高中数学解题中数形结合的应用思想

发表时间:2021/6/25   来源:《中国教工》2021年第6期   作者:刘权
[导读] 在当前的教育体制改革进程中,注重培养学生的全面发展,提升学生学科方面的核心素养
        刘权
        广西壮族自治区柳州市柳钢一中,广西柳州545005
        摘要:在当前的教育体制改革进程中,注重培养学生的全面发展,提升学生学科方面的核心素养。在高中阶段的数学解题中,“数”与“形”是重要的课程内容,数形结合思想不仅有利于简化课堂教学的重难点,还有利于提升学生的数学解题反思能力,提高学生对数学思维和综合素养的应用。在高中数学课堂中,教师应结合高中生的数学解题思路和学习基础,采取多元化的教学策略,贯彻落实数形结合的应用思想,提高学生的数学学习效率,创设高效的数学课堂。
        关键词:高中数学;解题;数形结合;应用思想

        高中数学是逻辑性较强的抽象性学科,内容非常丰富,理论知识晦涩难懂。数形结合思想简化了数学课堂的教学重难点,将课堂内容中的数学公式以图形的方式呈现出来,为学生提供了解答数学题目的便利性,帮助学生准确并熟练的解题并反思,以提高高中数学的课堂效率。在教学实践中,教师应把握数形结合的概念和特征,科学的运用数形结合思想,帮助学生解决现实的数学问题,以提升学生的解题反思能力,实现新课改的教学目标。
        一、高中数学解题中数形结合思想的概述
        “数”与“形”是数学学科的两块基本内容,数字可以帮助人们进行理解和记忆,图形帮助人们形象的感知数学概念和本质。在高中数学课堂中,数形结合思想始终存在于中小学的数学教材中,将复杂的数学公式简单化,将抽象性的数学概念形象化,是非常有效的数学解题反思思想。高中阶段的数学理论知识包括“数”、“形”、“数形结合”三个方面的知识。“数”包括实数、代数式、方程、方程组、不等式、不等式组、函数等,“形”包括平面几何、立体几何等,“数形结合”包括解析几何等。数形结合思想包括以下三种形式:
        (一)以“数”化“形”
        在高中数学课堂中,部分数学公式和其中的数量关系非常的抽象,学生很难形象的感知,而图形非常的直观,利用图片和简单的线条冲击学生的视觉,激发学生的形象思维,能有效提升学生的解题效率。因此,在教授学生解题思路时,教师应将题目中的“数”借助图形表现出来,寻找“数”与“形”的相互关系,将数量问题转化成图形问题,分析并推理图形,以获得正确的解题思路。在高中阶段的数学题目中,依靠平面几何、立体几何的相关知识,实现以“数”化“形”。一方面,教师应明确数学题目中的数量关系,从已知条件和结论出发,组织学生观察分析,利用数学公式,绘画出图形。另一方面,教师应根据具体的数学题目,引导学生绘制针对性的图形,并根据绘制图形的性质和意义,得出正确的解题思路和结果[1]。
        (二)以“形”变“数”
        图形是非常直观、形象的,但是数学问题需要在定性的基础上定量,借助数量关系进行运算,尤其是针对复杂的图形,需要根据图形的几何意义和几何特征,挖掘题目中的数量关系,将“形”转化为“数”,最终得出正确的运算结果。一方面,教师应明确题目中的图形特征和意义,根据题目中已知的图形性质,探究最终的解题结果。另一方面,学生根据题目中的图形分析相对应的代数形式,通过已知条件和最终结论,利用有效的数量公式正确解答数学问题。


        (三)“数”“形”互变
         数量关系与图形的互变是针对复杂问题提出的高层次解题思路。教师通过讲授“数”“形”互变的例题,教授有效的解题思路,促使学生进行全方面的考虑,不仅考虑从严密的数量关系转化为直观的图形这一解题思路,还应考虑从直观、形象的图形转化为严密的代数关系。在进行“数”“形”互变时,应兼顾数学题目中的已知条件和隐藏条件,认真分析题目中的数量关系和图形特征。“数”“形”互变主要包括见“数”想“形”,见“形”思“数”,将“数”与“形”进行有机结合,以灵活应用数形结合的思想。
        二、高中数学解题中数形思想的应用措施
        (一)“以形辅数”和“以数助形”
        在高中阶段的解题中,教师应将数形结合思想与解题思路相融合,以提升学生的解题效率和解题正确性。第一,利用直观、生动的“形”表示抽象的“数”。例如,利用函数图像反应函数的性质。第二,利用定量的“数”表示图形的精确性和严密性。例如,利用曲线方程式表示曲线的几何特点。在高中阶段的数学解题实践中,教师应科学的运用数形结合的解题思想,将数量与图形进行有效的结合,以构建高效的解题思路。数形结合思想的突出特点是,将抽象的数学语言与具象的图像相结合,实现高中数学代数问题与几何问题的相互转化,以构建完整的数学逻辑体系[2]。例如。在学习求函数值域时,教师应设置“求函数 f(x)=sinx÷(cosx-2)的值域”时,教师应带领学生分析题目,根据数学公式画出图形,将求值域问题转化为求斜率范围的问题,在绘制的图像上设置移动的点P(cosx,sinx),固定点A(2,0),求直线PA的斜率。通过简单的图像绘制,得出正确的结论[-√3 ,0]。在高中数学解题中,利用数形结合思想,应具备一定的数学概念、几何图形等相关理论知识,分析数量关系中的几何意义和几何图形中的代数意义。高中数学教师在设置参数时,应实现数形之间的有效转化,以保证正确的参数取值范围。
        (二)简化数学解题的重难点
         在素质教育背景下,高中数学课堂不应仅仅局限于数学课本上的理论知识,还应提升学生的数学思维能力,通过解题过程中的分析问题、解决问题,激发学生的发散性思维,以培养学生的数学综合素养。在高中数学课堂中,教师应明确高中数学的实际意义,运用数形结合的思想进行数学公式的推理,作出详细的证明步骤,以激发学生的学习内驱力,提升学生数学解题的积极性和主动性。因此,在教学实践中,教师应从学生的视角出发,明确数学学习的内涵与本质,科学运用数形结合思想,构建整体性的思维结构,理顺学生的解题思路,以不断创新思维结构,优化学生的解题方法,在拓展学生的数学思维和眼界基础上,提高学生解决数学问题的正确率[3]。
        结语:
        在高中阶段的数学课堂中,教师应发挥数形结合思想的积极作用,将定量的代数关系与几何图形进行相互融合、相互转化,帮助学生树立解题思路,以激发学生的数学解题内驱力,培养学生的数学逻辑思维。
        参考文献:
        [1]刘涛. 高中数学数形结合教学实践探索——以直线与圆的位置关系为例[C]// 2020年教育信息化与教育技术创新学术论坛(南昌会场)论文集(三). 2020.
        [2]侯建芳. 高中数学数形结合思想方法在高中数学教学与解题中的应用分析[J]. 信息周刊, 2019, 000(047):1-1.
        [3]袁月东. 高中数学中数形结合解题思想的整合运用实践[J]. 科普童话, 2019(4):17.
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