摘 要:傳統(tǒng)的中職數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師往往比較重視學(xué)生數(shù)學(xué)邏輯思維能力的培養(yǎng),而忽略了對學(xué)生數(shù)學(xué)直覺思維能力的培養(yǎng)。其實(shí),數(shù)學(xué)直覺思維也是一種很重要的思維形式。本文提出重視和加強(qiáng)中職學(xué)生數(shù)學(xué)直覺思維能力訓(xùn)練,闡述數(shù)學(xué)直覺思維的基本內(nèi)涵和特征,以及如何培養(yǎng)中職學(xué)生數(shù)學(xué)直覺思維能力,及創(chuàng)新思維習(xí)慣,以適應(yīng)新時期社會對人才的需要。
關(guān)鍵詞:直覺思維 審美 數(shù)形結(jié)合
法國科學(xué)家龐加萊曾說過:“沒有直覺,年輕人在理解數(shù)學(xué)時便無從著手;他們不可能學(xué)會熱愛它,他們從中看到的只是空洞的玩弄詞藻的爭論;尤其是沒有直覺,他們永遠(yuǎn)也不會有應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力。”當(dāng)前,我們應(yīng)結(jié)合職中學(xué)生發(fā)展特點(diǎn),努力使學(xué)生學(xué)會對客觀事物的數(shù)量和數(shù)學(xué)模式進(jìn)行思考和判斷,提高職中學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用能力和數(shù)學(xué)創(chuàng)新能力,特別是思維能力的培養(yǎng)(其中包括直覺思維能力的培養(yǎng))。
一、重視和加強(qiáng)直覺思維能力的培養(yǎng)
直覺思維是人類自古以來就一直存在的一種思維方式,是一種人們普遍運(yùn)用的認(rèn)識事物、思索問題的思考方法。它曾在人類的科技發(fā)展史、藝術(shù)發(fā)展史上“屢建奇功”。如笛卡兒創(chuàng)立解析幾何,牛頓發(fā)明微積分,阿基米德在浴室里找到辨別王冠真假的方法,這些無一不是直覺思維的杰作。尤其是在當(dāng)今社會,直覺思維日益顯示了它在人的認(rèn)識活動中的作用和重要。直覺思維能力強(qiáng)的人,往往靠直覺就能正確判斷形勢,洞察實(shí)質(zhì),獲得結(jié)論,做出抉擇。如果情況緊迫,需要我們當(dāng)機(jī)立斷,快刀斬亂麻時,若不懂得、不習(xí)慣或不善于運(yùn)用直覺思維,而仍企圖通過嚴(yán)謹(jǐn)、周密的邏輯思維以求萬全之策,則勢必會貽誤戰(zhàn)機(jī),造成損失。
現(xiàn)代社會需要大量具有很強(qiáng)直覺思維能力的人才。但是,目前數(shù)學(xué)教學(xué)中,則往往偏重于邏輯思維能力的培養(yǎng),過分強(qiáng)調(diào)形式論證的嚴(yán)謹(jǐn)性,忽視直覺思維的突發(fā)性理解和頓悟作用,忽視數(shù)學(xué)形成過程中生動直觀的一面及包括大量源于直覺思維的結(jié)果。值得可喜的是:現(xiàn)在中職教育已經(jīng)認(rèn)識到培養(yǎng)學(xué)生“思維能力”的重要性,已由原來的培養(yǎng)學(xué)生“邏輯思維能力”理念,轉(zhuǎn)變?yōu)榕囵B(yǎng)學(xué)生“思維能力”。雖然只是去掉兩個字,概念的內(nèi)涵卻更加豐富,人們在教育的實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)了認(rèn)識上的轉(zhuǎn)變。在大力提倡創(chuàng)新精神的今天,重視和加強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)直觀思維能力的培養(yǎng),確是當(dāng)務(wù)之急。
二、數(shù)學(xué)直覺思維的基本內(nèi)涵和特征
在日常生活的數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們常常會遇到這樣的情形:在課堂上題目剛剛寫完,老師還沒來得及解釋題意,有的同學(xué)立刻報出了答案。若進(jìn)一步問他為什么?他說不出思維過程。此時,其他同學(xué)就會笑他瞎猜,這種現(xiàn)象就是直覺思維。那么,直覺思維究竟是什么?直覺思維首先是一種特殊的思維活動,是指人們對事物或問題不經(jīng)反復(fù)思考的一種直接洞察,它不同于感官所提供的一般“感覺”,而是一種思維活動。其次,這種思維活動又不同于一般的邏輯思維的推理,這種覺察往往是“知其然而不知其所以然”,盡管判斷的結(jié)論是正確的,卻不能馬上說出理由和依據(jù)。我們把這種具有意識的人腦對數(shù)學(xué)對象(結(jié)構(gòu)及其關(guān)系)的敏銳想象和迅速判斷稱之為數(shù)學(xué)直觀思維。它具有以下基本特征:
(一)思維對象的總體性
思維主體運(yùn)用直覺思維,總是從總體上觀察、認(rèn)識事物后,便對它做出某種斷定。而不像一般運(yùn)用邏輯那樣,先分析認(rèn)識事物的各個局部,然后再綜合認(rèn)識事物的全局、整體。
(二)思維速度的瞬時性
直覺思維進(jìn)行的速度極快,所思考的問題在頭腦中的出現(xiàn)和解決,令人感到幾乎是同時發(fā)生的。這樣的速度,遠(yuǎn)非一般運(yùn)用邏輯的速度可比。
(三)思維主體的頓悟性
思維主體運(yùn)用直覺思維獲得成果,表現(xiàn)為思想上的一種“頓時領(lǐng)悟”,一種“豁然開朗”;而不像運(yùn)用邏輯思維那樣層層深入,逐步明確的認(rèn)識事物。
(四)思維結(jié)果的猜測性
直覺思維不像邏輯那樣,只要思維的根據(jù)真實(shí),思維形式正確,思維的結(jié)果就必然真實(shí),而是具有猜測性、試探性。
三、數(shù)學(xué)直覺思維能力的培養(yǎng)
徐利治教授曾指出:“數(shù)學(xué)直覺思維是可以后天培養(yǎng)的。實(shí)際上每個人的數(shù)學(xué)直覺思維也是不斷提高的”。數(shù)學(xué)直覺思維能力的培養(yǎng)包括教學(xué)中的培養(yǎng)和鼓勵、指導(dǎo)學(xué)生自我鍛煉兩個方面。還要注意直覺思維具有不可靠性,避免被錯誤的直覺所誤導(dǎo)。具體來說數(shù)學(xué)直覺思維能力的培養(yǎng)應(yīng)從以下幾個方面進(jìn)行:
(一)著眼中職學(xué)生的直覺“頓悟”,延展中職學(xué)生的思維品質(zhì)
具有扎實(shí)的基礎(chǔ)和廣闊的思維才能使學(xué)生的數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)得到積累和升華,才能形成直覺所運(yùn)用的“數(shù)學(xué)知識組塊”,才能在認(rèn)識上產(chǎn)生“頓悟”——合理的數(shù)學(xué)直覺?,F(xiàn)代格式塔學(xué)習(xí)理論也認(rèn)為:在某種程度上說,學(xué)習(xí)是對心理環(huán)境的重新組建或重新構(gòu)造,并把學(xué)習(xí)成功歸結(jié)為“頓悟”的結(jié)果。特別強(qiáng)調(diào)直覺頓悟,重視思維整體延伸。在實(shí)際教學(xué)中,只有注重學(xué)生的思維品質(zhì)的培養(yǎng),才能使學(xué)生的數(shù)學(xué)直覺思維能力得到有效的提高。
(二)發(fā)揮中職學(xué)生的直覺聯(lián)想,喚起中職學(xué)生的審美意識
偉大的科學(xué)家龐加萊指出:“能夠作出數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的人,是具有感受數(shù)學(xué)中的秩序、和諧、對稱、整齊和神秘之美能力的人,而且只限于這種人?!睌?shù)學(xué)美充滿了整個數(shù)學(xué)領(lǐng)域,而這些數(shù)學(xué)美是引起數(shù)學(xué)直覺的動力,是產(chǎn)生數(shù)學(xué)直覺的重要條件。我們在教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)充分展現(xiàn)數(shù)學(xué)美,挖掘數(shù)學(xué)美和創(chuàng)造數(shù)學(xué)美,激發(fā)學(xué)生發(fā)揮直覺聯(lián)想,提高他們對數(shù)學(xué)的審美能力,引導(dǎo)學(xué)生按照美的規(guī)律去想象、去判斷。
例4.(著名的“劉卡趣題”)假定較長時間以來某輪船公司每天中午有一艘輪船從A地開往B地,并且在每天同一時間,也有一艘輪船從B地開往A地,輪船在途中所發(fā)時間來去都是7晝夜,問今天中午從A地開往B地的輪船在整個航運(yùn)途中,將遇到幾艘同一公司的輪船從對面開來?
分析:見圖1,其中下行數(shù)字表示船出發(fā)的時間,如-3表示前3天中午開出;上行數(shù)字表示今天中午從A地發(fā)出的輪船相遇對方開來的輪船次數(shù)。因此,該船將遇到15艘同一公司的船,其中出發(fā)時1艘,到達(dá)時1艘,中途13艘??梢?,恰如其分地運(yùn)用數(shù)學(xué)直觀思維,能保證數(shù)學(xué)問題具有創(chuàng)意性,顯示了數(shù)學(xué)直觀思維的簡潔美。
(三)誘導(dǎo)中職學(xué)生直覺思維動機(jī),注意運(yùn)用數(shù)形結(jié)合
著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾說過:“數(shù)缺形時少直覺,形少數(shù)時難入微;數(shù)形結(jié)合百般好,割裂分家萬事非?!边@說明數(shù)離不開形。在解題時,若能構(gòu)造出恰當(dāng)?shù)膸缀螆D形,常常能得出令人拍案稱奇的巧妙解法,而且數(shù)形結(jié)合也是誘導(dǎo)學(xué)生數(shù)學(xué)直覺思維動機(jī)的一個極好的切入點(diǎn)。
因此,對于一些數(shù)學(xué)知識和問題,如能將它們直觀化、形象化,不僅有利于學(xué)生對知識的理解和問題的解決,而且還能使學(xué)生感受體驗(yàn)直覺思維的功能,進(jìn)而訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維能力。
(四)鼓勵中職學(xué)生大膽猜想,滿足中職學(xué)生的心理渴望
數(shù)學(xué)教育家布魯納說過:“機(jī)靈的猜測,豐富的假設(shè)和大膽迅速地作出試驗(yàn)性結(jié)論,這些都是從事任何一項(xiàng)工作的思想家常用的方法?!贝竽懙牟孪胧侵庇X思維中的一種重要的思維形式,從哥德巴赫于1742年提出猜想,到1962年王元解決了(1+4)問題,再到1966年陳景潤解決了(1+2)問題,以及在此過程中吸引世界各國數(shù)學(xué)家為此而努力就是很好的證明。在實(shí)際教學(xué)中,教師能在學(xué)生面對數(shù)學(xué)問題而大膽地提出猜想時多加鼓勵,無疑滿足學(xué)生探索新問題的心理渴望。
例6:證明:10001999<1999。
(五)培養(yǎng)中職學(xué)生反思習(xí)慣,彌補(bǔ)中職學(xué)生的思維“缺陷”
心理學(xué)認(rèn)為直覺是“一種不經(jīng)過分析、推理的認(rèn)識過程而直接迅速地進(jìn)行判斷的認(rèn)識能力”。數(shù)學(xué)直覺思維由于受學(xué)生的心理因素與認(rèn)識水平的限制,學(xué)生的數(shù)學(xué)直覺時常產(chǎn)生錯誤的現(xiàn)象——表現(xiàn)出思維的“缺陷”。因此,培養(yǎng)學(xué)生的反思習(xí)慣,彌補(bǔ)學(xué)生的思維“缺陷”,具體表現(xiàn)在:1.可以防止數(shù)學(xué)直覺思維的失誤;2.可以拓展思路,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性和靈活性;3.可以擴(kuò)大和加強(qiáng)數(shù)學(xué)知識的聯(lián)系,做到舉一反三;4.可以發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的新知識、新方法,及未知的數(shù)學(xué)真理。
例8:已知2≤a+b≤4,1≤a-b≤2求4a-2b的范圍。
分析:單憑學(xué)生的直覺,常常會出現(xiàn)以下錯誤:記2≤a+b≤4①,1≤a-b≤2②,①+②得3≤2a≤6即③,由②得:-2≤-a+b≤-1④,①+④得0≤2b≤3,即-3≤-2b≤0⑤,③+⑤得3≤4a-2b≤12。
反思:錯誤的根本原因在于:解不等式的過程要求是同解過程,即必須是“充要條件”,不能只是必要條件。通過進(jìn)一步探討,正確的解法應(yīng)該是:令4a-2b=m(a+b)+n(a-b),易得m=1,n=3?!?≤a-b≤2,∴3≤3(a-b)≤6,又∵2≤a+b≤4,∴5≤4a-2b≤10。
例9:學(xué)習(xí)了“真子集”后,學(xué)生思維往往會受到正偶數(shù)集 是正整數(shù)集{1,2,3,4,…}的真子集的影響,錯誤認(rèn)為:正整數(shù)集中的元素比正偶數(shù)集中的元素多。因?yàn)檎麛?shù)集中的元素至少有一個不屬于正偶數(shù)集。
反思:通過一一對應(yīng)關(guān)系的分析(如圖3):實(shí)際上,兩者的元素是一樣多,多么重要的反思啊!對于這種錯誤的直覺認(rèn)識,教師要及時引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思來彌補(bǔ)思維上的“缺陷”。
四、結(jié)語
總之,重視學(xué)生直覺思維能力的培養(yǎng),對于克服思維的單向性,具有十分重要的意義。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,邏輯思維和直覺思維并不是對立的,在邏輯思維中蘊(yùn)涵著直覺思維,直覺思維又以邏輯思維為前提。目前,在我國具備直覺思維能力的中職人才相對缺少。作為教育工作者,我們應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況,盡最大能力。在教學(xué)中,要適時把握契機(jī)。在訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力的同時,同樣要注重直覺思維能力的訓(xùn)練與培養(yǎng),進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力,全面提高中(下轉(zhuǎn)第101頁)(上接第100頁)職學(xué)生的思維素質(zhì),從而滿足社會需求。
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作者單位:廣州市番禺工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)校