【摘 要】數(shù)學思維能力是數(shù)學知識及數(shù)學課堂的靈魂,新課程標準要求邏輯思維與其他思維能力并重,切實符合學生的認知能力水平。數(shù)學教師要了解各種思維方式及其特點,并要能根據(jù)知識特點和學生實際靈活加以運用。
【關鍵詞】新課程標準 邏輯思維 形象思維 直覺思維 數(shù)學美感
【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2012)22-0136-02
數(shù)學思維能力是數(shù)學能力的核心,是貫穿于浩瀚的數(shù)學知識中的靈魂。數(shù)學課堂教學應是引領和訓練學生思維,并最終讓學生學會用數(shù)學思維解決問題的過程。傳統(tǒng)的教材和教法側重于邏輯思維能力的培養(yǎng),或多或少地忽略了其他思維方法,有些甚至脫離了初中生年齡和心理特點。新課程要求加強各種思維方法的訓練,培養(yǎng)學生多方面的思維能力。本文就新課程中突出的三種基本思維方法及其培養(yǎng)做些探索。
一 形象思維
形象思維即著眼于事物的感性整體并在綜合考察事物的過程中,運用圖形、場景、圖像等形象信息,間接反映事物本質(zhì)規(guī)律的思維結構。它具有形象性、概括性、運動性三個特征,此種思維貫穿全書,現(xiàn)舉兩例:
例1:按圖1所示方式,用火柴棒搭出相應的正方形。
問:搭1個正方形需小棒_____根;搭2個正方形需小棒_____根;搭3個正方形需小棒_____根;搭10個正方形需小棒_____根;搭100個正方形需小棒_____根;搭n個正方形需小棒_____根。
分析:前三個問題的答案,學生不難得出:4根,7根,10根。可由此歸納出,每增加1個正方形就需要增加3根小棒。如果就此列舉下去,直到100個正方形,就會顯得繁亂;而如果用等差數(shù)列知識,又明顯脫離學生實際水平。
這時就要引導學生用運動的眼光,結合圖形來看問題,見圖2。
相應列式:1+3×1,1+3×2,1+3×3。所以,搭100個正方形需要小棒1+3×100=301根;搭n個正方形需要小棒1+3×n=3n+1根。
這樣,結合圖形的變化用運動的眼光解決問題就非常直觀,而且由于對圖形的形象結構理解的不同,從而解法也會豐富多彩。
例2:說明兩個相等的角的余角也相等。
解析:如果通過先列舉兩個角的度數(shù),再計算其余角的度數(shù),然后歸納得出結論,就會明顯不夠直觀,學生就會缺少感性認識。對此,可以讓學生動手做兩個直角,通過重合后剪去兩個等角,剩下的兩角仍重合(即相等)來說明。這樣,學生對這一性質(zhì)的理解會更好。
形象思維的好處,正如我國偉大的數(shù)學家華羅庚所說的:“數(shù)缺形時少直觀,形少數(shù)時難入微;數(shù)形結合百般好,隔離分家萬事休?!?/p>
二 直覺思維
直覺思維即頓悟或靈感。是對數(shù)學對象及其結構關系的直覺想象和直覺判斷。關鍵在于不受邏輯規(guī)則的限制而大膽想象,亦即對對象及其結構整體上的直接領悟和把握。
例3:觀察下面前三行算式,直接寫出其余算式的答案。
1×99=99 81×99=8019
2×99=198 82×99=8118
3×99=297 83×99=8217
4×99=_________ 84×99=_________ 95×99=_________
5×99=_________ 85×99=_________ 99×99=_________
這里需要學生有較好的直覺的數(shù)感,比較數(shù)的變化規(guī)律,才能又快又準確地得出結果。
例4:用單位長度為1厘米的刻度尺畫一個面積為 平
方厘米的正方形。
解析:學生往往由于難以計算邊長而無從下手,實際上
借助于“ ”進行直覺構造可以很快地解決問題(見圖3)。
三 數(shù)學美感
在數(shù)學創(chuàng)造活動中,數(shù)學美感起著重要的作用。所謂數(shù)學美感是人在從事數(shù)學研究時最高層次的顯意識和潛意識相結合的思維功能,是喚起和激發(fā)人的最高享受的心理狀態(tài)。沒有這種感受就沒有審美。數(shù)學教學中的美育,有利于激發(fā)學生對數(shù)學的愛好,增長他們的創(chuàng)造發(fā)明能力。例如,正方形的漸開線(見圖4),曲線DEFGHK…不斷延伸下去,形成螺旋形,給人以很強的審美感受,體現(xiàn)了數(shù)學的結構美,即數(shù)學知識本身的和諧、嚴謹、內(nèi)在聯(lián)系給人以美的享受。
例4:將五個邊長為2厘米的正方形按圖5方式擺放,點ABCD分別是四個正方形的中心,求圖中陰影部分的面積。
解析:這是個有很強內(nèi)在規(guī)律的圖形,其特殊的結構,以及簡潔的解法都帶給人很強的審美感受:
通過旋轉(見圖6),很容易得出,兩個相鄰正方形重合部分的面積是一個正方形面積的 ,所以原陰影部分的面積是4× ×(2×2)=4,即四個陰影部分合起來正好是一個正方形的面積。
例6:用尺規(guī)將圓心角是直角的扇形(圖7)三等分。
方法一:可以以線段OA為一邊,在扇形內(nèi)作等邊三角形AOC,然后二等分角COA(見圖8)。
方法一:分別作線段OA、OB的中垂線,與弧AB相交,再連接交點和圓心。(見圖9)
方法一:分別以A、B為圓心,以OA長為半徑,畫弧與弧AB相交,再連接圓心和交點。(見圖10)
此題方法很多,特別是第三種方法,顯得簡潔樸素,充分體現(xiàn)了數(shù)學的方法美與簡單美。
又如,將一張厚度為0.1毫米的紙對折20次后,厚度比每層高3米的34層大樓的高度還要高。這個結果是如此出人意料,難以置信,充分體現(xiàn)了數(shù)學的奇異和應用之美。
四 結束語
總之,形象思維、直覺思維和數(shù)學美感是數(shù)學創(chuàng)造性思維中最積極、最活躍的內(nèi)容。教師在教學實踐中如能加以應用,一定能化數(shù)學課堂的呆板為靈動,化知識的枯燥為審美的享受,同時也能使學生逐步形成有意識使用這些思維方法的習慣。
〔責任編輯:陳晨〕