數學思想方法是通過思維活動對數學認知結構形式的核心,包括作為知識內容的表象概念、概念體系,也包括掌握相應知識內容所必須具有思維能力。就中學數學而言,常用的數學思想方法可分為三個層次:一是基本具體的數學方法,如配方法、換元法、待定系數法、歸納法與演繹法等;二是科學的邏輯方法,如觀察、歸納、類比、抽象概括等方法,以及分析法、綜合法與反證法等邏輯方法;三是數學思想,如數形結合的思想、函數與方程的思想、分類討論和化歸與轉化的思想。
一、中學數學常用思想方法
1.函數與方程的思想
函數與方程在初中和高中數學教材中都廣泛涉及,是教學的重點也是學習的難點之一。函數與方程的思想是指在解決某些數學問題時,構造適當的函數與方程,把問題轉化為研究輔助函數與輔助方程。函數與方程的思想實質是數學知識觀念轉換的重要思想,有助于對數學知識更深刻的理解,也是一種運動變化,相互聯系的觀點,這種思想在數學中具有特別重要的意義。
2.數形結合的思想
數形結合的思想是解決數學問題時很常見的思想方法,其實質是將抽象的數學語言與直觀的圖形結合起來,使抽象思維和形象思維結合,通過對圖形的認識,數形結合的轉化,可以培養思維的靈活性、形象性,使問題化難為易,化抽象為具體.數形結合常用于解決幾何問題,是代數與幾何的集合.對于培養學生思維能力有很大作用。
3.分類討論思想
分類討論思想就是根據所研究對象的性質差異,分各種不同的情況予以分析解決,分類討論題覆蓋知識點較多,利于考查學生的知識面、分類思想和技巧。樹立分類討論思想,可以培養學生全面看待問題和嚴謹的治學精神。
4.綜合法與分析法
綜合法與分析法是中學數學解題思想中最基本的兩種方法。在數學解題中,分析法是從數學題的結論或需求問題出發,一步一步地探索下去,最后達到題設的已知條件,即推理方向是:結論—已知。綜合法則是從數學題的已知條件出發,經過逐步的邏輯推理,最后達到結論,即:已知—結論。一般來說,對于較復雜的不等式,直接運用綜合法往往不易入手,用分析法來書寫又比較麻煩。因此,通常用分析法來尋找途徑,然后用綜合法加以證明,所以分析法和綜合法經常是結合在一起使用的。
5.反證法思想
反證法是屬于“間接證明法”一類,是從反面的角度思考問題的證明方法,即:肯定題設而否定結論,從而導出矛盾推理而得。具體地講,反證法就是從否定命題的結論入手,并把對命題結論的否定作為推理的已知條件,進行正確的邏輯推理,使之與已知條件、已知公理、定理、法則或者已經證明為正確的命題等相矛,矛盾的原因是假設不成立,所以肯定了命題的結論,從而使命題獲得了證明。這一方法有助于培養學生反向思維能力。
6.構造法
構造思想方法是指:在解決數學問題過程中,為了完成從條件向結論轉化,利用數學問題的特殊性設計一個新的關系,用此方法,不是直接解決原問題,而是構造一個與原問題有關或等價的新問題,從而間接的實現問題解決,它常用于解決數學證明問題。
二、數學思想與數學知識的關系
數學思想是對數學知識、方法、規律的一種本質認識;數學方法是解決數學問題的策略和程序,是數學思想的具體反映;數學知識是數學思想方法的載體。
數學思想方法是在數學科學的發展中形成的,它伴隨著數學知識體系的建立而確立,它是數學知識體系的靈魂。數學思想較之于數學基礎知識及常用數學方法又處于更高層次,它來源于數學基礎知識及常用的數學方法,在運用數學基礎知識及方法處理數學問題時,具有指導性的地位。
三、我的想法
數學思想方法是數學知識的高度概括,是前人在長期的數學實踐中形成的,可以通過學習來掌握。在目前的教育制度下,中學生解題能力水平的高低是很關鍵的,但是為了擺脫數學題海戰,最大限度地提高學習效率,需要向學生傳授數學思想方法,在解決數學問題時能夠靈活運用數學思想方法,這對于提高學生數學學習興趣,獲得數學成就感有很大幫助。
日本著名數學教育家米山國藏指出:“學生所學的數學知識,在進入社會后幾乎沒有什么機會應用,因而這種作為知識的數學,通常在走出校門后不到一兩年就忘掉了。然而不管他們從事什么工作,唯有深深銘刻于頭腦中的數學思想和方法等隨時地發生作用,使他們受益終身。”
“授之以魚,不如授之以漁”,方法的掌握,思想的形成,才能使學生受益終生。所以在數學教學中應加強數學思想方法的滲透。
(作者單位 江蘇省江陰市成化高級中學)