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数学思想是数学的重要组成部分,它可以帮助我们发现数学中的意义和规律,并且能够激发我们的创造力,和解决问题的能力。此外,数学思想还有助于我们在日常生活中应用数学,并将其运用到科学、技术和其他学科中。中小学生应该掌握一些基本的数学思想,比如数形结合、分类讨论等。可能小学阶段要求会低一些。但到初中了,一些常用的数学思想,还是需要培养的,数学思想它会一直陪伴我们的学习生涯。
我们中学阶段,到底有哪些常考的数学思想?或者说需要掌握哪些数学思想呢?我们听听这位从教多年的一线数学老师的总结分析。(以下素材源自网络整理)
第一,数形结合思想。
我国著名数学家华罗庚曾说过:“数缺形时少直观,形少数时难入微;数形结合百般好,隔离分家万事休”。
数形结合思想是将数学和几何图形相结合,用几何形象来表示数学概念。并通过几何形象来进行数学推导和证明的思维方式。
大家最常见的是勾股定理。像整式乘法了、因式分解了、完全平方公式,平方差公式,这些用几何的方法来研究代数,这都叫做数形结合。
数形结合思想可以帮助中小学生,更好地理解数学的概念,打破数学思维中过分依赖计算,使学习更加直观,生动。
第二,分类讨论。
分类讨论通常是用于一些题目条件比较少,但可能性很多的情况,同时为了得到全面准确的答案,将问题或情况按照不同的特征,或条件进行划分,然后对每种情况逐一讨论和处理的方法。
分类讨论通常被用于解决,在数学和逻辑学中复杂和凌乱的问题。它能够帮助人们更好地理解和分析问题。这种方法能够使人们更好地抓住问题的本质,尽量把问题分解成具体的、可计算的、可比较的子问题,然后逐一加以解决。当然分类讨论之后有些会有多种答案,有些题由于一些条件的限制,可能最后只一种情况符合题意,这不并奇怪,也不矛盾。因为有分类讨论,对各方面考虑得周全,不存在遗漏的情况。
需要分类讨论的题,基本上属于难度较大的题。通常我们会这样写,当什么什么的时候,能得出什么结论。当其他什么情况时,又能得出什么结论。当然得出的结论还是要与题干中的条件相结合,该舍去的要舍去。
上图是某平台上一位老师发的一道题,其中x、y、z均为正整数。有兴趣的朋友可以去试一试。这题就需要分类讨论。这题六年级基础扎实的同学,用小学方法也能做,有兴趣的网友也可以给六年级以上的孩子试试。
第三,化归、转化思想。
比如说我们解方程的时候,是把一个复杂方程,通过转化成为它的同解,更简单的方程来求解。解不等式也是一个意思,把复杂不等式转化成一个解集相同的,但更简单的不等式。
第四,函数和方程思想。
这个初中生一点不陌生。通过借助函数和解方程的思路,去处理一些问题,设未知数。找自变量,因变量。学习了函数图之后,我们画出图像会更加直观地看出比如一元一次方程,一元二次方程的趋势。
第五,公理化思想。
公理化思想是什么?公理是不需要证明的。其他的一定理是需要证明、推导的。比如说两直线平行,同位角相等,两直线平行,内错角相等等等,这些都是公理,不需要证明。但是由公理衍生出来了一系列的东西。比如三角形的内角和等于180度,它就需要证明。用公理推导出来之后,以后就可以直接使用了。但是不少同学却不知道,说,啊?这也要证明吗?
通过建立几个最初的不需要证明的,通过人们反复实践,肯定正确的底层定理,然后把它再推导出更多、更深层次的东西,这就叫公理化思想。
第六,整体思想。
这个不用说了,太熟了,是吧?整体代入,整体换元,这都叫整体思想。比如在小学的将几个短的等式,列成综合算式,就需要用到整体代入思想。当然在解一些复杂方程,或多次出现较长又相同的式子时,我们通常也会用到叫整体换元。换元之后,会清爽很多,得出答案后,再代入,最终求出题目一开始所要求的结果。
第七,归纳和演绎思想。
这两者比较容易弄错。什么叫归纳?从特殊到一般,这就叫做归纳。举个简单的例子,你研究一次函数图像的时候,最初你用的是不是五点描图法?你通过画五个点,找到一次函数图像的大致样子,这就叫做从特殊到一般。
演绎是从一般到特殊,我认为这一条直线全部长成这个样子,所以当它在某一个点的时候,应该属于什么情况,这叫做从一般到特殊。归纳叫做从特殊到一般,演绎叫做从一般到特殊,大家明白了没有?
第八,类比思想。
什么是类比?用老方法研究新问题,这就叫类比。比方说,我们在研究一次函数的时候,通过的是列表、描点画图。我们研究二次函数和反比例函数的时候,是不是也通过了列表、描点画图,对吧?这样的方法就叫做类比。用老方法研究新问题。你会发现其实有不少地方是相通的。
所以我们也一直强调,数学连贯性强,有不少需要前置知识作为铺垫,而且后面学的不少东西与之前学过的,有着千丝万缕的联系。当你会类比,复习记忆一个知识点,相当于同时复习了多个知识点,你的效率自然就高了,这样学起来也会轻松许多。