摘要:类比作为一种推理形式,在数学的发展中起着重要作用,在数学课堂教学中恰当的运用类比能有效突破知识难点,顺利帮助学生完成知识建构,同时培养学生的知识迁移应用能力。
关键词:高中数学;有效性;类比法
在多年的教学生涯中,常有学生问这样的问题:“怎样才能迅速找到解决数学问题的方法?怎么想到应该用这样的方法求解?”笔者明白,他们欠缺的是知识的积累,没有形成系统的知识认知结构,解题时不能和做过的类似题型联系起来,不能及时调出曾经“储存”在大脑中的用过的类似方法,也就是缺乏类比迁移的数学思想。而学习数学,最需要的就是这种知识迁移能力。
一、类比法是数学中重要的思想方法
《普通高中数学课程标准》(实验)指出“高中数学课程应注意提高学生的数学思维能力,这是数学教育的基本目标之一。人们在学习数学和运用数学解决问题时,不断经历直观感知、观察发现、归纳类比、空间想象、抽象概括、符号表示、运算求解、数据处理、演绎证明、反思与建构等思维过程。这些过程是数学思维能力的具体体现,有助于学生对客观事物中蕴涵的数学模式进行思考和做出判断。数学思维能力在形成理性思维中发挥着独特的作用。”
二、类比法的数学理论基础
所谓类比推理,是指由两类对象具有某些类似特征和其中一类对象的某些已知特征,推出另一类对象也具有这些特征的一种推理方法。也就是说,如果对象甲有性质A、B,对象乙也有性质A、B,而对象甲还有性质C,从而推知对象乙也可能有性质C的一种推理。类比推理是一种由特殊到特殊的推理方法。是一种寻求解题思路,猜测和发现问题答案或结论的重要方法。
在高中数学教学中,对类比推理这种思维形式,课本提得较少,而且由于类比推理所得结论的真实性是不确定的,因而它不能作为严格的数学推理方法。所以在教学中,教师往往忽视它。学生在学习中也很少能想到类比,但类比推理作为一种重要的思想方法,就算在崇尚严格逻辑推理的数学中,有时也起到重要作用。因此在教学中应给予应有的重视。
三、类比法在高中数学中的体现与应用
类比方法在教学中十分有用,它可以沟通不同的知识板块,充分调动所学知识,拓展解题思路。那么如何使学生形成这种思维呢?笔者认为教师在平常的教学活动中,应该有意识地将类比思想渗透于教学的各个环节中。数学知识之间往往存在着紧密的联系,新知识往往是若干旧知识的重新组合或是旧知识的引伸和拓展。因此,掌握旧知识是学习新知识的基础,新知识是旧知识的延伸和发展。类比方法成为新旧知识联系的纽带,既加强了知识的纵向沟通,同时又鲜明地展示了知识的获取过程,形成清晰的知识脉络,把新知识纳入原有知识结构中。
1.将类比法引入新概念的教学,可使学生更好地理解新概念的内涵与外延。数学中的许多概念,知识点之间有类似的地方,在新概念的提出与新知识的讲授过程中,可以运用类比的方法,因为被用于类比的特殊对象是学生所熟悉的,所以学生容易从新旧内容的对比中接受新知识,掌握新概念。
在高中数学中可通过类比法引入的概念非常多,如:对球的概念教学可与圆的概念进行对比。“平面内与定点距离等于定长的点的集合是圆。定点就是圆心,定长就是半径。” “与定点的距离等于或小于定长的点的集合叫做球体,定点叫做球心,定长叫做球的半径。”
教师在教授“球”这一概念时,可先让学生复习“圆”的概念。然后设问,“如果我们将概念中的‘平面’换成‘空间’会得到什么样的结果呢?”让学生进行想象、讨论,充分调动同学们的积极性。新概念的建立,完全可以由学生自己完成。通过这样的类比设问,将知识建构的主动权还给学生,能更好地激发学生学习数学的积极性。
2.将类比法用于定理法则的教学,可加深对定理法则的理解和记忆,使所学知识系统化。如:复数的四则运算加减法一节中,可这样设问,“类比以前学过的合并同类项,你认为两个复数a+bi与c+di的和或差应该是什么?”学生通过讨论很容易得出复数的加减法法则:“两个复数相加(减),把实部和虚部分别相加(减),虚部保留虚数单位即可。”复数乘法也可和整式乘法类比进行类似处理。
从上面几点可以看出,类比在新课导入,公式定理的记忆和证明,新知识的探索发现,解题思路的获取等方面有着重要作用。《2009年全国普通高等学校招生全国统一考试大纲》(数学)要求考生具备五大能力:思维能力、运算能力、空间想象能力、实践能力及创新能力。创新意识是理性思维的高层次表现,对数学问题的“观察、猜测、抽象、概括、证明”,是发现问题的和解决问题的重要途径,在教学中用好类比法启发式教学,能有效帮助学生梳理原有知识,产生迁移,探索新的知识领域,形成新的观点,使原有知识结构得到补充、改造和逐步完善。学生对数学知识的迁移、组合、融会的程度越高,显示出的创新意识也就越强。
虽然类比推理出的结论不一定正确,但它却能教会学生一种探索问题的方法。这也正是目前我们要把学生从“学会”转化为“会学”的一种有益的尝试。因而在教学中充分运用类比法培养学生的知识迁移能力,有不可估量的作用。
(作者单位:广西钦州市第二中学 535000)
论文作者:蒙国壮
论文发表刊物:《中学课程辅导●教学研究》2018年7月上
论文发表时间:2018/10/30
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