數(shù)學(xué)教學(xué)中學(xué)生思維靈活性培養(yǎng)的實(shí)踐與體會
金紅衛(wèi)
高中學(xué)生一般年齡為15—18歲,處于青年初期。他們的身心急劇發(fā)展、變化和成熟,學(xué)習(xí)的內(nèi)容更加復(fù)雜、深刻,生活更加豐富多采。這種巨大的變化對高中學(xué)生的思維發(fā)展提出了更高的要求。研究表明,從初中二年級開始,學(xué)生的思維由經(jīng)驗(yàn)型水平向理論型水平轉(zhuǎn)化,到高中一、二年級,逐步趨向成熟。作為高中教學(xué)教師,應(yīng)抓住學(xué)生思維發(fā)展的飛躍時(shí)期,利用成熟期前可塑性大的特點(diǎn),做好思維品質(zhì)的培養(yǎng)工作,使學(xué)生的思維得到更好的發(fā)展。
教育心理學(xué)理論認(rèn)為:思維是人腦對事物本質(zhì)和事物之間規(guī)律性關(guān)系概括的間接的反映。思維是認(rèn)知的核心成分,思維的發(fā)展水平?jīng)Q定著整個(gè)知識系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。因此,開發(fā)高中學(xué)生的思維潛能,提高思維品質(zhì),具有十分重大的意義。
思維品質(zhì)主要包括思維的靈活性、廣闊性、敏捷供、深刻性、獨(dú)創(chuàng)性和批判性等幾個(gè)方面。思維的靈活性是建立在思維廣闊性和深刻性的基礎(chǔ)上,并為思維敏捷性、獨(dú)創(chuàng)性和批判性提供保證的良好品質(zhì)。在人們的工作、生活中,照章辦事易,開拓創(chuàng)新難,難就難在缺乏靈活的思維。所以,思維靈活性的培養(yǎng)顯得尤為重要。
思維的靈活性指思維活動的靈活程度,指善于根據(jù)事物的發(fā)展變化,及時(shí)地用新的觀點(diǎn)看待已經(jīng)變化了的事物,并提出符合實(shí)際的解決問題的新設(shè)想、新方案和新方法。學(xué)生思維的靈活性主要表現(xiàn)于:(1)思維起點(diǎn)的靈活:能從不同角度、不同層次、不同方法根據(jù)新的條件迅速確定思考問題的方向。(2)思維過程的靈活:能靈活運(yùn)用各種法則、公理、定理、規(guī)律、公式等從一種解題途徑轉(zhuǎn)向另一種途徑。(3)思維遷移的靈活:能舉一反三,觸類旁通。
如何使更多的學(xué)生思維具有靈活特點(diǎn)呢?在教學(xué)實(shí)踐中作了一些探索:
一、以“發(fā)散思維”的培養(yǎng)提高思維靈活性
美國心理學(xué)家吉爾福特(J·P·Guilford)提出的“發(fā)散思維”(pergent thinking)的培養(yǎng)就是思維靈活性的培養(yǎng)。“發(fā)散思維”指“從給定義的信息中產(chǎn)生信息,其著重點(diǎn)是從同一的來源中產(chǎn)生各種各樣為數(shù)眾多的輸出,很可能會發(fā)生轉(zhuǎn)換作用。”
在當(dāng)前的數(shù)學(xué)教學(xué)中,普遍存在著比較重視集中思維的訓(xùn)練,而相對忽視了發(fā)散思維的培養(yǎng)。發(fā)散思維是理解教材、靈活運(yùn)用知識所必須的,也是迎接信息時(shí)代、適應(yīng)未來生活所應(yīng)具備的能力。
l、引導(dǎo)學(xué)生對問題的解法進(jìn)行發(fā)散
在教學(xué)過程中,用多種方法,從各個(gè)不同角度和不同途徑去尋求問題的答案,用一題多解來培養(yǎng)學(xué)生思維過程的靈活性。
<例>求證:
證法1:(運(yùn)用二倍角公式統(tǒng)一角度)
證法2:(逆用半角公式統(tǒng)一角度)
證法3:(運(yùn)用萬能公式統(tǒng)一函數(shù)種類)設(shè)
證明4:(構(gòu)法分母并促使分子重新組合,在運(yùn)算形式上得到統(tǒng)一。)
證法5:可用變更論證法。只要證下式即可。
證法6:由正切半角公式,利用合分比性質(zhì),則命題得證。
通過一題多解引導(dǎo)學(xué)生歸納證明三角恒等式的基本方法:(1)統(tǒng)一函數(shù)種類;(2)統(tǒng)一角度;(3)統(tǒng)一運(yùn)算。
一題多解可以拓寬思路,增強(qiáng)知識間聯(lián)系,學(xué)會多角度思考解題的方法和靈活的思維方式。
2、引導(dǎo)學(xué)生對問題的結(jié)論進(jìn)行發(fā)散
對結(jié)論的發(fā)散是指確定了已知條件后沒有現(xiàn)成的結(jié)論.讓學(xué)生自己盡可能多地探究尋找有關(guān)結(jié)論,并進(jìn)行求解。
<例>已知:(1), (2),由此可得到哪些結(jié)論?
讓學(xué)生進(jìn)行探素,然后相互討論研究,各抒己見。
想法一:(1)2+(2)2可得(兩角差的余弦公式)。
想法二:(1)×(2),再和差化積:
結(jié)合想法一可知:
想法三:(1)2-(2)2再和差化積:
結(jié)合想法一可知:可得
想法四;,再和差化積約去公因式可得:,進(jìn)而用萬能公式可求:、、。
想法五:由消去得: ;消去可得(消參思想)
想法六:(1)+(2)并逆用兩角和的正弦公式:
(1)-(2)并逆用兩角差的正弦公式:
想法七:(1)×3-(2)×4: ,
即
則、、均可求。
開放型題目的引入,可以引導(dǎo)學(xué)生從不同角度來思考,不僅僅思考條件本身,而且要思考條件之間的關(guān)系。要根據(jù)條件運(yùn)用各種綜合變換手段來處理信息、探索結(jié)論,有利于思維起點(diǎn)靈活性的培養(yǎng),也有利于孜孜不倦的鉆研精神和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。
3、引導(dǎo)學(xué)生對問題的條件進(jìn)行發(fā)散
對問題的條件進(jìn)行發(fā)散是指問題的結(jié)構(gòu)確定以后,盡可能變化已知條件,進(jìn)而從不同角度和用不同知識來解決問題。
對于等差數(shù)列的通項(xiàng)公式:an=a1+(n-1)d,顯然,四個(gè)變量中知道三個(gè)即可求另一個(gè)(解方程)。如“{an}為等差數(shù)列,a1=1,d=-2.問-9為第幾項(xiàng)”等等。然后,放手讓學(xué)生自己編寫題目。編題過程中.學(xué)生要對公式中變量的取值范圍、變量之間的內(nèi)在關(guān)系、公式的適用范圍等有全面的掌握。否則,信手拈來會鬧出笑話。上題中,若改d=-3,則-9為第項(xiàng),顯然荒謬。如此,學(xué)生對于等差數(shù)列的通項(xiàng)公式與求和公式的掌握會比較全面,而且能站在較高層次來看待問題,提高思維遷移的靈活性。
二、以思維靈活性的提高帶動思維其他品質(zhì)的提高,以思維其他品質(zhì)的培養(yǎng)來促進(jìn)思維靈活性的培養(yǎng)
由于思維的各種品質(zhì)是彼此聯(lián)系、密不可分的,處于有機(jī)的統(tǒng)一體中,所以,思維其他品質(zhì)的培養(yǎng)能有力地促進(jìn)思維靈活性的提高。
1、思維的深刻性指思維過程的抽象程度,指是否善于從事物的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)本質(zhì),是否善于從事物之間的關(guān)系和聯(lián)系中揭示規(guī)律。
<例>方程sinx=lgx的解有( )個(gè)。
(A)1(B)2(C)3(D)4
學(xué)生習(xí)慣于通過解方程求解,而此方程無法求解常令學(xué)生手足無進(jìn)。若能運(yùn)用靈活的思維換一個(gè)角度思考:此題的本質(zhì)為求方程組的公共解。運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想轉(zhuǎn)化為求函數(shù)圖家交點(diǎn)問題,尋求幾何性質(zhì)與代數(shù)方程之間的內(nèi)在聯(lián)系。通過知識串聯(lián)、橫向溝通牢牢抓住事物的本質(zhì),在思維深刻性的基礎(chǔ)上,思維靈活性才有了用武之地。
2、思維的廣闊性是指善于抓住問題的各個(gè)方面,又不忽視其重要細(xì)節(jié)的思維品質(zhì)。要求學(xué)生能認(rèn)真分析題意,調(diào)動和選擇與之相應(yīng)的知識,尋找解答關(guān)鍵。
<例>已知拋物線在y軸上的截距為3,對稱軸為直線x=-1,在x軸上截得線段長為4,求拋物線方程。
解法一:截距為3,可選擇一般式方程:
顯然有c=3,利用其他條件可列方程組求a,b值。
解法二:由對稱軸為直線x=-1,可選擇頂點(diǎn)式方程:
顯然有m=-1,利用其他條件可列方程組求a,k的值。
另外,由圖象對稱性可知x軸上交點(diǎn)為(l,0)和(-3,0)。
解法三:由截距為3,即過三點(diǎn)(0,3)、(l,0)和(-3,0),
可選擇一般式方程:
代人點(diǎn)坐標(biāo),列方程組求a,b,c值。
解法四:由一元二次方程與一元二次函數(shù)關(guān)系可選擇兩根式:(必須與x軸有交點(diǎn))
顯然;x1=-3,x2=1。由截距3,可求a值。
在把握整體的前提下,側(cè)重某一條件作為解答突破口,在思維廣闊性的基礎(chǔ)上,充分運(yùn)用思維靈活性調(diào)動相關(guān)知識、技能尋找解題途徑。
3、思維的敏捷性指思維活動的速度。它的指標(biāo)有二個(gè):一是速度,二是正確率。具有這一品質(zhì)的學(xué)生能縮短運(yùn)算環(huán)節(jié)和推理過程。思維靈活性對于思維速度和準(zhǔn)確率的提高起著決定性作用。
<例>相鄰邊長為a和b的平行四邊形,分別繞兩邊旋轉(zhuǎn)所得幾何體體積為Va(繞a邊)和Vb(繞b邊),
則Va:Vb=( )
(A)a:b (B)b:a (C)a2:b2 (D)b2:a2
用直接法求解:以一般平行四邊形為例。如圖,可求:,
則Va:Vb=b:a,由于要引入兩邊夾角來求解,學(xué)生常無法入手。若以特殊的平行四邊形 ──矩形來處理,則相當(dāng)簡便。
此題解法充分體現(xiàn)了思維靈活性,以簡馭繁,用特殊化思想求解,解題迅速、正確。
4、思維的獨(dú)創(chuàng)性指思維活動的獨(dú)創(chuàng)程度,具有新穎善于應(yīng)變的特點(diǎn)。思維的靈活性為思維的獨(dú)創(chuàng)性提供了肥沃的土壤,為解題“靈感”的閃現(xiàn)提供了燃料。
在教學(xué)實(shí)線中,我常發(fā)現(xiàn),學(xué)生提出富有個(gè)性的見解的時(shí)候,往往是“思維火花”閃爍的時(shí)候.
<例>求值:
一般解法:
獨(dú)特靈活的解法1:令 ,
則,
即,則原式
構(gòu)造對偶式求解,思維靈活頗有獨(dú)創(chuàng)牲。
解法2:構(gòu)造1為直徑的圓內(nèi)接三角形,三個(gè)角為,
則可構(gòu)成三角形三邊長。
逆用余弦定理:
則原式
靈活的構(gòu)想獨(dú)特巧妙,數(shù)形結(jié)合思想得到充分體現(xiàn)。我在教學(xué)中比較注重學(xué)生解題思路的獨(dú)特征、新穎性的肯定和提倡,充分給予嘗試、探索的機(jī)會,以活躍思維、發(fā)展個(gè)性。
5、思維的批判性指思維活動中獨(dú)立分析的程度,是否善于嚴(yán)格地估計(jì)思維材料和仔細(xì)地檢查思維過程。我在數(shù)學(xué)教學(xué)中,鼓勵學(xué)生提出不同的甚至懷疑的意見,注意引導(dǎo)和啟發(fā),提倡獨(dú)立思考能力的培養(yǎng)。
<例>⊿ABC中,,,求
大部分學(xué)生如此解:由可得;由可得,進(jìn)而可求或。
有學(xué)生提出異議:
由可知:,同理可知。
由知:不可能!即取不到。
故只有一解
學(xué)生對結(jié)論的可靠程度進(jìn)行懷疑,在獨(dú)立分析的基礎(chǔ)上,靈活運(yùn)用三角函數(shù)的單調(diào)性來確定三角形內(nèi)角的取值范圍,嚴(yán)密論證了三角函數(shù)值取值的可能性。
三、靈活新穎的教法探求和靈活扎實(shí)的學(xué)法指導(dǎo)
教師的教法常常影響到學(xué)生的學(xué)法。靈活多變的教學(xué)方法對學(xué)生思維靈活性的培養(yǎng)起著潛移默化的作用,而富有新意的學(xué)法指導(dǎo)能及時(shí)為學(xué)生注人靈活思維的活力。
“導(dǎo)入出新”──良好的開端是成功的一半。引人入勝的教學(xué)導(dǎo)入可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和熱情。以“創(chuàng)設(shè)情境”,“敘述故事”、“利用矛盾”、“設(shè)置懸念”、“引用名句”、“巧用道具”等新穎多變的教學(xué)手段,使學(xué)生及早進(jìn)入積極思維狀態(tài)。
“錯(cuò)解剖析”──提供給學(xué)生題解過程,但其中有錯(cuò)誤的地方。讓學(xué)生反串角色,扮演教師批改作業(yè)。換一個(gè)角度來考察學(xué)生的知識掌握情況,尋找錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因,以求更好的加深對知識的掌握。
“例題變式”──從例題入手,變換條件尋求結(jié)論的不同之處;變換結(jié)論尋求條件的不同之處;變換提出問題的背景,尋求多題一解;變換問題的思考角度,尋求一題多解;……以變來培養(yǎng)學(xué)生靈活的思維。
“編制試卷”──列出考查知識點(diǎn)、考查重點(diǎn)、試題類型,讓學(xué)生自己編制一份測驗(yàn)試卷.并給出解答。使學(xué)生站在老師的角度體驗(yàn)出題心理,更好的掌握知識結(jié)構(gòu)和思維方式。
“撰寫小論文”──根據(jù)學(xué)習(xí)體會、解題經(jīng)驗(yàn)、考試心得等等,撰寫學(xué)科研究性小論文。選擇比較好的指導(dǎo)修改并編輯出版,激勵學(xué)生善于進(jìn)行總結(jié),培養(yǎng)良好的思維品質(zhì)。
以上只是我在培養(yǎng)學(xué)生思維靈活性方面的一些實(shí)踐和體會。
幾年來,所教學(xué)生在經(jīng)過有目的的培養(yǎng)后,思維品質(zhì)都有了很大的提高。相應(yīng)的,學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量也有了很大提高。許多學(xué)生進(jìn)入大學(xué)、甚至走上工作崗位后,常常來信談及雖然數(shù)學(xué)知識有許多已經(jīng)遺忘,但老師教的數(shù)學(xué)思維方式卻常令他們在工作、學(xué)習(xí)、生活中得益不少。
近年來,隨著課程教材改革的推進(jìn),突出思維品質(zhì)的培養(yǎng)已成為廣大教師和教育工作者的共識。我要繼續(xù)探索下去,以求獲得更多的收獲。
(1)《中學(xué)生學(xué)習(xí)心理學(xué)》 編寫組著 廣東高等教育出版社
(2)《中學(xué)生心理學(xué)》 林崇德著 北京出版社
(3)《數(shù)學(xué)教育學(xué)》 田萬海著 浙江教育出版社
(4)《高中生心理學(xué)》 鄭和鈞/鄧京華等著 浙江教育出版社
(5)《中學(xué)生素質(zhì)教育》 徐仲安著 上海科學(xué)技術(shù)出版社