郭小東
摘 要: 創(chuàng)造性思維是中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容,本文總結(jié)了前人的經(jīng)驗(yàn),從思維的獨(dú)創(chuàng)性、變通性、發(fā)散性、跨越性四個(gè)方面論述了對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。
關(guān)鍵詞: 高中數(shù)學(xué) 創(chuàng)造性思維 培養(yǎng)途徑
一、思維獨(dú)創(chuàng)性的培養(yǎng)
思維獨(dú)創(chuàng)性表現(xiàn)為有新穎獨(dú)特的見解和與眾不同的方法,勇于標(biāo)新立異、別開生面。這是創(chuàng)造性思維的核心。數(shù)學(xué)教學(xué)中對(duì)思維獨(dú)創(chuàng)性的培養(yǎng),一方面要引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),獨(dú)立思考,不依賴和盲從他人。另一方面要注重開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),給學(xué)生發(fā)揮創(chuàng)造力的機(jī)會(huì),鼓勵(lì)學(xué)生的求異思維,敢于發(fā)表別出心裁的見解。
例如,立體幾何課上,教師提問(wèn)一位平時(shí)成績(jī)一般的學(xué)生,怎樣推導(dǎo)圓錐的側(cè)面積公式。教師的本意是希望他說(shuō)出課本上的展開法,不料該生的回答是:把圓錐化為正棱錐考慮,教師稍加思考后平靜地說(shuō):“請(qǐng)你講講思路,好嗎?”原來(lái)該生聯(lián)想過(guò)去曾學(xué)過(guò)由正多邊形的邊數(shù)無(wú)限增加而趨近圓的思想求圓的面積,提出現(xiàn)在可類似讓正棱錐的底面邊數(shù)無(wú)限增加推導(dǎo)圓錐的側(cè)面積,于是,剛才的嘲笑頓時(shí)換來(lái)一片驚呼,教師熱情地稱贊他:“已步入高等數(shù)學(xué)宮殿的門檻?!边@種評(píng)價(jià)自然使學(xué)生倍受鼓舞。又如一堂代數(shù)課上,教師出示了一道解分式方程=的題,叫一名學(xué)生板演,學(xué)生一上去便變分子相等,這時(shí),教師馬上“提醒”他“解分式方程首先是去分母。”學(xué)生只好改變自己的想法,按教師的指導(dǎo)去做;本題如果讓學(xué)生變分子相等去解,則過(guò)程要簡(jiǎn)捷得多。
教學(xué)中,不要扼殺學(xué)生的不同想法,正確評(píng)價(jià)其求異思維的價(jià)值。即使求異思維中提出一些不正確的想法,也要盡可能肯定其合理的成分,這樣才有利于培養(yǎng)思維獨(dú)創(chuàng)性。
二、 思維變通性的培養(yǎng)
思維變通性表現(xiàn)為思維敏捷,隨機(jī)應(yīng)變,善于靈活地轉(zhuǎn)換觀察分析問(wèn)題的角度,使問(wèn)題出奇制勝地獲解。這是創(chuàng)造性思維的靈魂?!安軟_稱象”、“司馬光砸缸”故事中的妙法就相當(dāng)于數(shù)學(xué)中的等價(jià)轉(zhuǎn)換,教學(xué)中要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生運(yùn)用各種數(shù)學(xué)思維策略進(jìn)行變換問(wèn)題訓(xùn)練,使學(xué)生在分析解決問(wèn)題的過(guò)程中提高思維變通能力。
例如:要證明1000>1999!,此式兩邊都是天文數(shù)字,直接比較很難著手。為此,可引導(dǎo)學(xué)生觀察1000和1999這兩個(gè)數(shù),不難想到其有關(guān)系:(1999+1)÷2=1000。進(jìn)一步點(diǎn)撥,讓學(xué)生變換本題的表達(dá)形式,使其更明確地顯露問(wèn)題的實(shí)質(zhì),這樣原題就轉(zhuǎn)換為一個(gè)帶有一般性的問(wèn)題:求證:[]>n!(n為奇數(shù))。由于新的“一般化”問(wèn)題摒棄了非本質(zhì)的枝節(jié),因此,反而比原問(wèn)題容易解決,只需應(yīng)用基本不等式:>,即>,就可證得()>n!取n=1999原問(wèn)題即告解決。
又如要回答“某次乒乓球賽,采用抽簽淘汰制進(jìn)行,從100個(gè)選手中決出冠軍,共要進(jìn)行多少場(chǎng)比賽?”的問(wèn)題,如按正向思維從勝利者角度出發(fā),考慮出場(chǎng)和輪空的情況,則不勝其煩,若引導(dǎo)學(xué)生采用逆向思維,即從失敗者角度考慮就十分簡(jiǎn)便。因?yàn)槊恳粓?chǎng)比賽對(duì)應(yīng)一個(gè)失敗者。全部比賽有99個(gè)失敗者(包括亞軍),故總共進(jìn)行99場(chǎng)比賽。
三、 思維發(fā)散性的培養(yǎng)
思維發(fā)散性表現(xiàn)為善于從各種不同方向角度和層次考慮問(wèn)題,或在同一條件下得出多種不同結(jié)論。這是創(chuàng)造性思維的主導(dǎo),數(shù)學(xué)教學(xué)中的一題多解、一題多變、一法多用等,可作為培養(yǎng)發(fā)散性思維的重要途徑;例如“求sin10°+cos40°+sin10°cos40°的值”,課本上是通過(guò)降次與積化和差,再和差化積求得。掌握課本解法后,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)式子的結(jié)構(gòu)特征探討一題多解。經(jīng)啟發(fā),學(xué)生可逐步探索出四種新的方案:一是配方后和差化積;二是提出sin10后再和差化積;三是構(gòu)造對(duì)偶式:cos10°+sin40°+sin40°cos10°聯(lián)立組成方程組;四是構(gòu)造內(nèi)角為10°,50°,120°的三角形,再用正弦定理和余弦定理。在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行一題多變,通過(guò)分析式中角度之間的特定關(guān)系,嘗試把原題變?yōu)榍螅簊in20°+cos50°+sin20°cos50°;sinα+cos(α+30°)+sinαcos(α+30°);sinα+cos(α+60°)+sinαcos(α+60°)等式子的值,都可應(yīng)用同樣的方法。進(jìn)一步探究又可得出一般規(guī)律:當(dāng)sin(β-α)=或sin(α+β)=-時(shí),有sinα+cosβ+sinαcosβ=1-a。
四、思維跨越性的培養(yǎng)
思維跨越性表現(xiàn)為思維不固守一般邏輯順序,能省略某些步驟縮短過(guò)程,或跨越思維對(duì)象的相關(guān)度的差距,以類比聯(lián)想接通媒介;這是創(chuàng)造性思維中最有活力的成分。數(shù)學(xué)教學(xué)中,要精心設(shè)計(jì)問(wèn)題情境,提供恰當(dāng)材料啟迪學(xué)生進(jìn)行大跨度類比,靈活運(yùn)用形象思維和直覺(jué)思維,培養(yǎng)學(xué)生思維的跨越性。
例如,解析幾何中有定比分點(diǎn)公式:x=,y=。公式的圖形背景是一個(gè)直角梯形PPMM,其中過(guò)PP分點(diǎn)P的線段PM平行于梯形的底M,M,M分別為P,P在X軸上的射影。由此可引發(fā)學(xué)生聯(lián)想:若將該直角梯形繞X軸旋轉(zhuǎn)一周,得到的幾何體是什么?再讓學(xué)生回答問(wèn)題:“設(shè)圓臺(tái)的兩底面半徑為x,x,一平行于底面的截面分其高所得兩段的比為m∶n,求截面半徑r”。那么由立體幾何與解析幾何的“嫁接”就可得到簡(jiǎn)潔明快的解答:r==。又例如:“已知數(shù)列{a}中a=4,a=(n∈N).求該數(shù)列的通項(xiàng)公式”。本題的一般解法過(guò)程較長(zhǎng),如果啟示學(xué)生將遞推公式①a=與物理中的并聯(lián)電阻公式②R=S作一類比,那么學(xué)生立即會(huì)悟出一條簡(jiǎn)潔思路:由“②”的“前身”是=+,可對(duì)①式作逆向變形,得=+。于是發(fā)現(xiàn){}是等差數(shù)列,就有 =+(n-1),故a=。顯然這一新穎解法來(lái)自“遙距聯(lián)想”和直覺(jué)頓悟。
創(chuàng)造性思維是由多種思維組合而成的一種復(fù)雜的思維活動(dòng),是各種思維相輔相成、有機(jī)結(jié)合、辯證統(tǒng)一的結(jié)果。著名科學(xué)家錢學(xué)森曾說(shuō):“實(shí)際上人的每一個(gè)思維活動(dòng)過(guò)程都不會(huì)是單純的一種思維過(guò)程,也絕不是單純的抽象思維,總要有點(diǎn)形象思維,甚至要有靈感思維。所以,三種思維的劃分是為了研究的需要,不是講人的具體思維過(guò)程。”本文只從四方面簡(jiǎn)要論述了對(duì)學(xué)生創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng),在其他思維品質(zhì)的培養(yǎng)中如何發(fā)展創(chuàng)造性思維能力還有待進(jìn)一步探索研究。