初中数学数形结合思想的研究和应用

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  摘 要:数形结合是一种重要的数学思想,也是一种数学方法,数形结合的数学方法是初中数学教学内容的主线之一,把数形结合的思想渗透到教学环节中,可以解决三角函数、立体几何、解析几何等相关数学问题。数形结合的思想可以使某些抽象的教学问题具体化、直观化、生动化,把抽象思维变成具体思维,有利于降低问题的难度,找准解决问题的入口,把握解决问题的实质,把复杂的问题变简单,从而使很多困难的问题迎刃而解,而且解法简捷,是中学中一种重要且有效的数学思想。
  关键词:初中数学;数形结合思想;变抽象思维为具体思维
  数形结合的思想在初中教学内容中颇有体现,而且是初中生解决问题常用的一种方法,数形结合思想的实质,其实是将抽象的数学语言与直观的数学图像结合起来,使抽象的问题具体化、直观化,有利于解决复杂问题。因为初中生思维的逻辑性没有高中生成熟,思维方式还不够多元化,所以在遇到比较抽象的难题时,难免不会灵活转变,没有思绪,增加了问题的难度。数形结合的思想可以有效的帮助初中生解决数学中的难题。
  一、对数形结合思想的认识
  “数”与“形”反映了事物两方面的属性,“数”主要是数量关系的体现,“形”主要是空间关系的体现,数与形的结合是中学教学内容的主线之一,充分运用数与形之间的辩证统一的关系来解决数学中的一些具有矛盾的问题,数形结合的思想更广泛的应用在初中数学中,一方面是因为初中生思维方式没有成人灵活和成熟,另一方面,数形结合的思想符合初中数学的教学内容,通过抽象的数学语言和直观的数学图像相结合,把抽象的问题具体化,从而揭发问题的实质,找到解决问题的关键,方便快捷的解决问题,数形结合的思想帮助初中生找到解决问题的关键所在,了解问题的实质,拓宽了解决问题的思路,从各个角度出发,为研究和探索数学问题开辟了一条途径。
  二、利用数形结合进行教学的必要性
  利用数学结合的思想进行解题,避免了过多的数学逻辑语言造成了学生的视觉疲劳和思想的匮乏,将优美的解题过程形象的呈现在学生面前,做到了层次分明,思路清晰,使学生有一种恍然大悟的感觉,避免了一些学生因为数学逻辑性太强而对数学学科产生恐惧感,从而造成思想上的不集中,行为上的不积极,直接影响了数学成绩。数形结合的思想可以拓宽学生的思路,启发学生解决问题,把抽象的问题变具体,变生动,使学生喜欢上解决问题,对数学产生兴趣。从目前的发展来看,數学也必将渗入到教育、科研、生产、生活的各个领域,例如:信息技术、高科技领域等都会应用到数形结合的思想,人们解决数学问题越来越离不开形的引导。
  三、数形结合在初中数学教学中的应用
  1.以“数”化“形”
  数和形是一一对应的,由于数量往往比较抽象性,而图形比较具体、直观且生动,我们在解决逻辑性较强的问题时,往往会把数对应的形一一表现出来,通过数与形的转化,把数量问题转化为图形问题,通过对图形的分析,最终推理出解决数量问题的方法,从而解决了复杂的数量问题。将数量问题转化为图形问题一般有三种途径,分别是应用立体几何知识,应用平面几何知识,应用解析几何知识把数量问题转化为图形问题。
  对于“数”化为“形”,这种问题的解决思路一般是从题中已知的条件和结论出发,先观察其是否符合我们学过的数学公式和定理,然后再作出与之相应的图形,利用图形,推理出解决问题的方法。
  2.以“形”变“数”
  虽然用图形解决问题比较直观、具体、生动,但在解决一些定量方面的问题还是离不开代数的运算,特别是对于比较复杂的图像,不但要把图像转化为直观的语言,还要仔细观察图形的特点,充分利用图形的几何意义,把“形”转化为“数”,解决定量问题。
  以“形”变“数”的解题思路一般是分析已知条件,用学过的知识正确的将图形的几何意义用数学方程式表达出来,运用相关公式和定理解决问题。
  3.“形”“数”互换
  “形”“数”互换要求我们在解决数学问题中不再简单的把数化为形或者是把形化为数,而是注意数、形的结合,在解决同一个既富有抽象性又具有定量性的问题时,不但要注意把图形的几何意义用公式表现,还要注意把逻辑性较强的数学语言用图形表现出来。通过灵活的运用“形”“数”互换的思想,把抽象的数量问题变具体,把复杂的图形用数学定理表示,拓宽解决问题的途径,高效的解决问题。
  解决这类问题一般要从已知和结论同时出发,认真分析,找出题目中涉及的形、数关系,把以“形”变“数”,以“数”化“形”充分结合,根据问题的实质和内涵灵活转变,找到问题的解决途径。
  四、结束语
  数形结合思想是中学数学教学中重要的思想之一,渗入到各个教学环节,在中学教学活动中起着至关重要的作用。数形结合思想是一种把复杂的问题变具体、生动的一类数学解题技巧,教师要发挥自身的主导性,在教学内容中注意渗透数形结合的理念,引导学生用数形结合的思想分析问题,解决问题,培养学生应用数形结合思想解决问题的意识,提高学生运用数形结合的思想解决问题的能力,提高学生的逻辑思维能力和综合素质。
  参考文献
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