河北省唐山市第三十中學 史麗茹
化歸思想,又稱轉化思想,它體現了數學對象之間的轉化,而這種轉化需要一定的條件,需要一定的思想與方法。這種思想與方法即為轉化思想。例如,函數是初中數學教學的重點與難點,其中函數、方程、不等式之間,存在著一種相互轉化的關系,在這個轉化過程中也體現了函數與方程的轉化思想。另外,分類討論思想體現了局部與整體關系與相互轉化。上述這些思想都是化歸思想的具體體現。
下面簡單分析一下初中教學中化歸思想的應用。
例如在講授解三元一次方程時,我們已學過人教版七年級第八章二元一次方程組的加減法和代入法,目的都是將兩個未知數轉化為一個未知數,三元一次方程組也是兩次消元思想的應用。這些問題都體現了“溫故而知新”的教學理念,利用已有知識經驗解決新問題,從而使知識得以拓展和繼續。
有些數學問題結構復雜,若用常規手法過程麻煩,對這個問題,可以從其結構入手,將結構進行轉化,另辟解題途徑。
例如,已知x2-4x-1=0.求式子(2x-3)2-(x-y)(x+y)-y2的值。
這道題一般都會先將所求式子化簡,將其化為3x2-12x+9,再看已知條件是一個一元二次方程,若將解得的兩個無理根代入,顯然計算量太大,這個方法不可取,因此將化簡后代數式的前兩項因式分解,變形為3(x2-4x)+9,將已知條件的等式變形為x2-4x=1,便可輕松代入求得結果。
例如,“螞蟻吃蜂蜜”,圓柱形容器高5 cm,底面周長24 cm,在杯口點B處有一滴蜂蜜,此時螞蟻在杯外壁底部與蜂蜜相對的A處,求螞蟻從A到B處吃到蜂蜜最短距離。
解決方法:將圓柱側面展開成矩形,AD的長是圓柱底面周長24 cm的一半12 cm,BD的長是圓柱的高5 cm,根據勾股定理求出AB=13 cm,即螞蟻從A到B處吃到蜂蜜最短距離是13 cm.
一個問題冥思苦想得不出答案的時候,轉換思維角度便可收到意想不到的效果,而且思維速度還很驚人,所以逆向思維可以讓人換個角度去考慮問題,找出解決問題的辦法。
例如初中幾何經常遇到證明兩條邊相等的問題,如果沿著這個思路去考慮,不轉換角度,問題的難度就很大。但是如果改變思維方向,進行逆向思維,就可以找到解決問題的辦法:只要根據圖形,證明兩個三角形全等就可以解決問題,而證明三角形全等,需要找出三角形全等的條件,看問題中缺少什么條件,要不要作輔助線。最后只需要把這個思維過程反向整理即可。
例如:兩條直線相交,交點最多2個;三條直線相交,交點最多3個;四條直線相交,交點最多6個……問六條直線相交,交點最多有幾個?n條直線相交,交點最多有幾個?若x條直線相交最多有45個交點,求x的值。此題先從特殊條件入手,通過畫圖試驗可很快得出六條直線相交,交點最多有15個。進一步發現規律,交點個數是直線條數n(n-1)/2。再利用一般規律的計算公式得關于x的方程解決特殊問題。它的設計按照特殊到一般再到特殊的結構,符合思維由淺入深的過程。
我們不難發現,教材中有很多問題都是用化歸思想來解決的,因此教師要重視數學思想的教學,發揮數學思想方法在數學中的作用,引導學生認識化歸思想的重要性,并且在解決數學問題時,能夠靈活運用化歸思想,進一步落實素質教育,培養學生的創新能力。