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试论高中数学教学中类比推理的应用

2020-05-28王桂熙

中学生数理化·教与学 2020年3期
关键词:类比推理双曲线椭圆

王桂熙

所谓类比推理是指引导学生进行相近事物的对比、分析,并从中获得新知识.高中数学教师应加大类比推理的应用研究,并结合高中数学教学实际,选择合适的应用途径.

一、利用类比推理,帮助学生理清知识点

高中数学的知识点非常复杂,且理论性较强.对于教材中包括的一些相近,却比较分散的知识点,教师就可采用类比推理的方法,引导学生进行相似知识点的总结、对比、分析,从而帮助学生理清知识点.

通过相似知识点的类比,还能加深学生对知识点的记忆.以双曲线教学为例,教师可以引导学生对比双曲线与椭圆的联系与区别.就实际来看,类比双曲线、椭圆可从标准方程、焦点、离心率、准线、图像、切线方程、对称性等方面入手.这样通过类比,学生不仅能够直观、清楚地认识到双曲线、椭圆各自的特点,而且也能在解题过程中灵活应用各知识点.以双曲线与椭圆的标准方程为例,两个标准方程的唯一差别就是一个符号不同.但是其图像、性质却出现了极大的不同.在类比其渐近线时,学生会发现双曲线上某一点沿着曲线运动,且与原点无限接近时,该点与渐近线的距离会逐渐趋向为零.所以,能够得出双曲线的渐进方程为y=±bax.但从椭圆的图像来看,根本不存在渐近线.这样学生不仅能准确记忆双曲线的渐进线方程,而且也能更加深入地理解椭圆与双曲线的图像特点.所以,高中数学教师可借助类比推理,进行相近知识点的教学,从而帮助学生理清这些知识点.

二、利用类比推理,引导学生探索新知识

类比推理的过程是一个思维发散的过程.学生完全可以通过类比,寻找到事物的相似点,并以此为出发点,探索事物的规律,从而获得新知.所以,在高中数学教学中,教师还可以利用类比推理,进行新课的传授,并在课堂教学中创设类比推理问题,引导学生积极探索,了解新知识.

需要注意的是教师需结合教材内容、学生认知情况合理选择问题.因为如若问题过难,会影响到学生的探索效率;若问题过易,则很容易让学生失去学习兴趣.以等差数列教学为例,其中存在一个结论:(m-p)an+(p-n)am=0,其中m,n,p都是正整数,且ap=0,m>n>p.若ap=1,那么你能得出什么结论?对此,学生就可采用类比推理的方法,等差涉及和、差,等商涉及积、商.所以,原等式可以将(m-p)an 看作是(m-p)个an相加,(p-n)am看作是(p-n)个am相加.若是等比,則可认为(m-p)an看作是(m-p)个an相乘,即an(m-p),(p-n)am看作是(p-n)个am相乘,即am(p-n),若(m-p)an+(p-n)am=0,则能证明an(m-p)、am(p-n)相乘为1,即an(m-p)×am(p-n)=1,ap(m-n)=1.从这道题的分析过程中能够看出,通过类比推理是能够让学生获得新知的.所以,高中数学教师可在教学中充分发挥出类比推理的优势,从而促进学生学习.

三、利用类比推理,加快学生解题效率

学习数学知识的最终目标之一就是解题.解题教学也是高中数学教学的重要组成部分,对提高学生解题能力非常重要.而在解题中,教师可以引导学生从一般推理到特殊,从简单推理到困难,并从中找到解题思路.最重要的是通过类比推理还能让学生认识到数学问题的本质,并有效促进学生思维能力的发展,从而促使学生在不断的解题中形成自己的解题思路.

以这样一道例题为例:函数f(x)定义在R上,函数图像分别关于直线x=a与x=b对称,其中a>b,试着证明函数为周期函数,并求出周期.若是应用类比推理的方法进行解题,就是对比该函数与y=sinx,并利用y=sinx的周期与该函数的周期进行类比,进而猜测出该函数也是周期函数.然后,学生就可以依据周期函数的特点,进行猜测、论证,最终得出结论.因为直线x=a与x=b对称,那么就能够得出f(x)=f(2a-x),f(x)=f(2b-x),这样进一步推理f(x)=f(x+2b+2a).也就是说,该函数的周期就是2(a-b).从整个推导过程能够看出,类比推理对解决这类相似问题非常有效.所以,教师在教学中应加强学生类比推理意识的培养,并借助问题进行学生类比推理能力的培养.但是需要注意的是高中阶段学生思维能力、理解能力有限,所以教师在引导学生利用类比推理解题的过程中,还要进行适当地指导,避免学生“钻牛角尖”,从而真正提高学生的解题能力.

综上所述,类比推理对高中数学的教学具有非常重要的促进作用.但是若要充分发挥出类比推理的作用,教师还要结合教学实际,科学选择应用途径,从而在类比推理过程中,提升学生的思维能力及创造力.

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