数形结合思想在初中数学教学中的渗透探索

发表时间:2021/4/1   来源:《教学与研究》2020年33期   作者:陶慧
[导读] 数形结合思想作为先进教学思想方法,初中阶段学生逻辑思维能力已经初步形成
        陶慧
        西安高级中学十一中分校       710021
        摘要:数形结合思想作为先进教学思想方法,初中阶段学生逻辑思维能力已经初步形成,这就要求教师在教学的过程中,灵活运用数形结合思想,有效解决数学问题,强化学生逻辑思维能力,拓展学生解题思路以保障教学质量。
        关键词:初中数学;数形结合;意义;渗透策略;实数;函数;不等式
引言:
        当前很多学校和教师都喜欢,在数学方面的实际教学中,引入数形结合解题手段,其根本原因在于数形结合能够将生硬刻板的知识点,化难为简,化抽象为具象,所以能良好地集中学生们在数学方面学习的注意力,激发学生在数学学习的兴趣和积极性,提升学生的空间想象能力与分析问题能力,培养学生逻辑推理、直观想象的数学核心素养。
1.数形结合思想在初中数学教学中的实际意义
1.1有利于引导初中生更加有效地解决数学问题
        数形结合属于数学教学中一种重要的教学手段,也是一种比较常见的数学转化思维模式。教师将教材中十分复杂的数学语言转变成浅显易懂的数学图形,这就是抽象思维和形象思维的有机结合的直观体现【1】。新课标、教学新理念下,有很多晦涩难以理解的数量关系可以直接转变成比较直观的图形,利用比较丰富的不同图形性质转化为直观和形象的性质进行计算,同时还可以将图形转变成数学语言,然后直接展开分析和计算,能够促使初中生更高效率的将数学问题妥善解决。
1.2有利于强化初中生的逻辑思维能力
        数学概念通常是一种比较抽象化的概念,而“数形结合”可以使得一些比较抽象化的概念变得更清晰和具体,变抽象为具象,使得初中生可以更加容易的理解、接受并掌握。从“数”到“形”再从“形”到“数”的思维变换,不仅增加了学生思维的广度、深度,将思维引向纵深,是初中学生的思维不在单薄。
       
        问题1:说说你由上图能获得的所有信息?
        问题2:将图中直线l向下平移1个单位,求平移后直线的解析式?
        问题3:将图中直线l向右平移3个单位,求平移后直线的解析式?
        
        问题1为课本习题,开放型巩固一次函数相关基础知识点,一次函数与两坐标轴的交点、一次函数所在象限、一次函数增减性。问题2、3、4、5让学生经历找关键点,由点的平移到图像的平移。并能熟练应用待定系数法求直线解析式。问题6深化探究一次函数问题,感悟数形结合的数学思想。综合应用点到直线的距离、两直线的距离、勾股定理解决问题,并再次巩固待定系数法求直线解析式。
“数形结合”教学方式能够显著提升初中生逻辑思维能力,促使初中生数学解题能力显著提升,促使数学问题解决更为便捷,简单。
1.3有利于拓展初中生的解題思路
        新课标、教学新理念下,初中阶段数学教学,教师需要拓宽初中生解题思路。在解答应用类习题时,运用数形结合解题手段,能够摆脱干扰项,有效挖掘已知条件,增强初中生对习题的理解;在解答方程式、应用函数等习题时,运用数形结合解题手段,能够使解题过程更简便,大大提升了初中生的解题效率。
2.数形结合思想在初中数学教学中的渗透策略
2.1数形结合思想解决实数问题
        在教授实数问题的时候,引入数形结合模式,例如,数轴上有a,b,c三个点,实数a在实数c的右侧,实数a和实数c都在0的左侧,实数b在0的右侧,请问,|a+b|-|c-b|化简后的结果是多少?答案A是a+c,答案B是-a-2b+c,答案C是a+2b-c,答案D是-a-c。数学教师可以先引导初中生根据题目中描述的实数a、实数b以及实数c的位置,在数轴上画出来,具体如图2所示。然后,认真、仔细地观察数轴上三者之间的关系,在原点左侧的实数a和实数c是小于0的,在原点右侧的实数b是大于0的,还可以知道,c<a<0,b>0的同时|b|>|a|,再进行下一步的认识和理解,可以继续得知,a+b>0,c-b<0,最后可以进行化简得出答案,答案A是正确的【2】。通过这道题,初中生可以深刻认识和了解到数形结合的思想和具体的解题方法,题目中涉及到绝对值的相关知识,也涉及到了数轴的使用,二者之间存在着一定的联系。同时初中生需要熟悉非负数的相关知识和数轴的特点,将几种数学知识混合在一起,最终求出正确答案。

图2

2.2数形结合思想解决不等式问题
        在不等式与不等式组教学时,教师可以引入数形结合教学模式,降低解题难度【3】。例如,若a、b、x、y是实数,a2+b2=1,x2+y2=1.求证:ax+by≤1。若初中生此时直接按照代数的解题思路进行解题,就会一步一步进行等式拆解,其中只要有一个步骤出现错误,就会导致这个题最后的结果是错误的,为此教师可以引入数形结合的解题思想,作直径AB=1的圆,在AB两边任作Rt△BCAB和Rt△BDA,以此让CA=a,CA=b,DB=x,DA=y,在引入勾股定理,就能知道a、b、x、y是契合题意条件的,所以BCAD+ACBD=CD+AB。所以AB=1≥DC,最后就可知ax+by≤1[4]。
2.3数形结合思想解决函数及其图象问题
        函数教学作为初中阶段难点之一,教师在进行函数教学的时候,需要运用多种教学模式,数形结合有助于初中生对知识内容进行理解【4】。例如,二次函数y=ax2+bx+c,其图象是开口向上的,并且该图象过点(-1,2)和(1,0),与此同时,该图象和y轴在负半轴相交,问题1:a>0是否正确?问题2:b>0是否正确?问题3:c>0是否正确?问题4:a+b+c=0是否正确?问题5:abc<0是否正确?

图7
        在这道数学试题中,数学教师可以引导初中生运用数形结合的方式进行解答,先通过图象中抛物线的开口方向,来确定第一个问题中的a与0之间是什么关系,最后可简单推出a>0是正确的【5】。然后,初中生通过观察发现抛物线的对称轴处于y轴的右侧,同时通过第一个问题知道了a>0,所以b<0。接下来,初中生认真、仔细地观察该图象,并找寻题目中的相关信息,题目上提到过抛物线与y轴在负半轴相交,所以得出c<0。初中生通过观察图象可以知道,当x=1的时候,y=0,所以a+b+c=0是正确的。通过前三个问题已经知道了a>0,b<0,c<0,所以abc>0。
总结:
        综上,数形结合教学模式在初中的数学中被广泛的应用,数形结合教学模式可以进一步提升初中生学习数学知识的能力,还能够提升教师的教学质量,这对于初中生和教师来说都具有积极的促进作用。教师在进行数学实践教学的过程中,一定要保证每一位同学都要掌握数形结合学习的基本方式和要领,进一步提升初中生学习数学的自信,进而促进初中数学教学的进一步发展。
参考文献:
        [1]李峰云. 数形结合思想在初中数学教学中的渗透分析[J]. 教育革新,2020,(08):24.
        [2]陈莲妹. 论数形结合思想在初中数学勾股定理教学中的渗透与应用[J]. 科学大众(科学教育),2020,(07):19.
        [3]梁秀芳. 数形结合思想在初中数学教学中的渗透与应用[J]. 新课程,2020,(27):91.
        [4]温富豪. 数形结合思想在初中数学教学中的渗透研究[J]. 数学学习与研究,2020,(13):129-130.
        [5]沈芬云. 数形结合思想在初中数学教学中的渗透[J]. 理科爱好者(教育教学),2020,(03):143-144.
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