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。新課程改革下的現(xiàn)代教育強(qiáng)調(diào)“知識結(jié)構(gòu)”與“學(xué)習(xí)過程”,目的在于發(fā)展學(xué)生的思維能力。只有把掌握知識、技能作為中介來發(fā)展學(xué)生的思維品質(zhì)才符合素質(zhì)教育的基本要求。數(shù)學(xué)知識可能在將來會遺忘,但思維品質(zhì)的培養(yǎng)會影響學(xué)生的一生,思維品質(zhì)的培養(yǎng)是數(shù)學(xué)教育的價(jià)值得以真正實(shí)現(xiàn)的理想途徑。
高中學(xué)生一般為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。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。
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)。人們在工作、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(dòng)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)為:(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)踐中我作了一些探索。
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”(divergentthinking)的培養(yǎng)就是思維靈活性的培養(yǎng)?!鞍l(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,而相對忽視發(fā)散思維的培養(yǎng)的問題。發(fā)散思維是理解教材、靈活運(yùn)用知識所必需的,也是迎接信息時(shí)代、適應(yīng)未來生活所應(yīng)具備的能力。發(fā)散思維能力的培養(yǎng)應(yīng)圍繞以下幾個(gè)方面:
1.注重知識間的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的轉(zhuǎn)化思想。
轉(zhuǎn)化思想是數(shù)學(xué)中的重要思想,它是在探求使已知成立的必要條件和使結(jié)論成立的充分條件的過程中,由未知向已知轉(zhuǎn)化、由復(fù)雜向簡單轉(zhuǎn)化。掌握知識間的聯(lián)系是完成轉(zhuǎn)化思想必要的知識基礎(chǔ)。一些學(xué)生在解答問題時(shí),當(dāng)思維受阻時(shí)不是去對原題進(jìn)行再認(rèn)識,而停留在某一角度苦思冥想,未能把握知識間的相互聯(lián)系對問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,致使問題得不到解決。教師要針對這一問題,使學(xué)生注重知識間的聯(lián)系,對問題進(jìn)行多角度分析,形成用轉(zhuǎn)化思想來改變題型結(jié)構(gòu)的習(xí)慣和能力。轉(zhuǎn)化就是對問題的發(fā)散,使問題得以解決。
例1:求2sin2x+3cosx+a=0有解的a的取值范圍。
分析:此題可將原方程化為關(guān)于cosx的一元二次方程:2cos2x-3cosx-2-a=0。用一元二次方程根的分布來解很麻煩。如果從問題的結(jié)論出發(fā),注意到a=2cos2x-3cosx-2,通過題型的變化,就可以把問題轉(zhuǎn)化為求2cos2x-3cosx-2的值域的問題,從而使問題輕松解決。
2.在教學(xué)中設(shè)置開放性問題,是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維能力的基本途徑。
例2:已知:sinα+sinβ=(1),cosα+cosβ=(2),由此可得到哪些結(jié)論?
我讓學(xué)生進(jìn)行探索,然后相互討論研究,各抒己見。
想法一:(1)+(2),可得cos(α-β)=-(兩角差的余弦公式)。
想法二:(1)×(2),再和差化積:sin(α+β)[cos(α-β)+1]=,結(jié)合想法一可知:sin(α+β)=。
想法三:(1)-(2)再和差化積:2cos(α+β)[cos(α-β)+1]=-,結(jié)合想法一可知:cos(α+β)=-。
想法四:,再和差化積,約去公因式:tan=,進(jìn)而用萬能公式可求:sin(α+β)、cos(α+β)、tan(α+β)。
想法五:由sin α+cos β=1消去α:4sinβ+3cosβ=;消去β:4sinα+3cosα=(消參思想)。
想法六:(1)+(2),并逆用兩角和的正弦公式:sin(α+)+sin(β+)=;(1)-(2),并逆用兩角差的正弦公式:sin(α-)+sin(β-)=。
想法七:(1)×3-(2)×4:3sinα-4cosα+3sinβ-4cosβ=0,sin(α-θ)+sin(β-θ)=0(θ=arctan),
即2sin·cos=0?!唳?2kπ+π+β(與已知矛盾舍去)或α+β=2kπ+2θ(k∈Z)。則sin(α+β)、cos(α+β)、tan(α+β)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,不僅思考條件本身,而且思考條件之間的關(guān)系。教師根據(jù)條件運(yùn)用各種綜合變換手段來處理信息、探索結(jié)論,有利于學(xué)生思維起點(diǎn)靈活性的培養(yǎng),也有利于學(xué)生孜孜不倦的鉆研精神和創(chuàng)造力的培養(yǎng)。
3.注重類比聯(lián)想,探索創(chuàng)新思維。
“發(fā)散”是為了尋求問題解決的最佳思路、最佳結(jié)果。這些思路和途徑的獲得需要聯(lián)想、類比,所以在教學(xué)中教師要重視類比聯(lián)想能力的培養(yǎng)。教學(xué)中教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對不同運(yùn)動(dòng)規(guī)律多方位地類比聯(lián)想,異中求同,同中求異,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納總結(jié)。這樣學(xué)生在掌握更多知識的同時(shí)能拓寬思路。例如:看到以“1”為結(jié)論就聯(lián)想到1=a(a≠0)=a·a(a≠0)=log a(a>0)=tan45°=sin90°=sinx+cosx等,看到“a+b”就聯(lián)想到“復(fù)數(shù)的?!?、“勾股定律”、“點(diǎn)到點(diǎn)(a,b)的距離”、“圓的方程x+y=r”及“sin x+cos x=r,且a=rcosx,b=rsinx”等。
二、以思維靈活性的提高帶動(dòng)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,因此,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,指善于從事物的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)本質(zhì),善于從事物之間的關(guān)系和聯(lián)系中揭示規(guī)律。
例3: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)生手足無措。若運(yùn)用靈活的思維換一個(gè)角度思考,會發(fā)現(xiàn)此題的本質(zhì)為求方程組y=sinxy=lgx的公共解,運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想將此題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)圖像交點(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。
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(dòng)和選擇與之相應(yīng)的知識,尋找解答關(guān)鍵。
例4: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:y=ax+bx+c(a≠0),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:y=a(x-m)■+k(a≠0),顯然有m=-1,利用其他條件可列方程組求a,k的值。另外,由圖像對稱性可知x軸上交點(diǎn)為(1,0)和(-3,0)。
解法三:由截距為3,即過三點(diǎn)(0,3)、(1,0)和(-3,0),可選擇一般式方程:y=ax■+bx+c(a≠0),代入點(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:y=a(x-x■)(x-x■)(a≠0)(必須與x軸有交點(diǎn)),顯然x■=-3,x■=1。由截距3,可求a值。
3.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(dòng)相關(guān)知識、技能尋找解題途徑。
思維的敏捷性指思維活動(dòng)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5:若兩直線l■:y=k(x+3)-2,l■:x+4y-4=0的交點(diǎn)在第一象限,求k的范圍。
常規(guī)解法:先求交點(diǎn),再根據(jù)x、y均大于0,可求得k的范圍。
巧解:由于l■:y=k(x+3)-2表示恒過定點(diǎn)(-3,-2)的直線系,再結(jié)合圖像,很容易得k的范圍。
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(dòng)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6:求值:sin■ 10°+sin■ 50°+sin10°sin50°。
一般解法:原式=1-■(cos20°+cos100°)+sin10°sin50°
=1-cos60°cos40°+■(-cos60°+cos40°)
=■
獨(dú)特靈活的解法1:令x=sin■ 10°+sin■ 50°+sin10°sin50°,y=cos■ 10°+cos■ 50°+cos10°cos50°,則x+y=2+cos40°,x-y=-cos40°-■, 即2x=■,則原式=■。
構(gòu)造對偶式求解,思維靈活頗有獨(dú)創(chuàng)性。
解法2:構(gòu)造直徑為1的圓內(nèi)接三角形,三個(gè)角為10°,50°,120°,則sin10°,sin50°,sin120°可構(gòu)成三角形三邊長。
逆用余弦定理:sin■ 10°+sin■ 50°-2sin10°sin50°cos120°=sin■ 120°,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(dòng)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(lì)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7:△ABC中,sinA=■,cosB=■,求cosC。
大部分學(xué)生如此解:由sinA=■可得cosA=±■;由cosB=■可得sinB=■,進(jìn)而可求cosC=■或cosC=■。
有學(xué)生提出異議:
由sinA=■<■可知A>■或A<■,同理可知B>■。
由A+B<π可知A>■不可能,即cosA=-■取不到。
故只有一解:cosC=■。
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,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。
以下是我在培養(yǎng)學(xué)生思維靈活性方面的一些實(shí)踐和體會。
“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)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,采用“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,可使學(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)角度來考查學(xué)生的知識掌握情況,尋找錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因,以求更好地加深對知識的掌握。
“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)生站在教師的角度體驗(yàn)出題心理,更好地掌握知識結(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,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(lì)學(xué)生善于進(jìn)行總結(jié),培養(yǎng)其良好的思維品質(zhì)。
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。我將繼續(xù)探索下去,以求有更多的收獲。
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