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前苏联著名数学家C·A·雅诺夫斯卡娅曾向奥林匹克竞赛参加者们发表了《什么叫解题》的演讲,她的答案显得惊人地简单,完全出乎人的意料:“解题就是把题归结为已经解决过的问题”,这句话实际上就体现了化归.
化归的核心是把新知转化为旧知,把生题转化为熟题.事实上,解题的过程就是一个缩小已知与求解的差异的过程,是求解系统趋近于目标系统的过程,是未知向熟知转化的过程,所以每解一道试题,无论是难题还是易题,都离不开化归.因此可以说高考中的每一道试题,都在考查化归意识和转化能力.
将待解决的问题A转化归结为另一个问题B的过程中所采取的转化手段,我们称之为化归策略.
常用的化归策略有一般化与特殊化策略、分解与组合策略和RMI原则策略.本文拟从这三个方面对2014年高考福建卷进行评析.
1 基于一般化与特殊化策略考查的试题评析
由于高考有时间的限定,因而“从何处下手”、“向何方前进”这两个基本问题是高考取得好成绩的关键,这时候特殊化不失为一条行之有效的解题策略.正如数学教育家波利亚所说:“我们应该讨论一般化、特殊化和类比这些过程的本身.他们是获得发现的伟大源泉.”
2 基于分解与组合策略考查的试题评析
“分解与组合是重要的智力活动,对于很多问题特别是比较困难的问题,我们有必要把问题分解成几部分,然后试用某个新方式重新组合其元素.尤其是,我们可能把问题的元素重新组合成某个新的更易下手的问题.”[1]这种化归策略是“化大为小,化繁为简”转化思想的体现.
高考作为选拨性考试,侧重能力测验.解题的关键往往是对试题提供的信息进行合理地分解、组合、加工,寻找解决问题的办法.
例3 (理10)用a代表红球,b代表蓝球,c代表黑球.由加法原理及乘法原理,从1个红球和1个蓝球中取出若干个球的所有取法可由(1)(1)ab++的展开式1 abab+ + +表示出来,如:“1”表示一个球都不取、“a”表示取出一个红球、而“ab”则表示红球和蓝球都取出来.依此类推,下列各式中,其展开式可用来表示从5个无区别的红球、5个无区别的蓝球、5个有区别的黑球中取出若干个球,且所有的蓝球都取出或都不取出的所有取法的是
本题的化归过程是考虑求解问题时应从哪几类入手化归,即通常说的“分解与组合”.
由于分类时条件的加强,故可降低整体问题的难度,当然分解之后的组合也是非常重要的.
老子曾说过:“天下难事必作于易,天下大事必作于细.”高考中的有些数学问题太大,太抽象,我们往往难以把握,这时候就要考虑能不能“化整为零,各个击破”,再加以整合.
当然,对问题的分解不仅仅是对叙述问题的语句进行分解,更重要的是要深入问题的内部,了解其本质,通过分解,揭示问题的内涵.这很好地体现了《课标》中“强调本质,注意适度形式化”这一基本理念,较好的考查了考生的数学思维能力.
3 基于RMI原则[2]策略考查的试题评析
我国数学家徐利治教授首先提出关系映射反演原则即:关系(Relation)、映射(Mapping)、反演(Inversion),简称RMI原则.这种方法的基本策略是:若两个问题系统之间具有同构关系(可逆又可定映),则可通过建立映射使问题化归为另一个知识系统的问题加以解决,进而再通过反演使原问题得到解决.
RMI原则在教学实践中的应用不仅能够激发学生的创造性思维,而且在培养学生独立思考、开拓心智方面,更具长远的意义,是体现数学应用功能的最好的工具之一.
用代数的方法去解决几何问题或者用几何的方法来解决代数问题,实际上是一种利用代数的量与几何的形的关系来解决问题的一种方法,这种方法本身就是关系—映射—反演(RMI )的一种应用.
综上可知,化归策略在高考数学解题中具有重要作用.虽然利用化归策略解题时,转化的途径和方法不一定相同,但有一个共同的规律:在待解决的问题和已解决问题之间架起一个联系的桥梁,也就是知识之间的“关系键”,进而达到将复杂问题简单化、将难题容易化,使未知问题转化为已知问题.
基于上述理解,为体现教、学、考的和谐统一,教师在教学过程中应渗透化归思想,引领学生分析问题的差异与联系,总结化归的策略,有效提升学生的解题能力.
参考文献
[1]G·波利亚.怎样解题.北京:北京科学出版社,1982:75-85
[2]徐利治,郑毓信.关系映射反演原则及应用.大连:大连理工大学出版社,2008:53-94
[3]凌玲.RMI原理在中学数学中的应用.中学教学参考,2012(26):4-6
化归的核心是把新知转化为旧知,把生题转化为熟题.事实上,解题的过程就是一个缩小已知与求解的差异的过程,是求解系统趋近于目标系统的过程,是未知向熟知转化的过程,所以每解一道试题,无论是难题还是易题,都离不开化归.因此可以说高考中的每一道试题,都在考查化归意识和转化能力.
将待解决的问题A转化归结为另一个问题B的过程中所采取的转化手段,我们称之为化归策略.
常用的化归策略有一般化与特殊化策略、分解与组合策略和RMI原则策略.本文拟从这三个方面对2014年高考福建卷进行评析.
1 基于一般化与特殊化策略考查的试题评析
由于高考有时间的限定,因而“从何处下手”、“向何方前进”这两个基本问题是高考取得好成绩的关键,这时候特殊化不失为一条行之有效的解题策略.正如数学教育家波利亚所说:“我们应该讨论一般化、特殊化和类比这些过程的本身.他们是获得发现的伟大源泉.”
2 基于分解与组合策略考查的试题评析
“分解与组合是重要的智力活动,对于很多问题特别是比较困难的问题,我们有必要把问题分解成几部分,然后试用某个新方式重新组合其元素.尤其是,我们可能把问题的元素重新组合成某个新的更易下手的问题.”[1]这种化归策略是“化大为小,化繁为简”转化思想的体现.
高考作为选拨性考试,侧重能力测验.解题的关键往往是对试题提供的信息进行合理地分解、组合、加工,寻找解决问题的办法.
例3 (理10)用a代表红球,b代表蓝球,c代表黑球.由加法原理及乘法原理,从1个红球和1个蓝球中取出若干个球的所有取法可由(1)(1)ab++的展开式1 abab+ + +表示出来,如:“1”表示一个球都不取、“a”表示取出一个红球、而“ab”则表示红球和蓝球都取出来.依此类推,下列各式中,其展开式可用来表示从5个无区别的红球、5个无区别的蓝球、5个有区别的黑球中取出若干个球,且所有的蓝球都取出或都不取出的所有取法的是
本题的化归过程是考虑求解问题时应从哪几类入手化归,即通常说的“分解与组合”.
由于分类时条件的加强,故可降低整体问题的难度,当然分解之后的组合也是非常重要的.
老子曾说过:“天下难事必作于易,天下大事必作于细.”高考中的有些数学问题太大,太抽象,我们往往难以把握,这时候就要考虑能不能“化整为零,各个击破”,再加以整合.
当然,对问题的分解不仅仅是对叙述问题的语句进行分解,更重要的是要深入问题的内部,了解其本质,通过分解,揭示问题的内涵.这很好地体现了《课标》中“强调本质,注意适度形式化”这一基本理念,较好的考查了考生的数学思维能力.
3 基于RMI原则[2]策略考查的试题评析
我国数学家徐利治教授首先提出关系映射反演原则即:关系(Relation)、映射(Mapping)、反演(Inversion),简称RMI原则.这种方法的基本策略是:若两个问题系统之间具有同构关系(可逆又可定映),则可通过建立映射使问题化归为另一个知识系统的问题加以解决,进而再通过反演使原问题得到解决.
RMI原则在教学实践中的应用不仅能够激发学生的创造性思维,而且在培养学生独立思考、开拓心智方面,更具长远的意义,是体现数学应用功能的最好的工具之一.
用代数的方法去解决几何问题或者用几何的方法来解决代数问题,实际上是一种利用代数的量与几何的形的关系来解决问题的一种方法,这种方法本身就是关系—映射—反演(RMI )的一种应用.
综上可知,化归策略在高考数学解题中具有重要作用.虽然利用化归策略解题时,转化的途径和方法不一定相同,但有一个共同的规律:在待解决的问题和已解决问题之间架起一个联系的桥梁,也就是知识之间的“关系键”,进而达到将复杂问题简单化、将难题容易化,使未知问题转化为已知问题.
基于上述理解,为体现教、学、考的和谐统一,教师在教学过程中应渗透化归思想,引领学生分析问题的差异与联系,总结化归的策略,有效提升学生的解题能力.
参考文献
[1]G·波利亚.怎样解题.北京:北京科学出版社,1982:75-85
[2]徐利治,郑毓信.关系映射反演原则及应用.大连:大连理工大学出版社,2008:53-94
[3]凌玲.RMI原理在中学数学中的应用.中学教学参考,2012(26):4-6