升入高中后如何学好数学?
假如要求我用一句话来回答这个问题,我的答案是:记牢公式和定理(公理),学会用定理(和公理)分析和解决问题。
假如允许我多说几句,给新升入高中的年轻人一些实际的建议。我的建议是:花一点时间,把初中教材上的平面几何的知识总结一下,熟悉平面几何的体系结构。以初中平面几何为样本,学习建立知识体系。
说得具体一些,可分三步走:
这样做有什么好处呢?打个形象的比方。汽车有大有小。不论是家用的五人座小车,还是载重数十吨的大车,它的基本结构和使用方法都有相似之处。就结构来说,汽车必定要有三大件:发动机、变速箱、底盘。就驾驶的角度来说,你必须掌握这些设备的使用:方向盘、油门、刹车、后视镜... 假如你学会了开小车,到了大车上,很自然地会问:油门和刹车在哪?找到了油门和刹车,就可以把车开走。
假如你完成了我前面提到的三个步骤,你会发现:教科书上的黑体字内容,可以分为三类:
第一类:概念和定义。例如,平行四边形、菱形、矩形、正方形...
第二类:判定定理。例如,根据哪些条件可以判定一个四边形是菱形?
第三类:性质定理。例如,菱形有哪些性质?
高中数学,将会引入更多的概念和定理。与初中阶段相比,内容更丰富,复杂度和抽象程度也提高了。因此,及时的归纳、总结,形成知识的体系,是很有必要的。
例如,函数是初中就已经接触的概念,高中数学中将引入新的函数定义,之后接着引入函数的主要性质:单调性、奇偶性、周期性。
针对单调性,你需要了解:1)定义:什么是单调增(减)函数?2)判定方法:符合哪些条件可以判定一个函数在指定区间是单调增(减)函数?3)性质:在判定一个函数单调增(减)后可以推出哪些结论?
对初中数学的总结,可以帮助你建立一个学习的框架,提高高中的学习效率。
初中的平面几何有几十条定理,所有定理都可以从7条公理推导得出。
高中数学也是如此。以三角函数为例,常用公式有三十多个。所有公式,都可以从几个基本的公式和定理推导得出。
假如用“背公式”的方式来学习,是学不好数学的,即使暂时背下来,一段时间后也会忘记。假如掌握了公式之间的推导关系,即使偶尔忘记了某个公式也能把它重新推导出来。
简单说来,学数学就是学推导。原因在于,数学是一门演绎科学,是用公理化方法建立起来的。
公理化方法始于古希腊。高中《数学(必修2)》是这样描述的:
关于欧几里德,爱因斯坦曾经这样评价:“世界第一次目睹了一个逻辑体系的奇迹,这个逻辑体系如此精密地一步步推进,以致它的每一个命题都是绝对不容置疑的———我这里说的是欧几里德几何。推证的这种可赞叹的胜利,使人类的理智获得了为取得以后成就所必须的信心。”
按照《初等几何研究》(哈尔滨工业大学出版社)的总结,现行教材的几何公理共有13条,清单如下∶
公理 1 经过两点有一条直线,并且只有一条直线.
公理 2 在所有联结两点的线中,线段最短.
公理 3(平行公理)经过直线外一点,有一条而且只有一条直线和这条直线平行.
公理 4 两条直线被第三条直线所截,如果同位角相等,那么这两条直线平行.
公理 5 (边角边公理)有两边和它们的夹角对应相等的两个三角形全等.
公理 6(角边角公理)有两角和它们的夹边对应相等的两个三角形全等.
公理 7 矩形的面积等于它的长和宽的积
公理 8 如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内.
公理 9 如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线.
公理 10 通过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.
公理 11 平行于同一条直线的两条直线互相平行.
公理 12 长方体的体积等于它的长、宽、高的积.
公理 13 (祖暅原理)夹在两个平行平面间的两个几何体,被平行于这两个平面的任意平面所截.如果截得的两个截面的面积总相等,那么这两个几何体的体积相等.
以上清单中,公理1至公理7是初中数学的内容;而公理8至公理13则是高中立体几何的教学内容。
在现行的应试教育背景下,学校通常把“刷题”作为备考的主要手段。有些经典的问题,恰恰因为太经典,所以,就成为了“考试不会考到”的那一类。对这类问题,学校老师常常会有意或无意地忽略。
在对初中数学进行整理时,务必要留意这类问题。
我在这里提供一份不完整的清单:
问题1:如何证明【勾股定理】?注意:勾股定理的证明方法有数百种。我要求学生至少要掌握3种。
问题2:《初中数学》七年级下册第5页给出了一个定理:连接直线外一点与直线上各点的所有线段中,垂线段最短。书上没有提供证明。请自行补充。如何证明这一命题?(答案可以到八年级上册第13章找)
问题3:《初中数学》八年级上册第5页给出了定理:三角形的三条中线相交于一点,三角形三条中线的交点叫做三角形的重心。 如何证明呢?
问题4:为什么说 不是有理数?这个问题在《初中数学》七年级下册第6章有答案。这是数学史上一个非常重要的问题,引发了第一次数学危机。解决这一问题,需要用到反证法。反证法也是一种重要的证明方法,后面这个问题5也要用到反证法。
问题5:素数的数量是有限的还是无限的?如何证明?
除了这些具体的“数学问题”,还有解题的规范和思维习惯也很重要。关于证明过程,在教科书(初中数学七年级下册第五章)中有明确的要求:
证明中的每一步推理都要有根据。不能"想当然"。这些根据,可以是已知条件,也可以是学过的定义、基本事实、定理等。
这是一项基本的要求,不仅对平面几何适用,对于整个数学都是适用的。"每一步推理都要有根据”,其实是一种思维习惯,假如养成了这样的习惯,数学就会越来越好。这样的要求,本来是人人都能做到的;但习惯的形成需要一段时间。假如一开始不重视,等到不良习惯形成后再来补救,就会比较困难。
关于数学思想和方法,已经有众多高人作了总结。高中数学的思想方法主要有:函数与方法思想、分类讨论思想、数形结合思想、化归与转化思想。
数学思想,有点类似于武侠小说中的“心法”。抽象地谈论几大思想,对于提高数学水平并没有帮助。在解题过程中,不断地归纳总结,方为正道。
这个话题比较大,以后再找机会展开。