匈牙利著名數(shù)學(xué)家路莎·彼得在《無窮的玩藝》一書中有一段風(fēng)趣而精彩的描述:從陳舊的實(shí)用觀點(diǎn)上來看,以下的一個(gè)比擬也許是十分可笑的,但這一比擬在數(shù)學(xué)家中卻是廣為流傳的:“現(xiàn)有煤氣灶、水龍頭、水壺和火柴擺在你面前,當(dāng)你要燒水時(shí),你應(yīng)當(dāng)怎樣去做呢?往水壺里注滿水,點(diǎn)燃煤氣,然后把水壺放在煤氣灶上?!薄澳銓?duì)問題的回答是正確的,現(xiàn)把所說的問題稍作修改,即假設(shè)水壺中已經(jīng)盛滿了水,而所說問題中的其他情況都不變,試問,此時(shí)你應(yīng)當(dāng)怎樣去做?”此時(shí)被問者一定會(huì)大聲而頗有把握地回答說:“點(diǎn)燃煤氣,再把水壺放上去?!彼_信這樣的回答是正確的。但是更完善的回答應(yīng)該是這樣:“只有物理學(xué)家才會(huì)按照剛才的辦法去做,而數(shù)學(xué)家們卻會(huì)回答:只須把水壺中的水倒掉,問題就化歸為前面所說的問題了?!?/p>
這則幽默而又有些夸張的比擬,形象地概括出了數(shù)學(xué)與其他學(xué)科不同的思維方式,即將面臨的問題化歸為已解決的問題。這種化歸的思想幾乎滲透整個(gè)數(shù)學(xué)的教學(xué)過程。的確,這種“把水壺中的水倒掉,問題就化歸為前面所說的問題了”的化歸思想,是學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)必須而又科學(xué)的思想方法之一。在這里我不想對(duì)化歸的思想方法多加發(fā)揮,而是就“把水壺直接放上去”的思維,在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面談一談自己的看法。
通過對(duì)上面解題過程的反思,將結(jié)論推廣到一般情況,有利于同類問題的解決。解題后的反思具有查缺補(bǔ)漏、探索新的解題方法、提高解題能力、創(chuàng)新解題方法等積極的作用。心理研究表明:當(dāng)我們分析的思路一旦打通,產(chǎn)生了第一次興奮,感受到解題帶給我們快樂,但此時(shí)卻無暇顧及細(xì)節(jié),匆匆忙難免就有許多的漏洞;當(dāng)我們進(jìn)一步更周密地思考時(shí),常常會(huì)激發(fā)出一個(gè)個(gè)更機(jī)智的念頭,產(chǎn)生了第二次興奮,這時(shí)心理感覺不僅是快樂,更充滿美感,加深了對(duì)數(shù)學(xué)的領(lǐng)悟。在教學(xué)過程中,我要求學(xué)生在解完一個(gè)題目后,都試一試“把水壺直接放上去!”的反思,并作了些提示,以幫助他們尋找更好的方法。
1.能否刪除多余的步驟,體現(xiàn)數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔美;
2.能否用更一般的原理,體現(xiàn)數(shù)學(xué)的和諧美;
3.能否用更特殊的技巧,體現(xiàn)數(shù)學(xué)的奇異美;
4.能否將這種解法用在別的地方,加以推廣。
學(xué)生在反思練習(xí)中,雖不能完美無缺,但仍有許多創(chuàng)造的火花。事實(shí)上,上述的兩個(gè)例子,都是在老師的啟發(fā)下,學(xué)生自己思考的結(jié)果。在教學(xué)的過程中,還有許多,選摘如下:
1. 求證:二次函數(shù)y=x2-(k+1)x+k與x軸必有交點(diǎn);
常規(guī)解法: △=(k+1)2-4k=(k-1)2≥0。
反思后解法:y=(x-1)(x-k),故與x軸交點(diǎn)為(1,0),(k,0)。
(不僅證出有交點(diǎn),還把交點(diǎn)坐標(biāo)都求出來了)
2. 在領(lǐng)悟了例2后,在課外,學(xué)生討論出如下結(jié)果:拋物線y=ax2+bx+c(a≠0)與x軸交于A,B兩點(diǎn),與y軸交于C點(diǎn),則
當(dāng)ac=-1時(shí),△ABC為直角三角形;
當(dāng)b=0時(shí),△ABC為等腰三角形;
當(dāng) b=0且△=4時(shí),△ABC為等邊三角形。
這已差不多已是研究性學(xué)習(xí)的模式了!雖然還有不少漏洞,但是作為老師,心里仍非常高興。
3.在學(xué)習(xí)等比定理時(shí),曾利用了假設(shè)比值k,學(xué)生由此進(jìn)行了推廣,在學(xué)習(xí)直角三角形相似的判立中,利用比值k,結(jié)合勾股定理計(jì)算,給出了定理的另一種更明了的證法。雖然早有定論,但這第一感覺仍令人興奮。我們無意去搞“題海戰(zhàn)術(shù)”,但我們可以通過解一定量的數(shù)學(xué)題目,去領(lǐng)悟數(shù)學(xué)的美,去探求解題的科學(xué)方法。試想如果我們的數(shù)學(xué)教學(xué)都是講解標(biāo)準(zhǔn)化的答案,那么我們的學(xué)生學(xué)到的是怎樣的知識(shí)呢?他們的能力又如何?他們能對(duì)數(shù)學(xué)有濃厚的興趣嗎?他們心目中的數(shù)學(xué)是什么樣的?
愿更多的學(xué)生在“把水壺直接放上去”的思考中,提高創(chuàng)新的能力,領(lǐng)略數(shù)學(xué)的美,感受數(shù)學(xué)給我們帶來的樂趣。
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(浙江省金華市第十四中學(xué))
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