类比思想在高中数学教学中的运用

期刊: 素质教育 DOI: PDF下载

周垠池

江苏省滨海中学

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类比思想是根据两个或两类对象在某些属性上相同或相似,从而推出它们在其他属性上也相同或相似的一种逻辑思维方法。它在数学教学中有着广泛的应用,特别是在高中数学教学中,类比思想对于帮助学生理解抽象概念、掌握解题方法、培养创新思维等方面都具有重要意义。本文旨在通过分析苏教版教材中的具体例子,探讨如何在高中数学教学中有效渗透类比思想,以期为广大教师提供一些有益的参考。

、类比思想在苏教版高中数学教材中的体现

1.函数概念的类比引入

在苏教版高中数学教材中,函数概念的引入精心设计了与初中已学过的变量关系的类比,使得抽象的函数概念得以具体化、形象化。教材首先通过生动的实例,如汽车行驶的距离与时间的关系、水池注水的水量与时间的关系等,展示了变量之间的相依关系。这些实例贴近学生的生活实际,容易引发学生的共鸣和思考。

接下来,教材进一步引导学生认识到,在这些变量关系中,有一种特殊的关系,即当一个变量(自变量)确定时,另一个变量(因变量)有唯一确定的值与之对应。这种特殊关系就是函数关系。通过这种与初中已学过的变量关系的类比,学生不仅能够顺利地过渡到高中函数概念的学习,而且能够深入理解函数概念的本质——一种特殊的变量关系。

2.几何图形的类比教学

在几何部分的教学中,苏教版教材充分利用了类比思想来帮助学生建立起对立体几何的直观认识和理解。教材通过类比平面图形与立体图形的性质、判定方法等方面,引导学生将已知的平面几何知识迁移到立体几何中去。

例如,在平面几何中,学生已经学习了三角形的性质、判定方法等知识。在立体几何中,教材可以通过类比三角形的性质来引入三棱锥的性质。三棱锥与三角形在形状上有相似之处,都是有一个顶点与三个点(或三条边)相连。因此,三棱锥的一些性质可以通过类比三角形来得出。例如,三角形的三条中线交于一点(重心),类比到三棱锥中,四个面的中线也交于一点(也是重心)。通过这种类比教学,学生可以在已有的平面几何知识基础上轻松地掌握立体几何的新知识。

3.数列与函数的类比

数列作为函数的一种特殊形式,在苏教版高中数学教材中也得到了充分的体现。教材通过类比数列与函数的概念、性质、图像等方面来帮助学生认识到数列与函数之间的联系和区别。这种类比不仅有助于加深学生对数列和函数概念的理解,还能培养学生的整体思维能力和数学素养。

例如,在数列的学习中,学生已经了解了数列是一种特殊的函数——以自然数集(或其子集)为定义域的函数。因此,数列的一些性质可以通过类比函数来得出。如数列的单调性、周期性等性质都可以通过类比函数的相应性质来理解。同时,数列的图像也可以看作是函数图像在离散点上的取值情况。通过这种类比教学,学生可以更加深入地理解数列与函数之间的联系和区别。

、如何在高中数学教学中渗透类比思想

1.挖掘教材中的类比素材

高中数学教材中蕴含着丰富的类比素材,教师在备课过程中应深入挖掘这些素材,将其融入到课堂教学中。例如,在讲解新概念时,教师可以引导学生回顾已学过的相似概念,通过类比找出它们之间的联系和区别。以函数概念为例,教师可以先引导学生回顾初中已学过的变量关系,然后通过实例展示函数是一种特殊的变量关系,即一个变量(自变量)的变化会引起另一个变量(因变量)的唯一确定的变化。接着,教师可以进一步引导学生将函数概念与生活中的实例进行类比,如汽车行驶的距离与时间的关系、水池注水的水量与时间的关系等,从而帮助学生深入理解函数概念的本质。

在解题过程中,教师也可以引导学生将复杂问题转化为简单问题进行求解,从而掌握类比解题的方法。比如,在讲解等比数列时,教师可以通过类比等差数列来引入等比数列的概念。首先,教师可以引导学生回顾等差数列的定义、性质以及通项公式等知识点。然后,教师通过类比等差数列与等比数列之间的关系,引入等比数列的概念,并引导学生推导出等比数列的通项公式。在这个过程中,教师可以通过具体的例子来说明等比数列与等差数列之间的类比关系,如等差数列中的公差与等比数列中的公比之间的类比关系等。这种类比引入方式不仅符合学生的认知规律,还能帮助学生深入理解等比数列的概念和性质。

2.创设类比情境

为了拉近数学与学生生活的距离,让学生感受到数学的趣味性和实用性,教师可以根据学生的认知特点和兴趣爱好,创设富有吸引力的类比情境。例如,教师可以通过生活中的实例、历史故事、科学实验等情境来引入数学概念或定理。以概率概念为例,教师可以通过抛硬币、掷骰子等生活中的实例来引入概率的概念,并引导学生通过类比这些实例来理解概率的本质和计算方法。这种情境化的类比教学有助于激发学生的学习兴趣和探究欲望,提高学生的学习效果。

比如,在讲解三角函数时,教师可以通过创设类比情境来帮助学生理解三角函数的概念和性质。例如,教师可以利用单位圆上的点与三角函数之间的关系来创设类比情境。首先,教师可以在黑板上画一个单位圆,并在圆上标出几个特殊的点(如与x轴正半轴交点、与y轴正半轴交点等)。然后,教师可以通过这些点与三角函数之间的关系来引入三角函数的概念,并引导学生推导出三角函数的性质。在这个过程中,教师可以通过具体的例子来说明单位圆上的点与三角函数之间的类比关系,从而帮助学生深入理解三角函数的概念和性质。这种创设类比情境的方法不仅有助于激发学生的学习兴趣和探究欲望,还能培养学生的空间想象能力和几何直观能力。

3.培养学生的类比意识

教师在教学过程中应注重培养学生的类比意识,让学生养成运用类比思想解决问题的习惯。为了培养学生的类比意识,教师可以鼓励学生在解题过程中尝试用不同的方法进行求解,并比较各种方法的优缺点。同时,教师还可以引导学生从不同的角度审视问题,发现新的知识点和解题思路。这种培养方式有助于提高学生的自主学习能力和创新能力。

例如,在讲解立体几何时,教师可以通过培养学生的类比意识来帮助学生理解立体几何中的概念和性质。例如,教师可以引导学生将平面几何中的性质类比到立体几何中去理解。以平行线性质为例,教师可以先引导学生回顾平面几何中平行线的性质(如平行线间的距离相等、同位角相等、内错角相等、同旁内角互补等),然后通过类比这些性质来引入立体几何中平行平面的性质。在这个过程中,教师可以通过具体的例子来说明平面几何与立体几何之间的类比关系,从而帮助学生深入理解立体几何中的概念和性质。这种培养类比意识的方法不仅有助于提高学生的迁移能力和创新思维能力,还能培养学生的整体思维能力和数学素养。

4.加强类比思想的实践应用

类比思想的真正价值在于实践应用。教师在教学过程中应设计一些具有挑战性和探究性的实际问题,让学生在解决问题的过程中体验类比思想的魅力。

例如,在讲解数列时,教师可以通过加强类比思想的实践应用来帮助学生掌握数列的概念和性质。例如,教师可以设计一个实际问题:某公司为了扩大市场份额,决定在未来的n个月内进行连续投资。每个月的投资金额为等差数列或等比数列的形式给出(具体数值可根据实际情况设定)。请学生利用所学的数列知识计算出未来n个月内的总投资金额以及每月的平均投资金额。在这个问题中,学生需要运用等差数列或等比数列的求和公式以及平均值公式进行计算。通过解决这个问题,学生不仅能够巩固所学的数列知识,还能体验到类比思想在解决实际问题中的应用价值。这种加强类比思想实践应用的方法不仅有助于提高学生的数学应用能力,还能培养学生的创新思维和解决问题的能力。

 


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