摘 要: 高一、高二課程較緊,復(fù)習(xí)的時(shí)間少,課改后數(shù)學(xué)知識(shí)又分為不同的模塊,數(shù)學(xué)知識(shí)較為分散,這就容易形成思維定勢(shì)。思維定勢(shì)在高三數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)中的負(fù)面影響尤為突出,受思維定勢(shì)的影響而產(chǎn)生的解題錯(cuò)誤有許多。在教學(xué)中可通過(guò)比較正解與錯(cuò)解,幫助學(xué)生從思維定勢(shì)中走出來(lái),使學(xué)生的思維更深刻,從而提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神。
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)解題 思維定勢(shì) 負(fù)面影響 對(duì)策
在高一和高二數(shù)學(xué)新課的教學(xué)過(guò)程中,總是突出本節(jié)內(nèi)容重要性和某種方法的優(yōu)越性,并且配備的相應(yīng)的練習(xí)、習(xí)題往往只與某種單一的解題方法有關(guān),而且高一、高二課程比較緊,復(fù)習(xí)的時(shí)間少,課改后數(shù)學(xué)知識(shí)又分為不同的模塊,使數(shù)學(xué)知識(shí)較為分散,這就容易形成解決某類(lèi)問(wèn)題時(shí)總采用相應(yīng)的固定方法的思維定勢(shì)。
思維定勢(shì)是指人們?cè)谳^長(zhǎng)一段時(shí)間的實(shí)踐中形成的一種習(xí)慣了的思維方向和方法。這種相對(duì)固定的思路在分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程中存在著兩面性。其積極的一面是有章可循的,學(xué)生容易掌握,并且在之后學(xué)習(xí)類(lèi)似的新知識(shí)時(shí)得以較快地理解;其消極的一面是學(xué)生往往擺脫不了機(jī)械記憶和被動(dòng)模仿的束縛,因循守舊,甚至出現(xiàn)負(fù)面影響。這不利于提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。長(zhǎng)此以往,則缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。
在高三數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)中,思維定勢(shì)的負(fù)面影響尤為突出。比如學(xué)生遇到直線(xiàn)和圓錐曲線(xiàn)的位置關(guān)系的題目時(shí),都是不加思考地把直線(xiàn)方程代入圓錐曲線(xiàn)方程,得到一元二次方程后再用韋達(dá)定理,而有時(shí)此法根本行不通。這種因思維定勢(shì)的影響而產(chǎn)生錯(cuò)誤有許多,因此,消除思維定勢(shì)所帶來(lái)的負(fù)面影響,不但可以提高三數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)的效果,更重要的是有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神。下面從三個(gè)方面進(jìn)行討論。
1.揭示本質(zhì),克服思維定勢(shì)中的惰性狀態(tài),培養(yǎng)思維的深刻性。
對(duì)于數(shù)學(xué)概念,不能只停留在表面的語(yǔ)言敘述、符號(hào)和圖形,應(yīng)揭示其本質(zhì)屬性(內(nèi)涵);而對(duì)于公式,定理也不能只知其形,不究其本。特別是對(duì)于因類(lèi)似而容易混淆的概念,公式,定理,更要抓住其實(shí)質(zhì)??聪旅鎯深}:
?、佟侗匦?》P147第9題:已知函數(shù)y=(sinx+cosx)+2cosx,求它的最大值與最小值.
②(2005年全國(guó)卷I)當(dāng)0<x<時(shí),函數(shù)y=的最小值為( )
A.2 B.2 C.4 D.4
對(duì)于第①題要用到倍角公式:cosx=得y=2+sin2x+cos2x。通過(guò)學(xué)習(xí)這個(gè)公式并多次練習(xí)后,學(xué)生就找到規(guī)律:三角遇平方就降冪。對(duì)第②題學(xué)生會(huì)條件反射地用倍角公式:sinx=得y=,要進(jìn)行下去就只好利用導(dǎo)數(shù)或直線(xiàn)的斜率,把問(wèn)題復(fù)雜化了。這就是思維定勢(shì)產(chǎn)生的負(fù)面影響,數(shù)學(xué)解題最怕生搬硬套。第②題略解如下:
y===4tanx+≥4
解數(shù)學(xué)題時(shí)應(yīng)多想幾步,這和下圍棋是同樣的道理,“棋高一著”往往只是比對(duì)手多看一步,這就需要克服思維定勢(shì)中的惰性狀態(tài),培養(yǎng)思維的深刻性。
2.多方聯(lián)想,克服思維定勢(shì)中的封閉狀態(tài),培養(yǎng)思維的廣闊性。
聯(lián)想是由一事物想到另一事物的思維活動(dòng),是頭腦中各種數(shù)學(xué)形象的聯(lián)系,是由一個(gè)意象(數(shù)學(xué)形象)聯(lián)系另一個(gè)意象的過(guò)程,或者是由一個(gè)已知意象喚起另一種意象。通過(guò)分析題意,看到條件與結(jié)論中蘊(yùn)含著一些似曾相識(shí)的內(nèi)容,包括已經(jīng)學(xué)過(guò)的定義、定理、公式、性質(zhì)、圖像等之間有何聯(lián)系,這就需要多方聯(lián)想。如在復(fù)習(xí)《函數(shù)與方程》一節(jié)中有這樣一道題:“求方程lnx-x+1=0的實(shí)數(shù)根的個(gè)數(shù).”許多學(xué)生是這樣解決的:先把方程變?yōu)閘nx=x-1,然后在同一坐標(biāo)系下分別畫(huà)出兩個(gè)函數(shù)圖像,再用數(shù)形結(jié)合得出2個(gè)實(shí)數(shù)根的錯(cuò)誤結(jié)論。為了讓學(xué)生知道他們出錯(cuò)的原因,我用《幾何畫(huà)板》作出正確的圖像如下:
如上圖可知:實(shí)際上g(x)=x-1是f(x)=lnx的切線(xiàn),因此g(x)=x-1和f(x)=lnx只有一個(gè)交點(diǎn)(1,0),即方程lnx-x+1=0的實(shí)數(shù)根只有1個(gè)。而用手和筆是很難畫(huà)出如此精確的圖像的。數(shù)形結(jié)合思想是高中數(shù)學(xué)的重要思想方法,教師上課時(shí)往往會(huì)強(qiáng)調(diào)它的重要性并要求學(xué)生反復(fù)練習(xí),這可能會(huì)產(chǎn)生思維定勢(shì)。上面的例子這就是思維定勢(shì)產(chǎn)生的副作用,只單向固定思維,不重視多向思維,也就是說(shuō)思維進(jìn)入封閉狀態(tài)。運(yùn)用數(shù)形結(jié)合思想分析解決問(wèn)題時(shí),要注意由于圖像不能精確刻畫(huà)數(shù)量關(guān)系所帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。考慮另外的方法,從方程的實(shí)數(shù)根聯(lián)想到函數(shù)的零點(diǎn),就找到解決問(wèn)題的入口。構(gòu)造函數(shù)f(x)=lnx-x+1,此函數(shù)的圖像用高中的知識(shí)不易畫(huà)出,于是想知道它的變化趨勢(shì)即函數(shù)的單調(diào)性,所以又聯(lián)想的導(dǎo)數(shù),那么正解是:
令f(x)=lnx-x+1,定義域?yàn)椋?,+∞),
由f′(x)=-1>0得0<x<1;f′(x)=-1<0得x>1.
在f(x)上(0,1)為增函數(shù),在(1,+∞)上為減函數(shù),在x=1處有極大值f(1)=0,
原方程只有一個(gè)實(shí)數(shù)根x=1.
聯(lián)想是由一個(gè)意象通向另一個(gè)意象的橋梁,它不但能使人們頭腦中的意象不斷豐富,而且能克服思維定勢(shì)中的封閉狀態(tài),培養(yǎng)思維的廣闊性。
3.發(fā)揮想象,克服思維定勢(shì)中的保守狀態(tài),培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性。
想象是指在某種意象(引發(fā)物)的啟發(fā)下,通過(guò)一系列聯(lián)想來(lái)檢索已儲(chǔ)存的意象,再進(jìn)行加工分解,反復(fù)探索,結(jié)合相關(guān)的知識(shí)而構(gòu)想出新的意象(創(chuàng)造物)的過(guò)程。愛(ài)因斯坦的相對(duì)論、牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力都是因?yàn)橛辛讼胂罅?。想象力?duì)發(fā)明創(chuàng)造起了重要作用。如中國(guó)人宋有洲設(shè)計(jì)發(fā)明的上層載客下層通車(chē)不用停車(chē)場(chǎng)的“立體快巴”在世界上引起轟動(dòng),這項(xiàng)發(fā)明在今年的北京科博會(huì)上首度公開(kāi)亮相后就一炮走紅,還登上了《紐約時(shí)報(bào)》的封面。美國(guó)網(wǎng)友驚呼:“中國(guó)人太有想象力了,美國(guó)創(chuàng)新能力走下坡路,已被中國(guó)‘打敗’?!必S富的想象力對(duì)學(xué)好高中數(shù)學(xué)也起了重要作用。
例如:兩相同的正四棱錐組成如圖1所示的幾何體,可放棱長(zhǎng)為1的正方體內(nèi),使正四棱錐的底面ABCD與正方體的某一個(gè)平面平行,且各頂點(diǎn)均在正方體的面上,則這樣的幾何體體積的可能值有( )
A.1個(gè) B.2個(gè) C.3個(gè) D.無(wú)窮多個(gè)
此題是我所在學(xué)校高三總復(fù)習(xí)的一道階段考試題,學(xué)生大多數(shù)選A,理由是:這個(gè)幾何體的六個(gè)頂點(diǎn)都與正方體的六個(gè)面的中心重合,這樣就只有1個(gè),學(xué)生把此幾何體固定成正八面體。也就是思維出現(xiàn)了定勢(shì),把問(wèn)題想得太簡(jiǎn)單,缺乏空間想象能力。正解如下:
作平行于底面的中截面,如上圖2,再作此正方形的內(nèi)接正方形,顯然有無(wú)窮多個(gè)內(nèi)接正方形(因點(diǎn)A可以上下移動(dòng)),且內(nèi)接正方形的邊長(zhǎng)都不相等,于是正方形的面積也都不相等,最后讓幾何體的上下兩個(gè)頂點(diǎn)與正方體的上下兩個(gè)面的中心重合,這樣所得的幾何體的體積就有無(wú)窮多個(gè)。對(duì)比正解和錯(cuò)解,可以發(fā)現(xiàn)不僅考慮問(wèn)題應(yīng)全面,而且要發(fā)揮空間想象能力。教師教學(xué)時(shí)應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生深入探究,合理想象,克服思維定勢(shì)中的保守狀態(tài),培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性。
因此教師要鼓勵(lì)學(xué)生大膽地發(fā)揮想象,克服思維定勢(shì)中的保守狀態(tài),培養(yǎng)思維的創(chuàng)造性。
當(dāng)然,不應(yīng)只是在高三數(shù)學(xué)總復(fù)習(xí)中,而應(yīng)在高一、高二的教學(xué)中,在充分發(fā)揮思維定勢(shì)積極作用的同時(shí),還要注意克服思維定勢(shì)的負(fù)面影響,提出某種方法、“模式”的使用條件、使用范圍,甚至局限性。當(dāng)學(xué)生出現(xiàn)因思維定勢(shì)產(chǎn)生的錯(cuò)解時(shí),應(yīng)通過(guò)比較正解與錯(cuò)解,幫助學(xué)生從思維定勢(shì)中走出來(lái)。充分發(fā)揮學(xué)生在他們這個(gè)年齡豐富的想象力,應(yīng)該拒絕那種“對(duì)題型,背套路”式的解題策略。在每章的復(fù)習(xí)課、習(xí)題課上,適當(dāng)配備一些綜合性習(xí)題,以加強(qiáng)各章知識(shí)與方法的縱向及橫向聯(lián)系,把培養(yǎng)學(xué)生“具體問(wèn)題具體分析”的習(xí)慣和綜合解題的能力貫穿于數(shù)學(xué)教學(xué)的全過(guò)程中。
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