时间:2023-04-20 18:02:11
序论:写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感,挖掘那些隐藏在内心深处的真相,好投稿为您带来了七篇数学思维论文范文,愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂,助力您的创作。
一、学具操作有利于调动学生思维的积极性与创造性
小学数学教学中,学生的认知对象主要是经过前人无数次实践总结出来的认识成果——概括化的知识体系,抽象性是它的一个重要特征。这就大大提高了认识的起点,增强了认知的难度。小学生注意力集中的时间短,如果让学生从教师的语言——黑板——教师的动作中去接受知识,模仿思维,时间稍长,他们便因单调感到乏味。因此,让学生操作学具,一方面可使学生手、口、脑、眼、耳多种感官并用,扩大信息源,创设良好的思维情境;另一方面也满足了小学生好动、好奇的特性。利用学具操作的直观具体性集中学生的注意力,营造出一个符合儿童认知规律的思维氛围,有利于学生思维主动性与创造性的发挥。
二、学具操作有利于培养学生思维的层次性与逻辑性
如何处理抽象的数学问题,比如数学基本概念,应用题等,常规的教学方法主要是从一些“关键”的字、词入手引导学生分析。由于这样的方法本身就是抽象的,运用时相当一部分思维能力不够强的学生就只能作机械地模仿,甚至无从下手,因而不易达到应有的教学效果。如果教学中充分发挥学生的主动性,让学生摆一摆、做一做,把抽象的内容形象化,这能在“思维过渡”中起到“船”和“桥”的作用。例如:在教学“正方形的认识”时,我发给学生六张纸片(图略),让学生先数数六个图形边的条数和角的个数;归纳出它们的共同点(都是四边形)。再用直尺量量每条边的长度,看谁先指出四条边都相等的图形(菱形和正方形)。接下来再让学生用三角板比一比这两个图形的角,找出四个角都是直角的图形来。这时,再告诉他们,这就是我们今天要学习的“正方形”。之后,我又发给学生几张大小不等的正方形纸片,让学生数一数(边数),量一量(边长),比一比(角)。在此基础上引导学生说出正方形的特征。这样,把“正方形”放到“四边形”的整体中去认识,分层揭示正方形的特征,让学生参与了概念形成的思维过程,学生概括起来言之有物,思路清晰,逻辑性强。
三、学具操作有利于促进学生思维的内化与外化
无论是思维的内化还是外化,都必须在丰富“表象”的基础上进行。而表象的建立,往往又离不开演示与操作。因此,应适当地加强操作教学,让学生在操作实践中充分感知,建立起丰富的表象基础。
例如,为了帮助学生掌握能被3整除的数的特征,课上,我让学生用小棒在千以内的数位顺序表上摆数:先是用3根小棒摆出300、210、201、120、102、30、21……都能被3整除;然后用4根小棒摆出400、310、301、220、202、211……都不能被3整除;接着再用5根、6根……9根小棒去摆,引导学生发现摆出的数是否能被3整除与小棒的根数有关。引导学生比较得出:当小棒的根数是3的倍数时,摆出的数都能被3整除。在此基础上再引导学生理解各位上数字和能被3整除的数能被3整除就水到渠成了。这样,在操作中归纳,再把外部操作内化为思维的条件,通过表象进行思维,可顺利地实现思维的内化。
与上例不同,在教学“20以内的进位加法”时,我则让学生先把解题的过程在心里默想一遍,答题时一边操作学具,一边结合操作说出思考步骤。这样手、口、脑并用,有利于学生将内部语言转化为外部语言,促进思维的外化。
四、学具操作有利于提高学生思维品质和效率
培养学生思维的品质和效率,是发展思维能力的突破点,是提高教学质量的重要途径。操作教学利于发挥学生的主体作用,课堂上学情浓,探索性强;学生互相交流,互相协作,为创造性地运用所学知识去发现新事物、提出新见解创设了良好的情境。
如教学平面图形面积计算时,有不少题目的解法不唯一,对此,可让学生利用学具画、折、剪、拼,把条件间隐蔽的关系明朗化,从而开拓思路,得以多解。
附图{图}
如上图(1),已知平行四边形面积为30平方厘米,求阴影部分面积。(单位:厘米)
我们可先求阴影部分三角形的底,再求出面积,或者用总面积减去梯形的面积求得。但在解题时,有不少学生在图上添加了辅助线,思路就不同了:
如图(1):总面积÷2-直角三角形面积
如图(2):(总面积-长方形面积)÷2
如图(3):(总面积-平行四边形面积)÷2
也有些学生把学具剪开,平移,重新拼合,变成图(4),解法更为直观:(总面积-长方形面积)÷2。学会从不同的角度思考问题,有利于培养思维的灵活性与创造性,提高思维效率。
逻辑思维活动的能力,集中表现为应用内涵更博大、概括力更强的符号的能力,这种能力就是高度抽象的能力。确切地说,学生实现认识结构的组织,是思维过程的最关键环节和最本质的东西。提高逻辑思维活动的能力,是对创造性思维能力的自我开发。
(1)为了提高学生的逻辑活动的能力,则必从概念入手。在教学中教师要引导学生充分认识构成概念的基本条件,揭示概念中各个条件的内在联系,掌握概念的内涵和外延,在此基础上建立概念的结构联系。
(2)引导学生正确使用归纳法,善于分析、总结和归纳。由归纳法推理所得的结论虽然未必是可靠的,但它由特殊到一般,由具体到抽象的认识功能对于科学的发现是十分有用的。
(3)引导学生正确使用类比法,善于在一系列的结果中找出事物的共同性质或相似处之后,推测在其它方面也可能存在的相同或相似之处。
2.发散思维的培养
发散思维有助于克服那种单一、刻板和封闭的思维方式,使学生学会从不同的角度解决问题的方法。在课堂教学中,进行发散思维训练常用的方法主要有以下两点:
(1)采用“变式”的方法。变式教学应用于解题,就是通常所说的“一题多解”。一题多解或一题多变,能引导学生进行发散思考,扩展思维的空间。
(2)提供错误的反例。为了帮助学生从事物变化的表象中去揭示变化的实质,从多方面进行思考,教师在从正面讲清概念后,可适当举出一些相反的错误实例,供学生进行辨析,以加深对概念的理解,引导学生进行多向思维活动。
3.形象思维的培养
形象思维能力集中体现为联想和猜想的能力。它是创造性思维的重要品质之一,主要从下面几点来进行培养:
(1)要想增强学生的联想能力,关键在于让学生把知识经验以信息的方式井然有序地储存在大脑里。
(2)在教学活动中,教师应当努力设置情景触发学生的联想。在学生的学习中,思维活动常以联想的形式出现,学生的联想力越强,思路就越广阔,思维效果就越好。
(3)为了使学生的学习获得最佳效果,让联想导致创造,教师应指导学生经常有意识地对输入大脑的信息进行加工编码,使信息纳入已有的知识网络,或组成新的网络,在头脑中构成无数信息的链。
4.直觉思维的培养
在数学教学过程我们应当主动创造条件,自觉地运用灵感激发规律,实施激疑顿悟的启发教育,坚持以创造为目标的定向学习,特别要注意对灵感的线形分析,以及联想和猜想能力的训练,以期达到有效地培养学生数学直觉思维能力之目的。
(1)应当加强整体思维意识,提高直觉判断能力。扎实的基础是产生直觉的源泉,阿提雅说过:“一旦你真正感到弄懂一样东西,而且你通过大量例子,以及与其他东西的联系取得了处理那个问题的足够多的经验,对此你就会产生一种正在发展的过程是怎么回事,以及什么结论应该是正确的直觉。”
(2)要注重中介思维能力训练,提高直觉想象能力。例如,通过类比,迅速建立数学模型,或培养联想能力,促进思维迅速迁移,都可以启发直觉。我们还应当注意猜想能力的科学训练,提高直觉推理能力。
(3)教学中应当渗透数形结合的思想,帮助学生建立直觉观念。
(4)可以通过提高数学审美意识,促进学生数学直觉思维的形成。美感和美的意识是数学直觉的本质,提高审美能力有利于培养学生对数学事物间所有存在着的和谐关系及秩序的直觉意识。
5.辩证思维的培养
辩证思维的实质是辩证法对立统一规律在思维中的反映。教学中教师应有意识地从以下几个方面进行培养:
(1)辩证地认识已知和未知。在数学问题未知里面有许多重要信息,所以未知实际上也是已知,数学上的综合法强调从已知导向未知,分析法则强调从未知去探求已知。
(2)辩证地认识定性和定量。定性分析着重抽象的逻辑推理;定量分析着重具体的运算比较,虽然定量分析比定性分析更加真实可信,但定性分析对定量分析常常具有指导作用。
(3)辩证地认识模型和原型。模型方法是现代科学的核心方法,所谓模型方法就是通过对所建立的模型的研究来推知原型的某种性质和规律。这种方法需要我们注意观念上的转变和更新。
6.各种思维的协同培养
当然,任何思维方式都不是孤立的。教师应该激励学生大胆假设小心求证,并在例题的讲解中穿插多种思维方法,注意培养学生的观察力、记忆力、想象力等,以达到提高学生创造性思维能力的目的。我们来看下面这些例子:
例1:观察下列算式:
作用的结果。
再进一步观察,可以发现3=5-2,4=7-3,4=9-5,…,D=A-B。能发现这样的规律,正是我们的逻辑思维作用的结果。
何一个创造性思维的产生都是这些思维互相作用的结果。
例2:如图:在RtABC中,∠ACB=90°,CDAB,垂足为D,求AC的长。请补充题目的条件,每次给出两条边。
本题是一个条件发散的题目,条件的发散导致多种解法的产生。事实上,至少存在如下10种解法:
(1)AD,CD;(2)AB,CB;
(3)AD,AB;(4)AD,DB;
(5)AB,DB;(6)CD,DB;
(7)CB,DB;(8)AB,CD;
(9)CB,CD;(10)AD,CB。
已知(1)(2)时,直接应用勾股定理;已知(3)(4)(5)时,直接应用射影定理。只用一次定理即可求出AC,可见已知和结论距离较近。
已知(6)(7)(8)(9)(10)时,需要应用两次定理才能求解,这五种情况比较,已知与结论的距离远些。
通过对此题的研究,“穷举法”在列举各种已知条件的可能性时得到应用,并体现了发散思维一题多解的思想,更重要的是,学生在观察中了解了自己的思维层次,在总结、选择中提高了思维水平,由发散到集中(非逻辑思维到逻辑思维),学生的创造性思维就会逐步形成。
总之,我们要利用各种思维相互促进的关系,把学生的思维习惯逐渐由“再现”导向“创造”,用已掌握的知识去研究新知识,引导他们总结规律,展示想象,大胆创新。
总而言之,我们可以看到,创造性思维既有别于传统教育所注重的逻辑思维,又并非单纯意义上的发散思维,它是由逻辑思维、非逻辑思维、直觉思维和辩证思维所构成的有机的整体,并且是一个人创造力的核心。数学教学应该尽快地转变思想,从传统的教育模式向培养创造性人才的教育模式转变,从传统教育所强调的逻辑思维向现代社会所需要的创造性思维转变。这个过程将是漫长的,我们将继续探索下去。
参考文献:
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[6]吴宪芳,郭熙汉等.数学教育学.武汉:华中师范大学出版社,1996:92-100.
【关键词】数学教学;数学思维
数学教学就是指数学思维活动的教学,对数学思维的研究,是数学教学研究的核心。在数学教学中如何发展学生的数学思维,培养学生的数学思维能力是高中数学新课程标准的基本理念,也是数学教育的基本目标之一。数学教学过程的基本目标是促进学生的发展,按照新课标的基本理念,它不只是让学生获得必要的数学知识、技能,还应当包括在启迪、解决问题、情感与态度等方面的发展。数学思维在学生数学学习中具有重要作用,没有数学思维,就没有真正的数学学习,数学教学的一个首要任务是培养学生的思维能力。
把教材知识系统与学生已有认知经验能够很好的融合在一起。教学过程中思维严谨,逻辑性强,善于启发诱导。在教学中,教师应有意识地通过知识的传授,去培养学生深刻的思维能力。比如,讲定义、定理时,不仅注意准确解释词句的内含外延,而更要注意通过一些实例来指引学生参加结论的导出,以培养学生的概括能力。
数学思维是一个人的优秀品质。一个人有好的数学思维品质是难能可贵的。
1.教师在学生解题训练中培养学生的数学思维
数学题是数学教学内容的重要组成部分,教师用这些题目去加深学生对所学知识的了解、掌握和运用,也用它们衡量学生对知识掌握的程度,检验教学效果。解题过程包括弄清问题、寻求解题思路、写出解题过程、解答回顾等四个重要环节,第一个环节是解题的起始,第四个环节是解题的归宿和升华;这四个环节对于培养学生数学思维的严谨性、广阔性、深刻性等优良品质有着重要的意义。
2.教师通过在教学中挖掘知识的内在思想来培养学生的数学思维要有意识的激发学生思维成长
在教学中,教师要十分注意激起学生强烈的学习兴趣和对知识的渴求,使他们能带着一种高涨的情绪从事学习和思考。例如在高一年级讲述函数求值域的问题时,我们先从学生初中已学过的()入手,逐步引导学生,值域,值域,值域,值域,让其自己发现结论,经过每一步学生自己参与自己总结很自然的他们会总结出这种形式函数的值域问题。这就是解题过程中激发学生的兴趣,以激发学生对新知识、新方法的探知思维活动,这将有利于激发学生的学习动机和求知欲。在学生不断地解决知与不知的矛盾过程中,还要善于引导他们一环接一环地发现问题、思考问题、解决问题。
3.教学过程中让学生体会独立思考,认真思维带来的乐趣
在教学过程中,让学生主动参与到学习过程中来,培养其学习的兴趣。这对于学生主动思考,独立思考是有很大帮助的。可以极大的锻炼学生的数学思维能力。如:椭圆的定义,传统的教学主要是教师自己拿一段细绳和两枚图订在黑板上演示椭圆的形成过程,然后给出椭圆的定义。这样的教学方法直接呆板,学生参与少、思考少,而且这样直接了解椭圆的定义,会造成单纯的记忆性,缺少探索性。因而记忆的印象不够深刻,运用其解决实际问题更难,实际上没有真正培养到学生的数学思维能力。假如换个角色,由教师为主角演练,换成把数学学习的主动权交给学生,让学生亲自实践,大胆探索:先让学生拿出课前准备好的一块纸板,一段细绳和两枚图订,自己动手画图,然后同桌相互评价;其次在两枚图订之间的距离发生变化而绳长不变的条件下对所画图形自主进行探索;最后对概念的归纳进行讨论,学生试着说出椭圆的定义,教师补充。这样通过学生自己的体验,用自己的思维方式,通过独立思考、合作交流、归纳整理,形成新的知识结构,而且学生之间在讨论中相互补充,这样使他们的直观感知、观察发现、归纳类比等数学思维能力在课堂教学活动中得到锻炼和提高,同时又能真正体现数学课堂教学的本质,实现教学双长。
另外当学生真正独立思考,独立解决问题以后,教师在设置相应的纵向的知识联系就更能激发学生想象,如在学生掌握椭圆的定义之后。我们可以马上设置双曲线的定义问题由距离的和很顺利的过渡到距离的差,以激发同学对知识的渴望,形成良性循环。先思考,然后参与,再总结。
4.数形结合的思想的重要性
数形结合的思想是数学中的重要思想,它可极大的锻炼学生的感官与理性认识的结合。因此利用数形结合,培养学生的数学思维能力是很有必要的。数形结合就是将抽象的数学语言、符号与其所反映的图形有机的结合起来,从而促进抽象思维与形象思维的有机结合,通过对直观图形的观察与分析,化抽象为直观,化直观为精确,从而使问题得以解决。例如在介绍绝对值不等式恒成立的问题时:恒成立,求的取值范围。就可引导学生去考虑绝对值的几何意义即是距离问题。那么该题即考察数轴上到2与5距离的和的最小值问题,画出数轴即可解决只需即可。另外在二次函数相关问题的解决时,如在讲述二次函数在闭区间上根的分布以及取值问题时,引导同学画图像,发现特点,在从理论上去说明,就是将解决问题的所有方法先呈现给学生,让其自己去发现,去总结如何整合这些资源以利己用。再如,讲述函数性质的内容时,单调性与奇偶性的发现就是充分利用了数形结合的思想;解析几何中的这种应用更为普遍。所有这些都能极大的锻炼学生的思维能力。
总之,在数学教学中多进行有目的的思维训练,不仅要让学生多掌握解题方法,更重要的是要培养学生灵活多变的解题思维,从而既提高学生数学思维能力,又达到发展智力的目的。
参考文献
1.任樟辉.《数学思维论》,广西教育出版社,2003年1月
思维是人脑对客观现实的概括和间接的反映,反映的是事物的本质及内部的规律性。所谓数学教学中实现学生思维能力的培养,是指学生在对数学感性认识的基础上,运用比较、分析、综合、归纳、演绎等思维的基本方法,理解并掌握数学内容而且能对具体的数学问题进行推论与判断,从而获得对数学知识本质和规律的认识能力。数学思维虽然并非总等于解题,但我们可以这样讲,中学生数学思维的形成是建立在对中学数学基本概念、定理、公式理解的基础上的;发展学生数学思维最有效的方法是通过解决问题来实现的。然而,在学习数学过程中,我们经常听到学生反映上课听老师讲课,听得很明白,但到自己解题时,总感到困难重重,无从入手。事实上,有不少问题的解答,学生发生困难,并不是因为这些问题的解答太难以致学生无法解决,而是其思维形式或结果与具体问题的解决存在着差异,也就是说,这时候,学生的数学思维存在着障碍。这种思维障碍,有的是来自于我们教学中的疏漏,而更多的则来自于学生自身,来自于学生中存在的非科学的知识结构和思维模式。因此,研究中学生的数学思维障碍对于增强中学生数学教学思维培养的针对性和实效性有十分重要的意义。
二、中学数学教学中学生思维能力的培养方法呈现
1.注重数学思想方法体现中培养学生思维能力
数学思想方法是数学思想和数学方法的总称。数学思想是对数学知识与方法形成的规律性的理性认识,是解决数学问题的根本策略。数学方法是解决问题的手段和工具。数学思想方法是数学的精髓,只有掌握了数学思想方法,才算真正掌握了数学,才可以为数学教学中学生思维能力的培养奠定坚实的基础。因而,数学思想方法体现必须成为学生思维能力培养的重要组成部分。现行教材中蕴含了多种数学思想和方法,在教学时,我们应充分挖掘由数学基础知识所反映出来的数学思想和方法,设计数学思想方法的教学目标,结合教学内容适时渗透、反复强化、及时总结,用数学思想方法武装学生,使学生真正成为数学的主人。
2.注重探究方式运用中培养学生思维能力
数学探究性教学,就是教师引导学生以探究的方式学习数学。这种教学方法强调从学生已有的生活经验出发,让学生充分自由表达、质疑、探究、讨论问题,从而主动地获取知识并应用知识解决问题,目的是使学生在思维能力培养方面得到发展。而教师引导学生探究的首要任务就是如何创设探究学习的情境。在数学教学中,探究情境的设计应充分利用外在的物质材料,展示内在的思维过程,揭示知识的发生、发展过程。应具有促进学生智力因素和非智力因素的发展。还应使问题情境结构、数学知识结构、学生认识结构三者和谐统一,促进数学知识结构向学生认识结构的转化,既要创设与当前教学要解决的问题,又要创设与当前问题有关,并能使学生回味思考的问题。
3.注重教学方法优化中培养学生思维能力
教师的教法常常影响到学生思维能力的培养,事实上,富有新意的教学方法能及时为学生注入灵活思维的活力。特别是数学教学过程中的导入出新,它也可以被理解为引人入胜教学法。如通过叙述故事、利用矛盾、设置悬念、引用名句、巧用道具等新颖多变的教学手段,使学生及早进入积极思维状态。为此,在数学教学中,我们教师必须着重了解和掌握学生的基础知识状况,尤其在讲解新知识时,要严格遵循学生认知发展的阶段性特点,照顾到学生认知水平的个性差异,强调学生的主体意识,发展学生的主动精神,培养学生良好的意志品质;同时要培养学生学习数学的兴趣。兴趣是最好的老师,学生对数学学习有了兴趣,才能产生数学思维的兴奋灶,也就是更大程度地预防学生思维障碍的产生。教师可以帮助学生进一步明确学习的目的性,针对不同学生的实际情况,因材施教,分别给他们提出新的更高的奋斗目标,提高学生学好数学的信心。
4.注重主体活动参与中培养学学生思维能力
由于数学教学的本质是数学思维活动的展开,因此数学课堂上学生的主要活动是通过动脑、动手、动口参与数学思维活动。教师不仅要鼓励学生参与,而且要引导学生主动参与,才能使学生主体性得到充分的发挥和发展,只有这样,才能不断提高数学活动的开放度。这就要求我们在教学过程中为学生创造良好的主动参与条件,提供充分的参与机会。学生活动参与过程中,我们要特别注意运用变式教学,确保学生参与教学活动的持续热情。变式教学是对数学中的定理和命题进行不同角度、不同层次、不同情形、不同背景的变式,以暴露问题的本质特征,揭示不同知识点间的内在联系的一种教学设计方法。通过变式教学,使一题多用,多题重组,常给人以新鲜感,能唤起学生的好奇心和求知欲,促使其产生主动参与的动力,保持其参与教学过程的兴趣和热情。
5.注重主体阅读过程中培养学生思维能力
诚然,阅读是学生自主学习获取知识的一种学习过程,是人类汲取知识的主要手段和认识世界的重要途径。但是,迄今为止,对于阅读与学生思维能力的培养研究尚未有明确的定论,笔者结合自己的教学实践以及通过研究学生思维发展模式清楚地发现,数学教学中科学引导学生阅读文本对于培养学生的思维能力大有裨益。诚然,数学是一种语言。数学教育家斯托利亚尔说过:“数学教学也就是数学语言的教学”。而语言的学习是离不开阅读的,所以,数学的学习不能离开阅读,阅读能使学生的思维发展严密,显得有逻辑。因此,数学教学中应将阅读引入课堂,并纳入到数学课堂教学的基本环节中去,引导学生在阅读过程中进行积极思维,对教材中提供的原材料主动进行逻辑推理,通过发现与文本下文所给结论相同或相似的结论,体验发现者的成就感,培养推理与发现的思维,从而提高和发展学生的思维能力。
总之,义务教育阶段的数学课程,其基本出发点是促进学生全面、持续、和谐的发展。它不仅要考虑数学自身的特点,更应遵循学生学习数学的心理规律,强调从学生已有的生活经验出发,让学生亲身经历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程,进而使学生获得对数学理解的同时,在思维能力方面得到进步和发展。因此,我们要充分重视数学教学中学生思维能力的培养。
参考文献:
[1]田万海.数学教育学.浙江教育出版社.
[2]张奠宙.数学的明天.广西教育出版社.
[3]戴汝潜.中学数学教学艺术.山东教育出版社.
一、在求异中培养发散思维
赞可夫说过:“凡是没有发自内心求知欲和兴趣和东西,是很容易从记忆中挥发掉的。”发散性思维的形成是以乐于求异的心理倾向作为一种重要的内驱力。教师要善于选择具体题例,创设问题情境,例如:一条水渠,甲单独修要8天完成,乙单独修要6天完成,现在甲先修了4天,剩下的让乙修。乙还要几天可以完成?学生都能按照常规思路作出(1-1/8×4)÷1/6解答,教师要求用别的方法解答,学生一时想不出,通过教师的引导学生得出了:6×(1-1/8×4),6-1/8×4÷1/6,教师精细地诱导他们的求异意识。对于学生在思维过程中时不时地出现的求异因素要及时给予肯定和热情表扬,并记上优分以资鼓励使学生真切体验到自己求异成果的价值,反馈出更大程度的求异积极性,对于学生欲寻异解而不能时,则要细心点拨。潜心诱导,帮助他们获得成功,让他们在对于问题的多解的艰苦追求并且获得成功中,备享思维发散这一创造性思维活动的乐趣,使学生渐渐生成自觉的求异意识,并日渐发展为稳定的心理倾向,在面临具体问题时,就会能动地作出“还有另解吗?”“试试看,再从××角度分析一下!”的求异思考。
二、在变通中培养发散思维
变通,是发散思维的显著标志。要对问题实行变通,只有在摆脱习惯性思考方式的束缚,不受固定模式的制约以后才能实现,因此,在学生较好地掌握了一般方法后,要注意诱导学生离开原有思维轨道,从多方面考虑问题,实行变通。当学生思路闭塞时,教师要善于调度原型帮助学生接通与有关旧知识和解题经验的联系,作出转换、假设、化归、逆反等变通,产生多种解决问题的设想。
三、在独创中培养发散思维
在分析和解决问题的过程中,学生能别出心裁地提出新异的想法和解法,这是思维独创的表现。尽管小学生的独创从总体上看是处于低层次的,但它蕴育着未来的大发明、大创造,教师应满腔热情地鼓励他们别出心裁地思考问题,大胆地提出与众不同的意见和质疑,独辟蹊径地解决问题,这样才能使学生思维从求异、发散向创新推进。
本文拟从三个方面谈谈解题教学当中,如何转换分析角度,加强思维训练。
一、四则运算中,要通观全题,转换思路,训练思维的灵活性和简洁性。
四则运算中同样要讲究思维的灵活和简洁,要防止僵化,避免繁琐。
例1、计算55/3514×5/7。
分数乘法,按法则学生常常不加思索,先把带分数化为假分数,尔后再乘。但观察本题,63与5/7,49/55与5/7分别可以约简和约分,因此结合学过的知识,有
原式=(63+49/55)×5/7=63×5/7+49/55×5/7
=45+7/11=502/11。
整个计算灵活而简洁。
例2、计算(11-11/36)+(9-11/36×5)+(1-11/36×3)+(5-11/36×9)+(3-11/36×7)+(7-11/36×11)。
要是按部就班先算出每个小括号内的结果,是麻烦的。但分析比较每个小括号内的被减数和“减数”,马上会使我们想到去括号,并灵活地将被减数和“减数”重新组合起来,于是有
原式=(11+9+7+5+3+1)-11/39×(11+9+7+5+3+1)
=(11+9+7+5+3+1)×(1-11/36)
=36×25/36=25
此处思维的灵活性还体现在乘法分配律对减法的通用。
二、应用题求解中,要抓住数量关系,转化思路,训练思维的深刻性和创造性。
抓住应用题的数量关系,探索问题的实质,积极主动地发现新路子,提出新见解,为最终创造性地解决问题服务。
例3、一杯牛奶,甲第一次喝了半杯,第二次又喝了剩下的一半,就这样每次都喝上一次剩下的一半,问甲五次一共喝下多少牛奶?
这道题本身不难。把五次所喝的牛奶加起来即出结果。但要是这样想:甲喝过五次后,杯中还剩多少奶?一杯牛奶减去剩下的,不就是喝下的了吗?这一思路的有新意。如果再以一个正方形表示一杯牛奶,则右图中阴影部分就表示已喝下的牛奶。而不带阴影的部分为所剩牛奶。那么1-1/32=31/32(杯)即甲所喝牛奶。以上思维就比较深刻且数形结合,富有创造性。
(附图{图})
例4、某筑路队计划6天铺900米水泥路,结果提前一天完成了任务。问工作效率提高了百分之几。
常规解法不成问题,其综合算式及结果为:
[900÷(6-1)-900÷6]÷(900÷6)=0.2=20%。
变换思路:提高工效后5天铺好,原计划6天铺好。也就是说现在铺一天相当于原计划铺6÷5=1.2(天),因此,现在的工效是原来的120%,从而工效提高了20%。其综合式是
6÷(6-1)-1=20%
这一解法别开生面,独到而巧妙。
三、面积计算中,转化着眼点,训练思维的广阔性和有序性。
小学几何的面积计算中,学生常常苦于思路闭塞。教学中应采用辅助线或图形变换等,启发学生分析。分析的着眼点不同,解题思路也不同。解法也会不一样,这种一题多解或一法多用正是思维广阔性的体现。
例5、正方形的边长为8厘米,求图1中阴影部分的面积(为方便计,取3作π的近似值)。
(附图{图})
要求阴影的面积,就图1,思考路子不很明显。一旦作出正方形对边中点的连线(图1─1),思序就容易入轨。
(附图{图})
析解1从图形可以看出阴影的面积就等于大直角扇形的面积减去①、②、③三块图形面积所得的差。即
S[,阴影]=S[,大扇形]-S[,①]-S[,②]-S[,③]
=π/4-8[2,]-(4[2,]-π/4×4[2,])-4[2,]-π/4×4[2,]
=48-(16-12)-16-12
=16(平方厘米)
析解2观察图1,连对角线,并作适当割补(图1─2),由图1─2,很快可发现阴影的面积就等于大直角扇形的面积减去一个直角三角形的面积的差,所以
S[,阴影]=S[,大扇形]-S[,直角三角形]
=π/4×8[2,])-1/2×8×8
=48-32
=16(平方厘米)
(附图{图})
析解3就图1,再作一个对称的直角扇形(图1─3),我们把阴影块标(一),其余三块分别标上(二)、(三)和(四),从图1─3看出,S(一)=S(二),S(三)=S(四),而
S[,三]=S[,四]=S[,正方形]-S[,大扇形]=8[2,]-π/4×8[2,]≈16(平方厘米)
(附图{图})
析解4分析图1─1,可以设想将图1─1中的图形①迁移到扇形③的右上角而正好填满所在的小正方形,见图1─4。这就是说,图形①、②、③的面积之和恰好等于大正方形的一半。于是有
S[,阴影]=S[,大扇形]-(S[,①]+S[,②]+S[,③])
=S[,大扇形]-1/2S[,正方形]
=π/4×8[2,]-1/2×8[2,]≈48-32
=16(平方原米)
[关键词]构造创新
什么是构造法又怎样去构造?构造法是运用数学的基本思想经过认真的观察,深入的思考,构造出解题的数学模型从而使问题得以解决。构造法的内涵十分丰富,没有完全固定的模式可以套用,它是以广泛抽象的普遍性与现实问题的特殊性为基础,针对具体的问题的特点而采取相应的解决办法,及基本的方法是:借用一类问题的性质,来研究另一类问题的思维方法。在解题过程中,若按习惯定势思维去探求解题途径比较困难时,可以启发学生根据题目特点,展开丰富的联想拓宽自己思维范围,运用构造法来解题也是培养学生创造意识和创新思维的手段之一,同时对提高学生的解题能力也有所帮助,下面我们通过举例来说明通过构造法解题训练学生发散思维,谋求最佳的解题途径,达到思想的创新。
1、构造函数
函数在我们整个中学数学是占有相当的内容,学生对于函数的性质也比较熟悉。选择烂熟于胸的内容来解决棘手问题,同时也达到了训练学生的思维,增强学生的思维的灵活性,开拓性和创造性。
例1、已知a,b,m∈R+,且ab求证:(高中代数第二册P91)
分析:由知,若用代替m呢?可以得到是关于的分式,若我们令是一个函数,且∈R+联想到这时,我们可以构造函数而又可以化为而我们又知道在[0,∞]内是增函数,从而便可求解。
证明:构造函数在[0,∞]内是增函数,
即得。有些数学题似乎与函数毫不相干,但是根据题目的特点,巧妙地构造一个函数,利用函数的性质得到了简捷的证明。解题过程中不断挖掘学生的潜在意识而不让学生的思维使注意到某一点上,把自己的解题思路搁浅了。启发学生思维多变,从而达到培养学生发散思维。
例2、设是正数,证明对任意的自然数n,下面不等式成立。
≤
分析:要想证明≤只须证明
≤0即证
≥0也是
≥0对一切实数x都成立,我们发现是不是和熟悉的判别式相同吗?于是我们可以构造这样的二次函数来解题是不是更有创造性。
解:令
只须判别式≤0,=≤0即得
≤
这样以地于解决问题是很简捷的证明通过这样的知识转移,使学生的思维不停留在原来的知识表面上,加深学生对知识的理解,掌握知识更为牢固和知识的运用能力。有利于培养学生的创新意识。
2、构造方程
有些数学题,经过观察可以构造一个方程,从而得到巧妙简捷的解答。
例3、若(Z-X)2-4(X-Y)(Y-Z)=0求证:X,Y,Z成等差数列。
分析:拿到题目感到无从下手,思路受阻。但我们细看,题条件酷似一元二次方程根的判别式。这里a=x-y,b=z-x,c=y-z,于是可构造方程由已知条件可知方程有两个相等根。即。根据根与系数的关系有即z–y=y-x,x+z=2y
x,y,z成等差数列。遇到较为复杂的方程组时,要指导学生会把难的先简单化,可以构造出我们很熟悉的方程。
例4、解方程组我们在解这个方程组的过程中,如果我们用常规方法来解题就困难了,我们避开这些困难可把原方程化为:
于是与可认为是方程两根。易求得再进行求解(1)或(2)
由(1)得此时方程无解。
由(2)得解此方程组得:
经检验得原方程组的解为:
通过上面的例子我们在解题的过程中要善于观察,善于发现,在解题过程中不墨守成规。大胆去探求解题的最佳途径,我们在口头提到的创新思维,又怎样去创新?创新思维是整个创新活动的关键,敏锐的观察力,创造性的想象,独特的知识结构及活跃的灵感是其的基本特征。这种创新思维能保证学生顺利解决问题,高水平地掌握知识并能把知识广泛地运用到解决问题上来,而构造法正从这方面增训练学生思维,使学生的思维由单一型转变为多角度,显得积极灵活从而培养学生创新思维。
在解题的过程中,主要是把解题用到的数学思想和方法介绍给学生,而不是要教会学生会解某一道题,也不是为解题而解题,给他们学会一种解题的方法才是有效的授之以鱼,不如授之以渔。在这我们所强调的发现知识的过程,创造性解决问题的方法而不是追求题目的结果。运用构造方法解题也是这样的,通过讲解一些例题,运用构造法来解题的技巧,探求过程中培养学生的创新能力。
华罗庚:“数离开形少直观,形离开数难入微。”利用数形结合的思想,可沟通代数,几何的关系,实现难题巧解。
3.构造复数来解题
由于复数是中学数学与其他内容联系密切最为广泛的一部分,因而对某些问题的特点,可以指导学生从复数的定义性质出发来解决一些数学难题。
例5、求证:≥
分析:本题的特点是左边为几个根式的和,因此可联系到复数的模,构造复数模型就利用复数的性质把问题解决。
证明:设z1=a+biz2=a+(1-b)iz3=(1-a)+(1+b)iz4=(1–a)+bi
则左边=|z1|+|z2|+|z3|+|z4|
≥|z1+z2+z3+z4|
≥|2+2i|=
即≥
例6、实数x,y,z,a,b,c,满足
且xyz≠0求证:
通过入微观察,结合所学的空间解析几何知识,可以构造向量
联想到≤结合题设条件
可知,向量的夹角满足,这两个向量共线,又xyz≠0
所以
利用向量等工具巧妙地构造出所证明的不等式的几何模型,利用向量共线条件,可解决许多用普通方法难以处理的问题对培养学生创新思维十分有益。
4.构造几何图形
对于一些题目,可借助几何图形的特点来达到解题目的,我们可以构造所需的图形来解题。
例7、解不等式||x-5|-|x+3||6
分析:对于这类题目的一般解法是分区间求解,这是比较繁杂的。观察本题条件可构造双曲线,求解更简捷。
解:设F(-3,0)F(5,0)则|F1F2|=8,F1F2的中点为O`(1,0),又设点P(x,0),当x的值满足不等式条件时,P点在双曲线的内部
1-31+3即-24是不等式的解。
运用构造法就可以避免了烦杂的分类讨论是不是方便得多了,引导学生掌握相关知识运用到解决问题上来。
又如解不等式:
分析:若是按常规的解法,必须得进行分类讨论而非常麻烦的,观察不等式特点,联想到双曲线的定义,却柳暗花明又一村可把原不等式变为
令则得由双曲线的定义可知,满足上面不等式的(x,y)在双曲线的两支之间区域内,因此原不等式与不等式组:同解
所以不等式的解集为:。利用定义的特点,把问题的难点转化成简单的问题,从而使问题得以解决。
在不少的数学竞赛题,运用构造来解题构造法真是可见一斑。
例8、正数x,y,z满足方程组:
试求xy+2yz+3xz的值。
分析:认真观察发现5,4,3可作为直角三角形三边长,并就每个方程考虑余弦定理,进而构造图形直角三角形ABC,∠ACB=90°三边长分别为3,4,5,∠COB=90°
∠AOB=150°并设OA=x,OB=,,则x,y,z,满足方程组,由面积公式得:S1+S2+S3=
即得:xy+2yz+3xz=24