摘要:培養(yǎng)直覺思維能力是社會(huì)發(fā)展的需要,是適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)對(duì)人才的需求。
關(guān)鍵詞:對(duì)數(shù)學(xué)直覺思維的認(rèn)識(shí)和培養(yǎng)
我們?cè)谧⒅剡壿嬎季S能力培養(yǎng)的同時(shí),還應(yīng)該注重觀察力、直覺力、想象力的培養(yǎng)。特別是直覺思維能力的培養(yǎng),由于長期直覺思維得不到重視,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中認(rèn)為數(shù)學(xué)是枯燥乏味的,對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)缺乏取得成功的必要的信心,從而喪失數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。過多地注重邏輯思維能力的培養(yǎng),不利于思維能力的整體發(fā)展。培養(yǎng)直覺思維能力是社會(huì)發(fā)展的需要,是適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)對(duì)人才的需求。
一、對(duì)數(shù)學(xué)直覺思維的認(rèn)識(shí)
1. 直覺是發(fā)明的源泉
偉大的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家和天文學(xué)家彭加勒說:“邏輯用于證明,直覺用于發(fā)明?!鼻疤K聯(lián)科學(xué)家凱德洛夫更明確地說:“沒有任何一個(gè)創(chuàng)造性行為能離開直覺活動(dòng)?!敝庇X思維就是指人們不受邏輯規(guī)則約束直接領(lǐng)悟事物本質(zhì)的一種思維方式。數(shù)學(xué)直覺思維是直接反映數(shù)學(xué)對(duì)象、結(jié)構(gòu)以及關(guān)系的思維活動(dòng)。思維者不是按部就班地推理,而是對(duì)思維對(duì)象從整體上進(jìn)行考察,調(diào)動(dòng)自身的全部知識(shí)經(jīng)驗(yàn),通過豐富的想象作出的敏銳而迅速的假設(shè),猜想或判斷,跳過若干中間步驟或放過個(gè)別細(xì)節(jié)而直接把握研究對(duì)象的本質(zhì)和聯(lián)系。
2. 數(shù)學(xué)直覺思維的表現(xiàn)形式
數(shù)學(xué)直覺思維的表現(xiàn)形式是以人們已有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技能為基礎(chǔ),通過觀察、聯(lián)想、類比、歸納、猜測(cè)之后對(duì)所研究的事物作出一種比較迅速的、直接的綜合判斷,它不受固定的邏輯約束,以潛邏輯的形式進(jìn)行。例如,等腰三角形的兩個(gè)底角相等,兩個(gè)角相等的三角形是等腰三角形等概念、性質(zhì)的界定并沒有一個(gè)嚴(yán)格的證明,只是一種直觀形象的感知。而直覺的研究對(duì)象則是抽象的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)及其關(guān)系。龐加萊說:“直覺不必建立在感覺明白之上。感覺不久便會(huì)變的無能為力。例如,我們?nèi)詿o法想象千角形,但我們能夠通過直覺一般地思考多角形,多角形把千角形作為一個(gè)特例包括進(jìn)來?!庇纱丝梢娭庇X是一種深層次的心理活動(dòng),沒有具體的直觀形象和可操作的邏輯順序作思考的背景。正如迪瓦多內(nèi)所說:“這些富有創(chuàng)造性的科學(xué)家與眾不同的地方,在于他們對(duì)研究的對(duì)象有一個(gè)活生生的構(gòu)想和深刻的了解,這些構(gòu)想和了解結(jié)合起來,就是所謂‘直覺’,因?yàn)樗m用的對(duì)象,一般說來,在我們的感官世界中是看不見的?!?/p>
3. 數(shù)學(xué)直覺思維能力的提高有利于增強(qiáng)學(xué)生的自信力
數(shù)學(xué)直覺思維具有個(gè)體經(jīng)驗(yàn)性、突發(fā)性、偶然性、果斷性、創(chuàng)造性、迅速性、自由性、直觀性、自發(fā)性、不可靠性等特點(diǎn)。成功可以培養(yǎng)一個(gè)人的自信,直覺發(fā)現(xiàn)伴隨著很強(qiáng)的“自信心”。從馬斯洛的需要層次來看,它使學(xué)生的自我價(jià)值得以充分實(shí)現(xiàn),也就是最高層次的需要得以實(shí)現(xiàn),比起其他的物資獎(jiǎng)勵(lì)和情感激勵(lì),這種自信更穩(wěn)定、更持久。布魯納認(rèn)為學(xué)習(xí)的最好刺激是對(duì)教學(xué)材料的興趣。當(dāng)一個(gè)問題不用通過邏輯證明的形式而是通過自己的直覺獲得,那么成功帶給他的震撼是巨大的,內(nèi)心將會(huì)產(chǎn)生一種強(qiáng)大的學(xué)習(xí)鉆研動(dòng)力。高斯在小學(xué)時(shí)就能解決問題“l(fā)+2+…+99+l00=?”,這是基于他對(duì)數(shù)的敏感性的超常把握,這對(duì)他一生的成功產(chǎn)生了不可磨滅的影響。
數(shù)學(xué)直覺思維還有利于提高學(xué)生的思維品質(zhì)。直覺思維具有快速性,迅速肯定或否定某一思路或結(jié)論,給人以“發(fā)散”“放射”的感覺,一計(jì)不成又生一計(jì)。因此,加強(qiáng)直覺思維能力的訓(xùn)練,對(duì)克服思維的單向性,提高思維品質(zhì)是有利的。
二、數(shù)學(xué)直覺思維的培養(yǎng)
一個(gè)人的數(shù)學(xué)思維,判斷能力的高低主要取決于直覺思維能力的高低。徐利治教授指出:“數(shù)學(xué)直覺是可以后天培養(yǎng)的,實(shí)際上每個(gè)人的數(shù)學(xué)直覺也是不斷提高的?!睂?duì)于一個(gè)專業(yè)的數(shù)學(xué)工作者來說,他所具有的數(shù)學(xué)直覺顯然已不再是一種樸素意義上的原始直覺,而是一種精致化了的直覺,也即是通過多年的學(xué)習(xí)和研究才逐漸養(yǎng)成的。
扎實(shí)的基礎(chǔ)是產(chǎn)生直覺的源泉。迪瓦多內(nèi)一語道破了直覺的產(chǎn)生過程:“我以為獲得‘直覺’的過程,必須經(jīng)歷一個(gè)純形式表面理解的時(shí)期,然后逐步將理解提高、深化。”“直覺”不是靠“機(jī)遇”,直覺的獲得雖然具有偶然性,但決不是無緣無故地憑空臆想,成功孕育于1%的靈感和99%的血汗中。阿提雅說:“一旦你真正感到弄懂了一樣?xùn)|西,而且你通過大量例子以及通過與其他東西的聯(lián)系取得了處理那個(gè)問題的足夠多的經(jīng)驗(yàn)。對(duì)此你就會(huì)產(chǎn)生一種關(guān)于正在發(fā)展的過程是怎么回事以及什么結(jié)論應(yīng)該是正確的直覺?!?/p>
1. 注重整體洞察,培養(yǎng)學(xué)生的整體直覺思維和觀察能力
直覺思維不同于邏輯思維,直覺思維是綜合的而不是分析的,它依賴于對(duì)事物全面和本質(zhì)的理解,側(cè)重于整體上把握對(duì)象而不拘泥于細(xì)節(jié)的邏輯分析,它重視元素之間的聯(lián)系、系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),從整體上把握研究的內(nèi)容和方向。觀察是信息輸入的通道,是思維探索的大門。沒有觀察就沒有發(fā)現(xiàn),更不能有創(chuàng)造。中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中圖形的識(shí)別,規(guī)律的發(fā)現(xiàn)以及理解能力、記憶能力、抽象能力、想象能力和運(yùn)算能力等都離不開觀察。在觀察之前,要給學(xué)生提出明確而又具體的目的、任務(wù)和要求。指導(dǎo)學(xué)生從整體上觀察研究對(duì)象的特征,比如對(duì)于三角問題指導(dǎo)學(xué)生從角、函數(shù)名和形式進(jìn)行觀察,注意幫助學(xué)生養(yǎng)成自問和反思的習(xí)慣,努力培養(yǎng)學(xué)生濃厚的觀察興趣。
2. 重視解題教學(xué),注重培養(yǎng)學(xué)生數(shù)形結(jié)合思維
華羅庚說過:“數(shù)缺形時(shí)少直覺,形缺數(shù)時(shí)難入微?!蓖ㄟ^深入的觀察、聯(lián)想,由形思數(shù),由數(shù)想形,利用圖形的直觀誘發(fā)直覺,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的幾何直覺思維大有幫助。教師應(yīng)該把直覺思維在課堂教學(xué)中明確提出,制定相應(yīng)的活動(dòng)策略。重視數(shù)學(xué)思維方法的教學(xué),諸如換元、數(shù)形結(jié)合、歸納猜想、反證法等,通過方法論的分析使數(shù)學(xué)中的發(fā)明、創(chuàng)造活動(dòng)成為“可以理解的”“可以學(xué)到手的”和“可以加以推廣應(yīng)用的”,以思想方法的分析去帶動(dòng)具體知識(shí)內(nèi)容的教學(xué)。教學(xué)中選擇適當(dāng)?shù)念}目類型,有利于考察和培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維。
3. 注重引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行合理猜想,培養(yǎng)歸納直覺思維
歸納直覺是一種非邏輯思維,它需要有“理智的勇氣”“精明的誠實(shí)”“明智的克制”。在數(shù)學(xué)解題中,運(yùn)用歸納直覺,雖然是冒風(fēng)險(xiǎn)的,但仍然值得重視。猜想是由己知原理、事實(shí),對(duì)未知現(xiàn)象及其規(guī)律所作出的一種假設(shè)性的命題。在我們的數(shù)學(xué)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行猜想,是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,發(fā)展學(xué)生直覺思維,掌握探求知識(shí)方法的必要手段。作為一個(gè)教師,我們不僅應(yīng)當(dāng)注意“保護(hù)”學(xué)生已有的猜想能力和直覺能力,而且應(yīng)更加注意幫助學(xué)生學(xué)會(huì)合理的猜想方法,并使他們的直覺思維不斷得到發(fā)展和趨向精致?!耙睂W(xué)生大膽設(shè)問;“引”學(xué)生各抒己見;“引”學(xué)生充分活動(dòng)。
4. 注重滲透數(shù)學(xué)審美觀念,培養(yǎng)審美直覺思維
美的意識(shí)能喚起和支配數(shù)學(xué)直覺??v觀古今,數(shù)學(xué)上的許多發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)舉無論從宏觀還是微觀上看無不遵循美的創(chuàng)造規(guī)律。難怪?jǐn)?shù)學(xué)大師阿達(dá)瑪認(rèn)為,數(shù)學(xué)直覺的本質(zhì)是某種“美感”或“美的意識(shí)”。美感和美的意識(shí)是數(shù)學(xué)直覺的本質(zhì)。
5. 注重滲透數(shù)學(xué)的哲學(xué)觀點(diǎn),加強(qiáng)在其他學(xué)科中應(yīng)用的意識(shí),提高信息處理能力
直覺的產(chǎn)生是基于對(duì)研究對(duì)象整體的把握,而哲學(xué)觀點(diǎn)有利于高屋建瓴地把握事物的本質(zhì)。這些哲學(xué)觀點(diǎn)包括數(shù)學(xué)中普遍存在的對(duì)立統(tǒng)一、運(yùn)動(dòng)變化、相互轉(zhuǎn)化、對(duì)稱性等特點(diǎn)。
在教學(xué)中,應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理各種各樣的信息也是非常重要的。如中考的一道題:如圖,小圓圈表示網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)之間的連線表承它們有網(wǎng)線相連。連線標(biāo)注的數(shù)字表示該段網(wǎng)線單位時(shí)間內(nèi)可以通過的最大信息量。
現(xiàn)從節(jié)點(diǎn)A向節(jié)點(diǎn)B傳遞
信息,信息可以分開沿不同
的路線同時(shí)傳遞。則單位時(shí)
間內(nèi)傳遞的最大信息量為( )。
首先引導(dǎo)學(xué)生直覺地意識(shí)到單位時(shí)間內(nèi)傳遞的最大信息量應(yīng)為每條線路單位時(shí)間內(nèi)傳遞的最大信息量之和,又每條線路中收到的信息量不超過每相鄰節(jié)點(diǎn)間可以通過信息量的最小值。因而最大信息量為3+4+6+6=19。
數(shù)學(xué)是一門滴水不漏的學(xué)科,許多直覺洞察的空隙必須要用邏輯推理來填補(bǔ)。對(duì)于直覺與非形式的強(qiáng)調(diào)是無可非議的,但是我們并不能以此去取代數(shù)學(xué)證明,而只能作為后者的必要補(bǔ)充。而“如果在解決問題的過程中總是滿足于不加證明的猜測(cè),他們很快就會(huì)忘記在猜測(cè)與證明之間的區(qū)分”,而后者甚至可以說比根本不知道如何去解決問題更糟。直覺思維與邏輯思維同等重要,偏離任何一方都會(huì)制約一個(gè)人思維能力的發(fā)展。伊思·斯圖爾特曾經(jīng)說過這樣一句話,“數(shù)學(xué)的全部力量就在于直覺和嚴(yán)格性巧妙地結(jié)合在一起,受控制的精神和富有靈感的邏輯?!笔芸刂频木窈透挥徐`感的邏輯正是數(shù)學(xué)的魅力所在,也是數(shù)學(xué)教育者努力的方向。
(肇東綜合職教中心)