
數(shù)形結(jié)合是初中數(shù)學(xué)教學(xué)中十分重要的一種思想和手段,在初中數(shù)學(xué)新課標中,一共有“數(shù)與代數(shù)”“空間與圖形”“統(tǒng)計與概率”“實踐與綜合”四個部分,每個部分都需要數(shù)與形兩個元素。只有將兩者結(jié)合起來,巧妙應(yīng)用于數(shù)學(xué)課堂,學(xué)生才能在學(xué)習(xí)過程中開拓思路,融會貫通,對于數(shù)學(xué)知識有著更深刻的理解。
一、以形補數(shù),直觀易懂
在初中數(shù)學(xué)教授過程中會遇到一些表達數(shù)量關(guān)系的較為抽象的理論知識,這時就可以把其轉(zhuǎn)化為幾何圖形,用直觀的圖形來巧妙地表達復(fù)雜而抽象的數(shù)量關(guān)系。從而讓題目變得簡單易懂。
例如在學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)七年級下冊不等式組的解法時,我給同學(xué)們出了一個題目:解不等式組,算出在x范圍內(nèi),有哪些正整數(shù)。
不等式組需要一個一個解,同學(xué)們在紙上寫寫畫畫,算了好久都沒得出答案。這時我引導(dǎo)同學(xué)們:“大家看光這樣心算是不是很麻煩啊?要是在數(shù)軸上畫出來會不會簡單許多呢?”我在黑板上畫一個數(shù)軸,并在上面標注好不等式的解題結(jié)果,結(jié)果立刻一目了然地出現(xiàn)在了數(shù)軸上,即1、2,這樣用圖形來輔助數(shù)量關(guān)系,既快捷又不容易出錯。
還有在學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)七年級下冊二元一次方程組時,有一道題目是求方程-x2+5x+2= 的正根的數(shù)量。如果將此方程化為整式方程,就會變成三元一次方程,十分麻煩,所以我提示大家:“如果將方程變?yōu)閽佄锞€y1=-x2+5x+2與雙曲線y2= ,再畫在數(shù)軸上,是不是就一目了然了呢?”同學(xué)們將兩個方程轉(zhuǎn)換為圖形畫在數(shù)軸上,很快便看出在x>0的范圍內(nèi),y1和y2有兩個焦點,所以此方程有兩個正根。
所以在遇到類似的比較棘手的代數(shù)問題時,我們可以引導(dǎo)學(xué)生將其轉(zhuǎn)換為較為直觀的幾何問題,便可以快捷簡便地解決。
二、以數(shù)助形,簡潔精化
同樣的,有些圖形題也會遇到形狀復(fù)雜,不易解答的問題,這時候就需要借助代數(shù)的幫忙,將圖形適當而充分地數(shù)字化,也會取得事半功倍的效果。
例如在學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)八年級上冊等腰三角形時,有一道題是:等腰三角形的面積為2,腰長為 ,底角為a,求tan a。
這道題沒有告訴是銳角三角形還是鈍角三角形,所以光是畫圖來看很不好想象,這時候就可以引導(dǎo)同學(xué)們用數(shù)字化方法進行計算。將三角形的底邊設(shè)為x,高設(shè)為y。列成方程組的話就是:
①( )2+y2=( )2
② xy=2
將兩式化為如下兩個方程組,為 或 分別解答,得出的答案有正有負,但因為x、y均為正數(shù),所以最終結(jié)果為 即tana=y÷(x/2)=1/2或2。這樣算出的結(jié)果準確度更高,更快速,也有利于學(xué)生轉(zhuǎn)換思維,思考問題的時候更加多元化。
還有,許多找規(guī)律的題同樣可以用數(shù)字化的形式來解答。有一次上課我拿了一張紙,將它對折,然后問大家:“現(xiàn)在它變成了幾張?”
“2張!”同學(xué)們回答。我再對折:“那現(xiàn)在呢?”“變成四張了。”我把紙繼續(xù)對折,“那么我現(xiàn)在繼續(xù)對折下去,請問大家,我對折多少次后會變成128張紙呢?”同學(xué)們陷入了沉默,大家都在心里默默地數(shù)了起來。我趁勢問大家:“咱們把想出來的數(shù)字寫在紙上,看看有什么規(guī)律吧。”“哦,是2的N次方!”大家很快看出了端倪。“同學(xué)們說得很對,那么128是2的幾次方呢?”“2的七次方!”“對了,那么我要折多少次才能變成128張紙呢?”“對折七次!”
由此可見,運用好數(shù)與形的關(guān)系,才能讓學(xué)生在解題過程中效率更高,效果更好。
三、數(shù)形結(jié)合,融會貫通
數(shù)與形的關(guān)系十分微妙,既有時候站在對立面,又有時候合而為一,交替使用,只有在我們深層次的了解后,才能夠加游刃有余地將數(shù)形結(jié)合起來。
例如在學(xué)習(xí)長方形面積時,我出了一道題目是在長為15米,寬為12米的草地上修了一條1米寬的筆直小路,那么剩下的草地面積是多少?同學(xué)們很快算出是15×12-15×1=165(m2)。我又增加了一題:“要是把這條筆直小路改為寬總是1米的彎曲小路,那么剩下的草地面積又是多少呢?”“彎曲小路?那怎么算呀?”同學(xué)們不知所措了起來。這時我又順勢引導(dǎo)大家開展“頭腦風暴”:“咱們想象一下,要是把下面的草地往上平移,會發(fā)生什么現(xiàn)象?”“和上面的合到一起了!”大家興奮地說。“對了,那么剩下的小路的面積呢?”“那就和筆直小路的面積一樣嗎!”“大家說得很對,所以只要道寬一樣,面積就是一樣的。”先用形移的方法變形,再進行數(shù)字計算,很好地做到了數(shù)形結(jié)合。
還有一次,我布置了一道求1/2+1/4+1/8+…+1/2n的值,如果逐一計算肯定非常麻煩,同學(xué)們想了很久都不得要領(lǐng),這時我提示大家:“現(xiàn)在我在黑板上畫一個面積為1的正方形,咱們用剪刀來剪這個正方形,每次減去它的一半,那么第一次剪完,剪下來的面積是1/2,剩余面積是1/2,第二次是1/4,第三次是1/8,到了第n次剪下來的面積和剩下的圖形面積多少呢?”“都是1/2n!”大家很快算了出來。“那樣的話我們就可以把每次剪下來的面積相加,就是1/2+1/4+1/8+…+1/2n=1-1/2n啦!”“哦,原來如此。”同學(xué)們恍然大悟。通過這樣數(shù)形結(jié)合,數(shù)形轉(zhuǎn)變的思考,可以讓學(xué)生的思維方式更加靈活多變。
總之,我們應(yīng)當重視數(shù)形結(jié)合在學(xué)生日常學(xué)習(xí)中的靈活運用,在講解題目時加強學(xué)生用數(shù)形結(jié)合思想進行思考的引導(dǎo),讓學(xué)生在遇到同類問題時可以有的放矢,有針對性地用適合的方法進行解答。
(作者單位:江蘇省南通市海安縣李堡鎮(zhèn)初級中學(xué))