我们希望《中学数学思想方法(第2版)》能对数学活动的一般规律;对领悟数学精神、思想和方法,建立正确的数学观和数学教育观;对中学数学教学研究,提高教师的教学水平和研究水平,改进学生的学习、提高学业成绩、提高数学素质、培养智能型、创新型人才起到积极的推动作用。
第一章 数学思想方法简介§l.l 如何认识数学思想方法
二、解析法与综合法的比较
我们知道,中学几何中的综合法是处理几何问题的一种常用方法,它借助图形的直观形象,依据基本的逻辑原理(同一律、矛盾律、排中律等),不使用其他工具,从基本事实(公设、公理)出发,通过演绎推理,导出一系列定理和结论。而解析法是通过建立坐标系,把几何中的点与代数的基本研究对象数(数组)对应,建立图形(曲线)与方程的对应,从而把几何与代数紧密结合起来,用代数方法解决几何问题。
相比之下,用综合法解决问题时有其形象直观、便于思考等好处,但是因为综合法要依赖于图形及其几何性质,因此,也有其不便之处:一是对有些问题要分情况证明。例如证明“三角形三条高交于一点”这一问题,就需分直角三角形、锐角三角形、钝角三角形三种情况证明,而解析法的证明由于字母可以代表各种情形的数,所以对直角三角形、锐角三角形、钝角三角形三种情况可以统一处理而不必加以区分。其二是综合法需要很强的技巧,缺乏规律性,尤其是在处理一些较为复杂的问题时,关键往往是要添加辅助线才能证明。显然,添加辅助线的思考难度是很大的,因题而异,技巧性强,没有普遍可用的方法。而解析法有固定的程序和方法,具有普适性和一般性。其关键是建立恰当的坐标系,把几何元素用坐标表示,进而把几何条件用坐标关系给出,经过代数运算,得到结果,再解释结果的几何意义。当然,解析法也有其不足的地方,对于某些问题,虽然有思路可循,步骤清楚,但计算量大,比较烦琐,甚至得不到结果。
因此,要善于把两种方法结合起来使用。在用解析法解决几何问题时,要善于利用几何中的结论;在用综合法解决几何问题时,也可结合解析法处理,并有意识、有计划地安排相应的问题,要求学生对两种方法进行比较,比较利弊,提高他们解决问题的能力。
此外,我们还应认识到解析法的功用,不仅是为几何问题的研究和问题解决提供了一种方法,而且是为研究自然现象提供了数学工具——通过方程来研究物体运动的轨迹曲线,为用微积分研究自然现象准备了条件,这是综合法与之无法相比的。
莫绍揆生动、形象地把综合法比作“乘公共汽车”,把解析法比作“乘地铁”,意指乘公共汽车虽然慢一些,但是可以一览沿途的景致,地铁虽快,但完全看不到地面上沿途的景致,只有等到达目的地后才能走上地面。
最后,我们还是要强调,解析法的灵魂是数形结合,对此,已在第五章中作了相关分析,不再赘述。
9.3教学设计案例
这里我们要给出的是一个立体几何的教学设计案例。首先针对几何课程设计中存在的一些问题作简要的分析,然后给出“直线与平面垂直的判定”这一内容的教学设计。
9.3.1几何课程教学设计应关注的问题
关于几何课程的教学设计,需要关注三个问题:一要注意几何直观与数学学习的关系,几何课程不仅仅是培养逻辑思维的良好载体,而且是一种思维方式,这种几何直观的思维方式渗透到数学的所有分支,对于数学学习起到基础的作用。
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