數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

張歡歡

數(shù)學(xué)是高中階段的重點課程之一，學(xué)生數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)十分關(guān)鍵，學(xué)好數(shù)學(xué)要求學(xué)生擁有良好的邏輯思維和思辨能力。然而在現(xiàn)實教學(xué)中，數(shù)學(xué)是很多學(xué)生最為頭疼的科目，原因是他們沒有掌握正確的解題方法，導(dǎo)致思路狹窄，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)成績不理想。本文圍繞著數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用展開論述，以期幫助學(xué)生提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生數(shù)學(xué)成績。在課程改革的背景下，傳統(tǒng)教育模式已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)需求，在當前的高中數(shù)學(xué)教學(xué)中，學(xué)生需要掌握多元化的數(shù)學(xué)技巧，學(xué)會用數(shù)學(xué)思維解決問題，提高解題正確率，這就引起了廣大數(shù)學(xué)教師的思考，在教學(xué)過程中要不斷改進教學(xué)方法，提高課堂質(zhì)量，數(shù)形結(jié)合教育思想的使用，能提高學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)綜合能力，鼓勵學(xué)生思維朝著更加全面的方向發(fā)展。讓學(xué)生用更加清晰的思維理解和掌握數(shù)學(xué)概念，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和數(shù)學(xué)實際操作能力，所以，如何把數(shù)形結(jié)合更好地帶入高中課程，讓學(xué)生能建立起屬于自己的解題方式，是教師應(yīng)該著重關(guān)注的問題。在日常學(xué)習(xí)中，也應(yīng)督促學(xué)生多運用不同的解題方法，解題思路，提高學(xué)習(xí)效率，從而提高成績。

一、數(shù)形結(jié)合思想介紹

“數(shù)形結(jié)合”顧名思義便是將“數(shù)”與“形”相結(jié)合來解決問題，是一種新型高效的解題方式，將其運用到高中數(shù)學(xué)中，可以使枯燥的數(shù)學(xué)問題變得生動有趣。從本質(zhì)上來講，就數(shù)學(xué)問題的學(xué)習(xí)和研究，我們可以把它們量化成多對數(shù)量關(guān)系以及空間形式代數(shù)，體現(xiàn)的是一定的數(shù)量，幾何呈現(xiàn)的是空間表現(xiàn)形式，從這個角度來說，數(shù)字和圖形能相輔相成，相得益彰，他們二者之間本身就有互相轉(zhuǎn)化的天然橋梁，單純地利用數(shù)字來表達問題較為抽象，但如果能把它化成直觀的圖形，就能較為簡便地進行條件的等價替代，在研究數(shù)學(xué)數(shù)量關(guān)系時，可以利用圖形展開研究，這樣有助于問題的思考和解決，從數(shù)學(xué)劃分上來講，代數(shù)和幾何屬于兩個不同的數(shù)學(xué)領(lǐng)域，但是二者之間可以有機結(jié)合，相互統(tǒng)一。因此數(shù)形結(jié)合是高中數(shù)學(xué)常用的解題方法，也是一種慣用的思維模式。學(xué)生在解決數(shù)量關(guān)系問題時，可以把它們化成圖形，以此形式表現(xiàn)出來，完成由數(shù)字到具體圖形的轉(zhuǎn)換，在解決幾何類問題時，也可以把圖形信息轉(zhuǎn)化為相關(guān)的數(shù)字問題，讓數(shù)字和幾何呈現(xiàn)出互相結(jié)合的辯證關(guān)系，發(fā)揮代數(shù)與幾何各自領(lǐng)域的優(yōu)勢，方便學(xué)生在解題中明確思路，提高正確率。簡言之，數(shù)形結(jié)合是一種有效的教育方法，有助于學(xué)生理清數(shù)字和圖形之間的內(nèi)在聯(lián)系，有利于代數(shù)含義和幾何圖形的含義分析，數(shù)形結(jié)合一般被運用在具體的數(shù)學(xué)問題解決中，能給人帶來嶄新的問題思考角度把問題由抽象的數(shù)字變成具體的圖形或者把抽象的圖形變?yōu)榫唧w的數(shù)字，二者之間的轉(zhuǎn)換有一定的規(guī)律，人們可以從不同的角度思考問題的簡化思路，這樣一來，學(xué)生的解題思維就被打開了，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)思路更加寬廣。因此，在高中的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中，當學(xué)生遇到類似于空間概念，圖形思考或者是數(shù)量關(guān)系方面的難題，與其冥思苦想，不如采用“數(shù)形結(jié)合” 的方式，一定能將復(fù)雜的幾何數(shù)學(xué)問題簡單化，從而幫助學(xué)生更好地解決抽象數(shù)學(xué)問題。

二、數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）等價策略

等價策略是數(shù)形結(jié)合的常用方法之一，在具體課堂教學(xué)中，教師可以結(jié)合數(shù)形結(jié)合的方式，把代數(shù)與幾何問題展開，等價交換，學(xué)生在數(shù)學(xué)問題的解決過程中需要根據(jù)實際情況加以選擇，不論是使用代數(shù)，還是使用幾何方式，兩者方法并沒有優(yōu)劣之分，而是要酌情使用數(shù)字與圖形相互轉(zhuǎn)換的過程，必須要保證總值的等價，防止錯誤運用，例如，在函數(shù)這一章節(jié)的學(xué)習(xí)中找出函數(shù)值在坐標系中的位置。這種函數(shù)值具有唯一性，只有函數(shù)圖像和函數(shù)數(shù)值保持一致，才能確保數(shù)量關(guān)系的正確，否則數(shù)字和圖形并不能進行等價轉(zhuǎn)換，學(xué)生要快速找到數(shù)形結(jié)合的問題切入點，提高解題效率。

（二）雙向策略

高中數(shù)學(xué)知識內(nèi)容全面且廣泛，僅僅依靠理論教學(xué)很難讓學(xué)生全部理解，而且數(shù)學(xué)公式之間的共性單靠學(xué)生很難總結(jié)出來。所以，選擇高效而明確的策略來為學(xué)生表述理論知識，進而整合成一整套系統(tǒng)化的知識。

將數(shù)形結(jié)合法與電子信息技術(shù)相結(jié)合，就能將類似于函數(shù)圖像等以動態(tài)形式展現(xiàn)出來，通過動態(tài)化的教學(xué)課件、動畫、繪圖等形式在數(shù)學(xué)問題的講授中，教師可以向?qū)W生分別展示代數(shù)解題和幾何解題的不同方法，讓學(xué)生受到潛移默化的思想影響，逐漸明確代數(shù)與幾何的優(yōu)劣勢，也能領(lǐng)略到數(shù)形結(jié)合的巨大優(yōu)勢，代數(shù)解題法往往比較抽象，而幾何解題法通過圖形的表述能讓問題得到更直觀的轉(zhuǎn)化，二者的結(jié)合可以優(yōu)勢互補。有一些比較簡單的數(shù)學(xué)題，則不需要利用畫圖解法，否則會十分不方便，這一類問題運用代數(shù)解題法往往會更加直觀明了，而對一些條件繁多的題目，則可以選擇把代數(shù)轉(zhuǎn)化為幾何的方式加以解決，縮短解題時間得出最終的正確答案，因此，數(shù)形結(jié)合方式的選擇，需要根據(jù)題目條件作出判斷，只有具體問題具體分析，才能充分發(fā)揮數(shù)形結(jié)合的優(yōu)勢。這就是數(shù)形結(jié)合運用的雙向策略，學(xué)生要在教師的帶領(lǐng)下耐心分析問題，做出正確的判斷，教師也要悉心引導(dǎo)學(xué)生，找到正確的解題思路。

（三）簡潔策略

高中數(shù)學(xué)教材中蘊涵了諸多數(shù)學(xué)解題思想和方法，教師在課堂教學(xué)時，要把恰當?shù)乃枷牒徒忸}策略融入知識點的講授過程，根據(jù)不一樣的題型選擇有差異化的引導(dǎo)策略。高中學(xué)生面臨著高考的壓力，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)必須要取得優(yōu)異的考試成績才能達到高考的要求，考入理想大學(xué)，因此在解題過程中，一定要以縮短時間，提高正確率為基本目標，這就要求解題過程盡量簡潔，用簡單的步驟得到更加精準的答案，具體而言，如果學(xué)生在做選擇題之類的客觀題，不需要用過于精準的圖像去體現(xiàn)條件，只需要找出數(shù)值的大概區(qū)間，畫出簡易圖像就可以用排除法獲得正確的答案，然而在解決主觀題之類的大題是數(shù)值的計算，需要精準，在這時學(xué)生就要利用數(shù)形結(jié)合的方式，把數(shù)字精準帶入到圖像中表達出來，總體來說對數(shù)形結(jié)合思想的運用要因題而異，讓做題過程更加簡化，教學(xué)工作者也要倡導(dǎo)簡單構(gòu)圖，在節(jié)約時間的前提下快速理解問題，用圖形把數(shù)字知識快速表達出來，讓學(xué)生高效率地對題目進行了解和判斷，養(yǎng)成良好的解題習(xí)慣。

（四）趣味策略

數(shù)學(xué)是非常理性的一門科目，內(nèi)容知識復(fù)雜，對學(xué)生來說，需要吃透各種類型的數(shù)學(xué)定律，學(xué)習(xí)過程比較枯燥乏味，很容易讓學(xué)生對數(shù)學(xué)產(chǎn)生反感，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)數(shù)學(xué)積極性不強，課堂效率差，因此，教師在進行數(shù)學(xué)教學(xué)的時候可以運用數(shù)形結(jié)合來提高課堂的趣味性，讓學(xué)生在易懂的圖形中去理解各種抽象的公式和法則，提高學(xué)生的積極性。因為相對于文字來說，圖像更能使人印象深刻，更容易被學(xué)生記住，讓繁雜的公式法則不再成為困擾學(xué)生的難題，對學(xué)生后續(xù)進行更高難度的數(shù)學(xué)課程也有促進作用。課堂輕松有趣，容易理解，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情也會提高，在解答問題的時候也會輕松，更容易拓寬思路，舉一反三，進而培養(yǎng)出學(xué)生的創(chuàng)新意識，隨著課程的推進，學(xué)生會更傾向于自己解決問題，并能靈活運用數(shù)學(xué)知識來解答數(shù)學(xué)難題，學(xué)生的數(shù)學(xué)成績也會進一步提高。

三、數(shù)形結(jié)合思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的具體運用建議

（一）以圖形解釋代數(shù)

數(shù)形結(jié)合思想的運用，最關(guān)鍵的策略就是用圖形來解釋數(shù)字幾何和代數(shù)分開學(xué)習(xí)都是數(shù)學(xué)難點，可以利用數(shù)形結(jié)合的形式轉(zhuǎn)變學(xué)生傳統(tǒng)思維定式，突破思維局限性，把抽象圖形或抽象數(shù)字放在一起進行結(jié)合與轉(zhuǎn)換，方便學(xué)生快速理解，比如，在學(xué)習(xí)關(guān)于異面直線相關(guān)內(nèi)容時，如果單純講解異面直線概念，學(xué)生很難感同身受，也會認為知識內(nèi)容過于抽象化，這時教師就可以把異面直線用直觀的幾何圖形展示出來，加深學(xué)生對知識的理解程度，促進學(xué)生對異面直線相關(guān)概念和內(nèi)容的掌握，提高學(xué)生對抽象知識的理解能力和運用能力。

（二）結(jié)合教材內(nèi)容

在高中的數(shù)學(xué)教學(xué)中，絕大多數(shù)的數(shù)學(xué)知識，同數(shù)形結(jié)合思想方法之間存在不可分割的緊密關(guān)聯(lián)。例如，在不等式中，能通過常規(guī)方式的運用，對絕對值不等式進行求解，同時，還可以通過“形”方式的運用，換言之，就是通過絕對值自身幾何意義的運用，從而做出求解。而針對教師來講，必須要將此優(yōu)勢充分加以應(yīng)用，可以高效完成數(shù)形結(jié)合思想方法的實踐教學(xué)。例如，教師在教學(xué)“排列組合”的過程中，時常會得出眾多不同的可能以及結(jié)果，而如果發(fā)生排列組合所得的結(jié)果較多，或者是情況較為復(fù)雜之時，以往所采取的口述傳授、講解的方式極有可能發(fā)生敘述不清、表述重復(fù)等現(xiàn)象。由此可見，教師可以通過對數(shù)形結(jié)合等思想方式的運用，以及通過樹形圖的方式，把可能出現(xiàn)的結(jié)果及其情況繪制在黑板上，這樣就可以更加直觀、生動地展示整個結(jié)果排列組合的過程，從而使高中生能更加一目了然，在記憶和掌握有關(guān)知識點的期間，又不至于出現(xiàn)邏輯紊亂、記憶重復(fù)的現(xiàn)象。

（三）運用于數(shù)學(xué)作業(yè)中

在數(shù)學(xué)作業(yè)中使用數(shù)形結(jié)合的思維方式，教師不但可以幫助高中生對數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)進行有效鞏固，并且還能通過數(shù)形結(jié)合思維方式的練習(xí)，進而幫助高中生進行深入分析，從而引導(dǎo)他們能提高數(shù)學(xué)問題的解決能力。例如，在對不等式數(shù)學(xué)題目求解的過程中，教師可以引導(dǎo)高中生在草稿紙上將計算的相關(guān)步驟、最終的計算結(jié)果明確、清晰地寫出，并且在附近的空白位置建立直角坐標系，精準畫出不等式所表示的區(qū)域，同時，通過圖像構(gòu)建方式的應(yīng)用，對不等式的最小值或者是最大值做出明確表示。另外，在對最終計算結(jié)果的檢驗工作完成以后，為其布置需要應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想方法來完成的數(shù)學(xué)作業(yè)，確保高中生能在日常生活、課余時間的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)期間，依然可以熟練并且自覺應(yīng)用數(shù)形結(jié)合思想方法。

（四）數(shù)形變換，以數(shù)變形，以形化數(shù)

以數(shù)變形，就是將枯燥乏味的數(shù)學(xué)抽象難題借圖形進行表達，讓問題變得簡潔明了，通過直觀的圖形，學(xué)生會更好地理解數(shù)學(xué)知識，從而提高對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣，會主動運用數(shù)形結(jié)合來鉆研更深的數(shù)學(xué)知識。數(shù)形結(jié)合思想的運用在中學(xué)階段數(shù)學(xué)課堂教學(xué)過程中進行深入運用可以有效實現(xiàn)發(fā)展學(xué)生抽象概念理解能力的教育目標。眾所周知，中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，抽象化及概念化的教學(xué)特點是影響學(xué)生知識理解和應(yīng)用能力發(fā)展的關(guān)鍵因素和主要問題。很多學(xué)生對抽象的數(shù)學(xué)概念和知識理解效果不好，導(dǎo)致綜合學(xué)習(xí)水平提升速度較慢。例如，在數(shù)學(xué)教學(xué)“隨機事件與概率”一課展開過程中，教師可以根據(jù)學(xué)生的實際情況展開小組合作學(xué)習(xí)，通過多元化的合作形式結(jié)合實踐教學(xué)方法，強化發(fā)展學(xué)生知識運用能力。對此，教師首先要根據(jù)學(xué)生性格特點、學(xué)習(xí)能力以及學(xué)生的個人意愿進行合理的分配學(xué)習(xí)小組。其次，要深度挖掘教材內(nèi)容，布置具有學(xué)習(xí)價值的數(shù)學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生以小組的形式進行討論學(xué)習(xí)。可以參考函數(shù)方面，大多數(shù)學(xué)生看到密密麻麻的函數(shù)，都會覺得較為困難，枯燥，教師將函數(shù)圖像的方法和技巧傳授給學(xué)生，使學(xué)生能自由變換，并了解其中的特點規(guī)律。以形化數(shù)，則是要求學(xué)生將以數(shù)變形活學(xué)活用，舉一反三，能將圖形轉(zhuǎn)化為數(shù)量關(guān)系，嘗試用圖形來推導(dǎo)出數(shù)學(xué)公式，有利于提升教師的教學(xué)效率，使學(xué)生主動探索數(shù)學(xué)知識的奧秘。

如在數(shù)學(xué)教學(xué)“二元一次方程”展開過程中，教師首先對數(shù)學(xué)教材進行講解，讓學(xué)生理解二元一次的方程的改變，并加強學(xué)生二元一次方程與一元一次的方程的聯(lián)系，構(gòu)建合理的數(shù)學(xué)圖形，落實數(shù)形結(jié)合思想的滲透，加強學(xué)生的理解能力，從而有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。其次教師可以導(dǎo)入數(shù)學(xué)經(jīng)典例題，提高學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，在數(shù)學(xué)問題雞兔同籠中，一共有50個頭，140只腳，問雞和兔子一共有多少只？教師可以從一元一次方程入手，并逐漸帶入二元一次方程中，一方面可以給予學(xué)生一定的適應(yīng)時間，加強學(xué)生對二元一次方程的理解，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。因而，這對教師的要求也更加嚴格，教師在講的過程中不僅要讓學(xué)生對課本上的內(nèi)容有一定的了解，還要加強對他們獨立思考能力的培養(yǎng)。教師也可以借助圖形把應(yīng)用題的條件，算理很好地詮釋出來，把數(shù)形結(jié)合的思想充分運用到教學(xué)中去，這在很大程度上也能提高學(xué)生獨立思考的能力。

四、結(jié)語

綜上所述，數(shù)形結(jié)合法是一種高效的學(xué)習(xí)技巧，既包括數(shù)學(xué)知識，也有數(shù)學(xué)思想和方法。數(shù)形結(jié)合思想也是一種涉及領(lǐng)域廣泛的一種思想，不論是對教師做好數(shù)學(xué)教學(xué)工作還是學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)都有很大作用。運用好數(shù)形結(jié)合教學(xué)，教師能有效提升教學(xué)水平，構(gòu)建高效課堂，學(xué)生也得到了更多的解題思路，并簡化為更高效的、屬于自己的解題方式。這樣才能使學(xué)生對數(shù)學(xué)不再害怕，不再反感，轉(zhuǎn)而主動地去學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，認識數(shù)學(xué)，理解數(shù)學(xué)，使數(shù)學(xué)課堂生動有趣有意義。

（宋行軍）