潘兰芳
分类思想作为一种数学思想方法具有很强的综合性、探究性和逻辑性等特点, 能体现学生的数学能力.学生学习分类方法的过程应该是一个数学知识不断转化、不断迁移, 智力技能不断提升的过程. 而现状是在数学课堂上学生比较注重对数学知识的学习, 由于能力及心理发展等因素的限制, 往往不能对数学思想方法主动的探索或小结, 更谈不上形成系统的分类能力, 他们更多的是凭借自己的经验和直觉进行分类讨论. 要想解决这一问题, 需要教师在课堂教学中结合教材具体内容进行整体规划, 作出合理安排,不断渗透分类的思想.
一、在定义教学中渗透分类思想, 促进学生主动建构知识
数学中的定义很多,其中有一部分知识点在定义时就产生了分类,比如几何中等腰三角形的底角和顶角的分类,等腰三角形的腰和底边的分类,直角三角形的斜边和直角边的分类,不确定的相似三角形中对应顶点的分类,代数中方程、函数的定义等.在此类问题教学时,要让学生明白分类讨论是一种重要的逻辑方法, 也是一种常用的数学思想. 当问题所给出的对象不宜进行统一的研究和推理时,就只能用分组的形式进行, 对研究对象进行分类后对每一类分别进行研究, 最后综合各类的结果得到整个问题的结果. 这种思想可以化整为零, 把复杂的问题转化为单一问题, 便于各个击破, 它可以培养学生思维的条理性和概括性, 提高学生分析问题和解决问题的能力.
典型例题1:
(1)已知等腰三角形的两边长分别是4和6,那么它的周长是 ;
(2)在平面直角坐标系中,已知点A(4,0),B(4,10),点C在y轴上,且△ABC是直角三角形,则满足条件的C点的坐标为 ;
(3)当a 时,关于x的方程ax2 + 2x - 6 = 0有解;
(4)函数y = mx2 + x - 1与x轴只有一个交点,求m的值与交点坐标.
本例的分类思想还是很明确的,虽然问题的提问方式并没有对定义的分类内容进行解释,但题意本身却要求学生在解题的时候,根据定义的分类要求进行合理的分类, 所以学生还是很容易掌握分类和讨论的方法. 此例旨在渗透分类思想概念, 并促成学生逐步形成分类意识.
二、在图形形状、位置不确定时,由浅入深渗透分类思想
初中数学分类讨论的涉及面比较广, 如何由浅入深进行分类思想的渗透, 是让学生真正掌握分类思想的重要过程.因此在教学中要研究分类思想的相关特征, 及时有效地进行分类思想的渗透教学. 图形形状、位置不确定是分类的重要特征,如不确定的三角形的锐角、钝角与直角的分类,两圆相切存在内切和外切的分类,圆中两条平行弦在圆心同侧和异侧的分类等,此类问题多且复杂隐蔽,很多情况下的分类是学生意想不到的,因此往往导致遗漏,即分类不全.
典型例题2:
(1)已知⊙O的直径为10,弦AB∥CD,AB = 6,CD = 8,则AB与CD之间的距离为 ;
(2)已知⊙O1与⊙O2相切,⊙O1的半径为9厘米,⊙O2的半径为2厘米,则O1O2的长是 ;
(3)已知二次函数y = x2 + 2ax + 2, 当- 4 ≤ x ≤ 5 时, 求函数的最大值和最小值.
该例中(1)题要考虑两条平行弦在圆心同侧还是异侧,(2)题要分两圆内切、外切两种情形,(3)题是由二次函数对称轴位置的变动引发的分类讨论.在教材中类似以上可以进行分类的内容还有很多, 对于这类问题在新课学习中要不断练习强化, 不断积累,不断总结,使学生的分类讨论思想在螺旋式上升过程中得以形成.
三、在运动中渗透分类思想,使其在学生头脑中得到升华
点在线段、射线、直线及折线上运动时在不同的位置产生的分类,图形运动中构成相应图形不同情况的分类等.此类问题的主要特点是点或图形在运动,由于运动产生了不同的情况.
典型例题3:
如图,P为正方形ABCD的对称中心,A(0,3),B(1,0),直线OP交AB于N,DC于M,点H从原点O出发,沿x轴的正半轴方向以每秒1个单位的速度运动,同时,点R从O出发沿OM方向以每秒■个单位的速度运动,运动时间为t. 求:
(1)C的坐标为;
(2)当t为何值时,△ANO与△DMR相似?
(3)△HCR的面积S与t的函数关系式,并求以A,B,C,R为顶点的四边形是梯形时t的值及S的最大值.
此题考查的就是点的运动问题,在仔细分析题意的同时,要求将点运动的过程与图相结合,明确点运动的情形如何,整个过程产生了哪些情况,从而也就确定了分类的情况和分类的依据了.
经过长期的演练, 学生对数学分类讨论思想有了一定的认识, 学生的综合解题能力也有了一定的提高. 当然还有很多值得注意的细节,并需教师能够针对学生的常见错误加以小结,促使学生注意数学的严谨性和逻辑性,培养思维的条理性、缜密性、科学性.
分类讨论作为一种思想方法, 仅凭一两节课或几个例子的讲解, 就想达到让学生完全接受和掌握是不可能的. 如果单纯强调分类思想, 而忽略基础知识的教学, 会使教学流于形式, 成为无源之水, 无本之木, 学生也难以领略到分类思想的真谛. 分类思想的教学应与整个基础知识的讲授融为一体,而这需要一个长期的、系统的训练过程,对症制定分类思想渗透方案进行逐步渗透, 这是我们学习数学所追求的目标之一.