有的發展階段,源于高中數學學科知識內部本身具備的復雜性,以及高中學生在智力水平發展和思維模式建構等層次存在的差異,使得有一定數量規模的高中生無法實現對數學學科學習方法的順利建構。而數形結合的思想方法給學生有效解決數學問題構建了充分助力,對提升學生的數學學科思維品質以及學習效果具備重要意義。
一、數形結合方法的基本理論分析
所謂數形結合,是具備形式轉化性和邏輯對應性特征的一種數學思想方法,是透過代數運算邏輯關系結構與直觀化的幾何圖形經過相互轉化而形成的,直觀化解決抽象數學問題的一種思想方法,是高中數學教學中常用的解題輔助工具。“數”和“形”是數學學科教學和研究工作中,較為基本的兩個考量對象,從數學思想的劃分角度展開分析,可以將其應用方式劃分為兩個基本類型:第一,通過利用“數”的精確性特征來解析“形”的某些學理屬性,也就是通常所說的“以數解形”;第二,通過利用“幾何圖形的視覺直觀性”來解釋抽象的“數”概念之間的邏輯制約關系,即通常所說的“以形解數”。“數”和“形”的概念在數學學科中的引入和運用,實現了對客觀事物兩種基本屬性的數學學理反映,通過“數”與“形”之間一一對應的邏輯相互關系的建立,實現了抽象化數學邏輯關系與問題的直觀轉化與呈現目標,為高中學生實現數學學科學習方法和學習思想的建構提升,創造了充分的支持條件。
二、數形結合方法在高中數學教學中的應用策略
(一)培養學生的良好學習習慣
與高中階段的其他學科相較而言,數學學科具備更為充分的理論抽象性和實踐應用性,也正是由于這些屬性特征,給高中學生理解數學學科的基本知識概念造成了一定的難度,在不能找到行之有效的學習理解方法的背景下,高中學生將不可避免地在數學知識的學習過程中產生厭倦和抵觸情緒,對其學習興趣的提升造成了明顯的阻礙。假若教師采用數形結合的方法進行教學,能夠將相對抽象的數學公式和概念進行具體化呈現,運用易被高中學生理解接受幾何圖形完成轉化表示,為學生對抽象數學知識點的理解記憶,以及學習熱忱的有效提升,創造充分的實踐助力條件。由于數形結合方法實現了抽象化數學知識內容的直觀化呈現,有效加快了高中數學教師教學效果的提升。在教學“復數模長的概念及其計算方法時”,由于復數是在以往學習的實數概念基礎上擴展形成的知識概念,且復數知識運算關系法則與以往實數范圍內的運算法則之間存在較為明顯的差異,給學生理解復數的幾何意義以及幾何表現方法造成了明顯的困難,而教師在運用數形結合的方法時,可以將二維平面直角坐標系,和直角三角形引入到教學過程中,再結合平面向量的幾何表示進行思維認知對比,逐步將復數模長求解問題轉化為直角三角形斜邊長度求解問題,進而幫助學生完成對復數幾何意義的理解,并在此基礎上引入復平面的數學概念,最后幫助學生掌握直接運用復平面完成復數模長求解目標的方法。在這一教學案例中,數形結合方法表現了其在抽象數學知識直觀轉化方面的應用優勢,在借助多樣化集合圖形輔助工具的背景下,高中教師運用屬性結合方法開展數學知識教學工作,勢必能夠較為順利地取得預期的教學效果。并有效提升高中學生數學學習熱忱,培養學生逐步形成運用數形結合手段理解抽象數學概念的思維習慣。
(二)建構幾何問題代數化解決思路
在高中數學幾何知識內容的日常教學和習題訓練工作開展過程中,數形結合思想具備著極為廣泛的應用空間,從現有的高中數學課程標準規定的知識內容體系展開分析,較大數量比例的幾何問題都可以利用“數”與“形”的等價性邏輯轉化關系加以解決,因而數形結合方法在高中在解決高中數學中的幾何問題方面也得到了較為廣闊的運用。解決幾何圖形中的數學問題,既可以通過對幾何圖形對象的直接觀察建構“數”和“形”之間的邏輯對應關系,從而找尋解決特定數學問題的辦法;還可以以幾何圖形作為數量邏輯關系結構的輔助解析工具,通過對幾何圖形表達工具的引入運用,將抽象化的數量邏輯關系結構實現直觀描繪,進而找尋到解決具體數學問題的方法。幾何圖形是數學問題的直觀表現形式,數量關系是數學問題的抽象化以及定量化表現形式,兩者之間具備相互并存以及相互轉化的雙重關系。運用數學公式完成幾何圖形的數量化精確描述,對于學生有效解決部分幾何圖形空間關系問題具備重要意義。某教師在《圓錐曲線》知識內容教學工作過程中,針對圓錐曲線與直線在平面空間內的位置關系問題,建構了幾何關系問題的代數化解決思路。在具體教學過程中,教師以橢圓曲線為教學引例,以板書示范的方式,將橢圓方程x2a2+y2b2=1與直線方程y=kx+b進行了聯立運算整理,再針對整理之后形成的方程進行解的狀態判別,并向學生解釋了解的具體狀態與描述圖形位置關系之間的關聯。在完成上述教學步驟,該教師指令學生運用類比思維獨立探索直線方程與雙曲線方程之間的位置關系,并引導學生比較雙曲線背景下的聯立方程與橢圓背景下的聯立方程在約束條件方面的差異,進而形成了運用數學方程解決幾何問題的基本思路。在這個教學案例中教師通過板書示范和類比思維的引導運用,幫助學生初步掌握了運用數學方程解決幾何問題的基本方法。
三、結語
數學學科在高中現行學科體系中占據著重要地位,源于數學學科本身具備的知識內容豐富性和抽象性,給高中學生開展數學學科基本知識內容的學習理解造成了明顯的困難,本文圍繞數形結合方法在高中數學教學中的應用展開了論述,將數形結合方法應用與高中數學教學工作中,對于有效提升高中學生學生的學習興趣和學習效果,具有充分的促進意義。
作者:忻海燕 單位:河北懷來沙城中學
參考文獻:
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