谈转化思想在初中数学解题中的应用技巧

2023-11-04 16:02郭明
数学学习与研究 2023年15期
关键词:转化思想应用策略解题

郭明

【摘要】转化思想是应用联想、变换、化归等方法将复杂问题转化成简单问题,将抽象问题转化成直观问题的一种数学解题思想,将其应用于初中数学解题教学中,对于提高学生的解题能力有着关键作用.文章立足初中数学解题教学实际,对转化思想在初中数学解题中的应用技巧展开分析,同时从转化思想在解代数问题、几何问题、应用问题方面提出了一些具体的应用策略,以供参考.

【关键词】转化思想;初中数学;解题;应用策略

教师将转化思想用于初中数学解题教学中,可以使学生从非常规的角度思考、探究问题,使其在转化分析的过程中确定解题技巧,从而提高学生的解题效率.初中数学教师应认识到转化思想的教学应用价值,并根据初中生的实际情况合理开展转化思想的应用教学工作,为提升解题教学质量,促进学生解题能力发展奠定基础.

一、转化思想的内涵解读

转化思想是一种将问题由难化易、由繁化简的一种数学思想,即在分析问题的过程中,通过使用某种具体的手段将复杂问题、抽象问题、疑难问题转化为简单问题、直观问题,从而达到快速解决问题的目的.转化思想的应用方式可分为以下几种,如将陌生问题转化为熟悉问题,将复杂问题转化为简单问题,将抽象问题转化为直观问题,将含糊问题转化成明朗问题,等等.体现转化思想的数学方法包括配方法、整体代入法、数形结合法等多种数学方法.

二、转化思想在初中数学解题中的应用技巧

转化思想是一种基本的思维策略.转化思想在初中数学解题教学应用中的技巧有迹可循.

(一)化生疏为熟悉,降低问题难度

在初中数学解题教学中,学生往往具备解决常规数学问题的能力.然而,初中数学解题教学内容不仅包括常规数学问题,还包括各种形式新颖、内容奇特的陌生数学问题.部分学生由于学习视野狭窄、習题练习量不足,导致解题过程常遇到困难.对此,教师可以在问题分析过程中渗透转化思想,引导学生将陌生问题转化为常规数学问题,从而降低陌生问题的难度,助力学生解题.

以人教版七年级数学下册“平行线的性质”的解题教学为例:如图1,AB∥CD,若∠ABE=120°,∠DCE=35°,则有∠BEC=°.

在“平行线的性质”解题教学中,学生经常解决求相互平行直线的内错角、同旁内角、同位角角度的问题,并没有遇到过求两平行直线外夹角角度的问题.遇到这一题时,很多学生陷入解题困境.对此,教师可以应用转化思想,指导学生将这一陌生问题转化为已掌握的常规问题:如图2,过点E作EF∥AB,根据平行于第三条直线的两直线平行,可得EF∥CD.再利用常规解题思路求解即可.

在学生遇到陌生类型数学习题时,教师可以应用转化思想指导学生将未知问题转化为已知问题,让学生在转化的过程中联想已学过的数学理论知识、数学解题方法,继而培养学生快速解答陌生难题的能力.

(二)化抽象为直观,提高解题效率

一些初中数学问题具有一定的抽象性,若学生按照常规方法解决问题,很容易被复杂的问题绕晕,导致解题失败.转化思想具有化繁为简、化抽象为直观的作用.教师可以在学生解决抽象问题的过程中渗透转化思想,让学生在有效引导下掌握难题转化规律,从而提高解题效率.

抽象问题在初中数学解题教学中十分常见.教师可将转化思想用于抽象问题的解答教学过程中,通过培养学生的转化意识,提升学生的转化思维水平,培养学生化抽象为直观的解题能力,提高学生的解题效率.

(三)化正向为逆向,活跃解题思维

转化思想的应用不拘泥于形式,也不限制思考路径.当学生遇到难以运用正向思维方式解决的复杂问题时,教师可以在解题教学中渗透转化思想,引导学生变正向思考为逆向思考,使其在逆向分析的过程中快速确定问题求解思路,并解决数学问题.

当正向思考不能求解问题答案时,教师应指导学生灵活运用逆向思维方式,通过转换思考问题的角度简化复杂问题,使学生轻松解答困难习题.

三、转化思想在初中数学解题中的应用策略分析

初中数学解题教学主要围绕着代数问题、几何问题、应用问题展开.将转化思想用于代数、几何、应用问题的解题教学中,可以提高学生的解题效率.

(一)应用转化思想,培养灵活思维———解代数问题

代数问题包括整式问题、分式问题、整式方程问题、分式方程问题、不等式问题等.对于某些代数问题,如果学生用常规方法解题,会陷入大量的计算,影响解题效率.对此,教师可以在解题教学中为学生讲解转化思想的内涵,并演绎应用转化思想求解复杂代数问题的过程,让学生在听讲、观看解题过程,自主尝试解答的过程中学会转化思想的应用方法,形成灵活的解题思维.

除了根据隐含条件转化求解,教师还可在课上为学生讲解整体转化、逆向思考、数形转化等多种转化方法,启迪学生的解题思维,使学生形成举一反三的解题思维能力.

(二)应用转化思想,培养逻辑思维———解几何问题

几何问题是初中数学解题教学中的常见问题.然而,初中数学的几何问题具有一定的复杂性,学生只有具备良好的逻辑推理、数学分析、知识应用能力,才能高效解答数学问题.对此,教师可以适时渗透转化思想,并运用对话、指导、讨论等多种教学方法确定解题切入点,从而快速、高效地解答数学问题.

此外教师还可再引入正三角形、正六边形、正八边形有关的计算问题,并为学生演绎将普通图形转化为特殊的直角三角形的具体过程.通过详细讲解、细致演绎,使学生掌握几何问题的分析、化简、求知方法,从而逐步提升学生的逻辑思维水平.

(三)应用转化思想,发展综合思维———解应用问题

1.基于已知条件转化模型,发展建模思维

初中数学应用题具有信息量大的特征.学生在审读应用题、解答应用题时,经常出现信息提取不准确、解题效率低的问题.究其原因,在于学生未能准确把握应用题中已知条件与未知条件的关联、已知条件与所求问题的关联.为此,教师可以在应用题审题教学、解题教学中渗透转化思想,指导学生运用转化思想将具体的文字信息转化为抽象的数学模型,使学生在建构模型、应用模型的过程中形成良好的逻辑推理、数学抽象思维.

以人教版九年级数学下册“反比例函数”的解题教学为例:装运工人每天往一艘轮船上装载30吨货物,装载完毕恰好用了8天时间.(1)轮船到达目的地后開始卸货,平均卸货速度v(单位:吨/天)与卸货天数t之间有怎样的函数关系?(2)由于遇到紧急情况,要求船上的货物5天内卸载完毕,那么平均每天至少要卸载多少吨?这一问题是典型的反比例函数应用问题.利用反比例函数解决实际问题时,需要明确实际问题中的等量关系,把实际问题转化为数学问题回答.在此问题中,等量关系为“平均装货速度×装货天数=货物的总量”.完成问题分析后,教师给学生3~5分钟的时间解答问题,之后将正确答案誊抄在黑板上,让学生对照答案反思自己的解题不足:

在解题教学中,教师可按照先分析数学问题,再建造数学模型的顺序传授学生应用转化思想解答实际问题的技巧,使学生形成良好的建模意识,从而解决学生应用题解题困难的学习问题.

2.基于问题内容转化问题,发展转化思维

部分初中数学应用题的出题角度比较刁钻,从常规角度出发无法得到问题结果.针对这类型应用题进行解题教学时,教师可以为学生渗透转化思想,指导学生从“变”的角度出发看待问题,达到简化问题的效果.

以人教版九年级数学下册“锐角三角函数”一课的应用题教学中:小华的气球被吹到树上,为了摘下气球他决定去搬梯子,为使梯子高度不低于气球高度,小华需要知道气球的高度.为此,小华在平面A处观察气球,测得仰角为30°,之后小华向气球方向前进50m到达B处,测得仰角为45°.你能根据这些信息,帮助小华计算气球的高度吗?从常规角度出发,学生很难解得问题答案.这时,教师可以应用转化思想,将应用题转化为解直角三角形问题,并绘制解题示意图(如图6).

将原本求气球高度的问题转化为求构造的Rt△ADC、Rt△BCD公共直角边CD长度的问题.解决问题后,教师可以指导学生回顾应用转化思想解决问题的全过程,进一步提升学生的转化思维水平.

结 语

将数学思想有机渗透初中数学解题教学中,对于提升学生的数学认知水平,发展学生的灵活解题思维有着积极意义.转化思想具有化繁为简、化难为易、化抽象为直观的作用,教师将转化思想渗透进数学问题分析、数学问题解答、数学问题反思教学等解题教学环节中,有利于增进学生对数学问题的理解,提高学生的解题能力.同时在实际教学中,教师应根据初中数学解题教学特征,做好转化思想的教学规划,并按部就班地落实工作内容,实现对学生灵活解题能力的培养.

【参考文献】

[1]袁炳全.初中数学解题中转化思想的应用[J].数理化解题研究,2021(32):40-41.

[2]丁帮琴.转化思想在初中数学解题教学中的运用[J].试题与研究,2021(30):15-16.

[3]张锦尾.巧用转化思想 解答数学难题[J].名师在线,2021(18):38-39.

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