抓好向量学习对学生能力的培养

在现实世界中存在着许许多多既有大小又有方向的量，如位移、速度、力和动量等，这些量必须用一种数学方法来表示，也就是向量。向量在数学、物理学以及许多生产实践中有着广泛的应用。在《新编高中数学教材》中增加平面和空间向量的学习，通过向量的学习，将使学生对量的数学表达的认识进入一个新的领域，同时学生对平面几何乃至立体几何的定理及有关性质的推导和证明，对解析几何有关问题的理解及应用，三角函数公式及其性质的来源、证明和运用等又达到了“质”的飞跃。20世纪初，人们把空间的性质与向量运算的联系使学生进一步领会数形结合和分类讨论等数学方法，成为一种优良的数学体系，并通过向量的实际应用培养学生空间想象力，思维能力，把实际问题转化为数学模型的能力。以下谈谈我在新教材的教学过程中的几点做法和体会：

一、培养学生观察能力及建立数学模型的能力

观察能力是学生获得数学知识的必要条件，只有培养学生敏锐细致的观察能力才能使他们及时发现问题，只有发现问题才能产生疑惑，才能提出问题，只有提出问题才能激发释疑的欲望，促使寻找分析与解决问题的决心和毅力。爱因斯坦说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。善于观察的人可以将常人熟视无睹的问题提出来，并加以研究解决。例如牛顿的“万有引力定律”是受观察苹果落地启发的。在平面几何中常用的定理在初中教学过程中都以“默认”的形式存在，学生是知其然而不知其所以然，因而数学意识并不强烈，让很多有意义的问题擦肩而过。在引入向量的知识后，因为“向量”具有几何形式和代数形式的“双重身份”，它可作为联系代数与几何的纽带，是中学数学知识的一个交汇点，以前学过的平面几何、三角函数等知识均能得到较充分的应用，可借助它解决部分定理的证明。因此在教学中我有意识在这里充分发挥，设计了一批例题，并加以实施，以其达到培养学生观察、分析、解决问题的能力，乃至提高建立数学模型的能力。

运用向量方法解决平面几何问题，向量方法是借助向量的几何意义，把问题转化为向量的计算，通过向量计算达到求解目的，用向量方法解决几何问题，一方面体现向量的应用性，另一方面能在应用中达到对向量知识的理解与掌握。

二、培养学生归纳和类比推理的能力

1、 数学教学是数学活动的教学，因此，不要仅仅呈现数学的结论，也要关注知识产生的过程。数学知识产生的其中一种是归纳和类比的推理，因此在教学中，我注意启发学生运用归纳或类比推理的方法，从特殊前提想象猜测出一般结论，其中归纳想象是从个别的有限的事物推广到一般的无限的事物。类比想象是从个别事情想象到类似事情的认识，在数学中用这种归纳、类比的方法获得的猜想是最常用的方法。

例、“正弦定理”的证明既是重点又是难点。因此我利用教材先从直角三角形（因为初三已有锐角三角函数的基础）的特殊情况推导出正弦定理的结论，具体的步骤是：利用向量知识证明正弦定理。

由于正弦定理的适用性是任意三角形，所以不妨先讨论：

（1）直角三角形a[]sinA=b[]sinB=c[]sinc

显然，由解直角三角形知识可解决。

（2）从特殊直角三角形猜测锐角三角形命题是否仍然成立。然后在锐角三角形中运用向量的数量积加以证明。

（3）最后让学生对钝角三角形中的正弦定理加以证明。

三、培养学生数形结合的能力

由于建立直角坐标系，给出了向量的坐标表示式，由此导出了向量的加法、减法及实数与向量积的坐标运算，这就为用“数”的运算处理“形”的问题架起了桥梁。通过这样的教学过程，使学生体验到成功的乐趣，建立学好数学的信心，又学到思考问题的方法，从而逐步提高推理的能力。引导学生大胆设想，借助辅助工具或辅助量将问题中的隐蔽条件明朗化，复杂条件简单化，化难为易，最终能解决问题。

学生学习数学知识是在原有的数学认知结构基础上将新知识纳入原有的认知结构中去，重新组织与发展认知结构的过程，在新教材中《向量》一章的引进，无疑是对学生的数学思维能力，创造能力培养有促进的作用。通过本章的教学，结合布置学生完成《实习作业》和《向量在物理中的应用》的研究性课题，使学生受到把实际问题抽象成数学问题的训练，结合介绍“向量”在几何、机械、航海、测量等方面的应用，提高了数学建模的能力，使学生学会提出、分析、解决带有实际意义的或与相关学科（物理）、生产和日常生活中的数学问题，学会使用数学语言、数学概念表达问题，进行课堂中师生、生生之间的交流、互动，形成用数学的意识，进而达到全面提高学生数学素质的目的。

这样的补充，既锻炼了学生的横向思维，又深化了对科技是推动历史进步的根本动力的认识。四大发明成为近代文明的助推器和催化剂，对欧洲经济、政治和文化乃至世界文明进步做出了巨大的贡献。在与时俱进，构建和谐世界大背景之下，对学生的科学价值观教育大有裨益的。

参考文献

1 ［英］李约瑟著《中国科技史》，科学出版社中译本

2 吴国盛著《科学的历程》，北京大学出版社2002年

3 潘吉星著《中国古代四大发明：源流、外传及世界影响》，科技大学出版社2003年

4 杜石然等著《中国科学技术史稿》，科学出版社1982年

5 缪印堂《四大发明的反思》，《北京观察》2005年第8期

6 马明中《中国四大发明及其对世界历史的影响》，《绥化师专学报》2001年第1期

7 鲁迅《电的利弊》