高中数学解题教学研究数学毕业论文.doc
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1、 新疆师范大学2012届本科毕业论文 2012届本科毕业论文高中数学解题教学研究 学 院:数学科学学院 专业班级:数学与应用数学08-1班 学生姓名: 指导教师: 答辩日期:2012年5月4日 新疆师范大学教务处 目 录1 引言42 数学解题方法4 2.1 分析与综合4 2.1.1 分析法4 2.1.2 综合法7 2.1.3 分析法和综合法的应用9 2.2 特殊化方法与一般方法9 2.2.1 特殊化方法9 2.2.2 一般化方法11 2.2.3 特殊化与一般化的关系12 2.3 类比与化归13 2.3.1 化归13 2.3.2 类比14 2.4 函数与方程16 2.5 数形结合173 小结18
2、 参考文献19致谢20 高中数学解题教学研究摘要:在数学解题教学中研究数学解题方法尤为重要,本章主要介绍了数学解题和数学问题解决的分析与综合、特殊到一般等基本的数学解题方法及基本解题思想方法。教师在数学解题教学中应该注意这些方法的综合应用及数学思想方法的渗透以提高学生的解题能力。关键词:分析与综合;特殊化与一般化;类比与化归;函数与方程;数形结合An Analysis of Mathematics Question-Resolved Teaching in High schoolAbstract: The research of methods is the point in mathemat
3、ics question-resolved teaching. This paper mainly introduces the analysis of mathematical problem solving, and some comprehensively,specially and ordinarily mathematical problem solving methods as well as their respectively thinking methods. Teachers should focus on comprehensive application of thes
4、e methods and penetrating thinking methods to improve students ability to solve mathematics problems.Key words: Analysis and synthesis; The particular and the general; Analogy and return; The function and equation; The number shape union翻译结果重试抱歉,系统响应超时,请稍后再试 支持中英、中日在线互译 支持网页翻译,在输入框输入网页地址即可 提供一键清空、复制
5、功能、支持双语对照查看,使您体验更加流畅翻译结果重试抱歉,系统响应超时,请稍后再试 支持中英、中日在线互译 支持网页翻译,在输入框输入网页地址即可 提供一键清空、复制功能、支持双语对照查看,使您体验更加流畅1 引言大量事实和调查数据表明,随着数学内容的逐步深化,对于高中生而言,数学学习的难度越来越大,而社会、学校以及家庭也给学生形成无形的压力,使得学生的学习成绩逐渐下降。为了减轻学生学习数学的负担,我认为教师在数学解题教学中,要讲究科学的数学解题方法,不断渗透数学解题思想,使学生在解题中灵活运用数学方法解题,以提高学生的数学解题能力。2 数学解题方法数学解题方法即在数学解题中用数学语言表述事物
6、的状态、关系和过程,并加以推导、演算和分析,以形成对问题的解释、判断和预言的方法。高中数学是一门重要的基础课程,它不但能够提高学生的逻辑思维能力,还可以提高学生数学水平的运用能力。在数学解题教学中,让学生充分掌握、熟练解题方法,远比做100道题更加有效。在高中数学解题教学中研究数学解题方法尤为重要,数学中常用的方法,主要是指在数学教学及解决数学问题时常用到的方法,尤其是指初等数学的教学及解决问题时经常用的方法。这里主要介绍了数学教学和数学问题解决的分析与综合、特殊化与一般化、类比与化归、函数与方程和数形结合等常用的数学解题方法及数学解题基本思想方法。 2.1 分析与综合分析与综合是人们在解决和
7、处理问题时常用的一种重要的思维方式。在高中数学中分析与综合法有着特殊的表现形式。2.1.1 分析法分析法是把研究对象分解成各个组成部分、各个不同的因素、各种不同的层次,然后分别地加以研究探索,从而深刻地认识和理解事物的一种方法。在数学中,我们处理问题时经常采用这种分析的思维方法。在这里所说的数学中的分析法特指从结果追溯到其产生原因的思维方法,即数学中的分析法是从所需论证的结论出发,以一系列的已知定义、定理为依据逐步逆推,从而达到已知条件。用通俗化的语言描述就是,要论证结论成立,即应该证明出什么结论,要证这个新的结论,又需要证明出什么结论,以此类推从而得出题目当中的已知条件。其中的思维过程是一个
8、逆推的过程,这种思维可以说是一种逆向思维,所以这种分析法又被称为执果索因法。作为数学的教学,这种执果索因的分析法可以引导我们进行数学实践。在讲述、分析、讨论一个数学问题时,要学会从已有或已知的结论方面着手,然后根据数学内容的规律和学生固有的思维方式,把问题讲清楚并且使学生掌握和运用这样的思维方式,从而得到严谨的复合逻辑的推理过程。在这种意义上,执果索因的分析方法对我们的数学教学,尤其对初等数学的教学有指导和启发的意义。作为一种特定的推理方法,人们常运用分析法来寻找解题的思路,特别是用它来解实际应用题、证明几何题和证明三角函数恒等式及不等式。当分析法的推理可逆时,它的每一步又是一种证明的方法。分
9、析法往往用于代数恒等式及不等式的证明。有时人们也把它称为逆证法。例1 若为互不相等的正数,求证: 解题思路:运用分析法,假设不等式成立,我们从结论成立的条件把不等式进行变形整理(有时要多次变形以便找出能够解决问题的分解形式)。这种变形使得我们最容易想到关于均值不等式的知识,则有那么,原不等式作为一个整体,就可分解成以下三个部分,这三个部分按题设条件是成立的,所以原不等式成立。这种解题方式可以用图表示如下:例2 已知都是正数,求证:解题思路:运用分析法,假设结论成立,可以发现由是正数,有整理这个分析法的思维过程,写出证明步骤。证明:因为都是正数。所以 将以上四个等式求和,可得, 所以命题得证。例
10、3 已知三内角成等差数列,求证三边满足: 解题思路:运用分析法,假设结论成立,从结论开始进行变形,并且在适当的时候运用等差数列的条件。设 所以 因为成等差数列,所以要导出式,由余弦定理:把整个过程加以整理,就可以得到完整的证明过程。对于以上几例,都是关于代数恒等式或不等式的证明,对于此类问题,我们仅仅根据题目的已知条件去证明结果成立,会比较困难,这时候我们往往假设所要证明的结果是成立的,将结果进行变型加以分析和整理,再根据题目已知条件,问题就迎刃而解。在解题教学中,教师要强调这种执果索因也就是进行逆证的分析方法,这样,学生在面对这样的问题时就不会那么束手无策了。分析法作为数学中常用的方法,它在
11、教学及解决问题时,对我们至少在两个方面有积极的作用。首先,现代的数学教育都强调要提高学生的数学思维能力。分析法作为一种思路和一种方向明确的数学思维方式,可以使学生运用已有的数学理论、知识、方法,按执果索因的方式积极主动地探索和解决问题。其次,在许多数学教育的研究中,有关数学素质的研究涉及数学技能的分析。尽管各种不同的研究方法有所差异,但涉及的数学技能不仅包括数学思维的能力还包括数学论证的能力(有的研究还要求数学建模、提出和解决问题、使用观察、猜想等诸多方面的能力)。分析法作为一个明确的思维方式、作为一个清晰表述数学问题由结论向已知条件的发展变化,表现了一种明确的数学论证能力。因此,可以认为,分
12、析法的数学可以帮助提高学生的数学能力。2.1.2 综合法综合法是把研究对象的各个部分、方面、因素都联系起来加以研究考虑,从而在整体上认识和掌握事物的本质和规律的一种思维方法。综合法的思维特点是从事物的各部分、方面、因素的特点和属性出发,寻找它们的内在联系,然后再去认识事物的整体规律。数学中的综合法,是指从已知的定义、条件出发,逐步推演从而导致所求结论的一种方法。这是一种由因索果的方法。作为数学的一种特定形式,综合法可以较好地展示数学思路、方法及理论构建的逐步发展过程。作为数学问题的解决方法,综合法既可以用来寻找解题思路,又可以作为证明的方法,同时也是一种应用广泛的推理或证明的方式。由于分析法也
13、称为逆证法,所以,综合法思维的逆过程就是分析法的思维过程。当解决一个具体的数学问题时,采用分析法还是综合法要由具体的实际问题来确定。有时还可能两者综合应用,既用分析法也用综合法。综合法可用如下框图表示:例4 设为任意三角形的三边的长,求证:解题思路:运用综合法,从已知条件向结论逐步分析。由与的条件及的出现,得到:我们发现,要达到的结论应该证明:再分析条件,为任意三角形三边的长,显然有 由于所证明的结果中有出现,对以上不等式进行变型,得到 同理, 将三式同时相加,得到又因为对任意恒有再将此三式相加,得到,综上所述,即得对上述从已知条件分析得到的过程加以整理,即运用综合法得到了正确的论证。在应用综
14、合法进行解题时,也往往先应用到分析法,先将我们所论证的结果当成已知,对其进行分析变形,化为比较简单的结论,再根据题目的已知条件向这个结论逐步分析,从而得到论证。在数学教学中,教师不能仅仅只是对学生讲述这道题证明的本身,而是要引导学生发现问题的规律,让学生去体会证明这类问题的过程和方法。2.1.3 分析法和综合法的应用由数学中分析法和综合法的思维方式可以发现,这两种方法是沿着两个完全相反方向进行论证的。由于思维的方向不同,所以两种方法的应用各有所重:分析法偏重于探求解题思路,从结论中追溯问题的本身,比较容易达到目的;综合法以直接、有序的形式在解题表述中占有优势。但是作为思维的方式,两者各有所长,
15、在实际应用中有时无法截然分开,所以在具体解决数学问题时,两种方法常常交替地运用。中学的数学教材中,大都是分析法和综合法的联合运用,教学时应弄清楚数学问题、数学例题所内含的思维方式。从分析这些思路的过程中,说明使用的分析法或综合法的方式,从而使数学问题的论证、运算以及表示都有一个清晰的表述过程。2.2 特殊化方法与一般方法众所周知,“从特殊到一般”与“一般到特殊”是人类认识客观世界的一个普遍规律。特殊与一般是对立统一的。数学也被纳入到这一规律的模式之中。数学教育家波利亚说:“我们应该讨论一般化、特殊化和类比这些过程本身,他们是获得发现的伟大源泉。”一般化方法和特殊化方法是数学中常用的两种重要方法
16、。2.2.1 特殊化方法一般性总是寓于特殊性之中,从特殊的性质有可能推出一些一般的规律。人们的认识通常也是从特殊到一般,因为前者往往比后者更容易认识。在数学解题中,往往是先解决特殊问题,然后解决一般问题。特殊化通常是指考虑一般性命题的特殊例子,正如波利亚所说:“是从考虑一组给定的对象集合过渡到考虑该集合的一个较小的子集,或仅仅一个对象。”也就是说,当数学问题的一般性不十分明显时,我们从特殊的数、形的数量关系和位置关系入手,从而找到解题方法或构成解题起点。波利亚在他的著作数学与猜想中给出了一个“古老的然而非常有名的难题”。例5 两人轮流在圆桌上摆硬币(大小相同),每次摆一个,每个硬币不能重叠,也
17、不能有一部分在桌子的边缘以外。这样经过充分多次以后,谁先摆不下硬币就算输。试问先摆的人还是后摆的人能胜?分析 首先考虑特殊情形,假如硬币恰如圆桌一样大小,那么先摆者必胜。这种特殊情形给我们启示先摆的人可以把第一枚硬币放在桌子的中心,因为圆桌是中心对称的,以后不论对方把硬币放在何处,先摆的人总把硬币摆在与其中心对称位置。这样便可知道,先摆者必胜。特殊化是把研究对象或问题从原有范围缩小到较小范围或个别情形进行考察的思维方法。由于一般性总是寓于特殊性之中,所以要研究某一对象或问题时,就可以先考虑它的若干个特殊情形,利用各个特殊情形中包含着的共性和个性,通过比较、归纳、分析和综合来把握原有对象或问题的
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