譚耀生
摘 要:數(shù)感是創(chuàng)新思維活躍的一種表現(xiàn),它既是發(fā)明創(chuàng)造的先導(dǎo),也是百思不得其解后突然誕生的碩果,在解題過程中,有著重大的作用。
關(guān)鍵詞:數(shù)感 學(xué)習(xí) 作用
【中圖分類號(hào)】G633.6
數(shù)感,簡單的說,感覺就是直接的領(lǐng)悟和洞察。嚴(yán)格地說,感覺是在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,對(duì)事物迅速識(shí)別、判斷,進(jìn)而做出大膽地猜想、合理的假設(shè),并做出試探性的結(jié)論的一種思維形式。數(shù)感是百思不得其解后突然誕生的碩果,在解題過程中有重要的作用。
一、數(shù)感提供巧解的方案
在分析和解答數(shù)學(xué)問題時(shí),若能恰當(dāng)?shù)貞?yīng)用數(shù)感意識(shí)思維,可以從所提供的材料中產(chǎn)生頓悟,誘發(fā)靈感,發(fā)現(xiàn)解題的簡潔途徑。
例1:計(jì)算11×2 + 12 ×3 + 13×4 + ……+ 12002×2003
分析:這一計(jì)算題,若按先算乘除后算加減來計(jì)算,則比較復(fù)雜。若仔細(xì)觀察,則可發(fā)現(xiàn)11×2 = 1- 12 ,12 ×3 = 12 - 13 , 13×4 = 13 - 14 ,……,12002×2003 = 12002 - 12003 ,由感覺可感知,分解之后,從第二項(xiàng)起,前一項(xiàng)與下一項(xiàng)的和恰好為0,可迅速求解,省去多位數(shù)字相乘、通分相加的麻煩。
解:11×2 + 12 ×3 + 13×4 + ……+ 12002×2003
= (1- 12 )+ ( 12 - 13 ) +( 13 - 14 ) +……+ (12002 - 12003 )
= 1- 12003
= 20022003
例2:解方程x+10 + x-11 =7
分析:這是一道無理方程的題目,按常規(guī)解法,應(yīng)兩次平方化為整式方程來解,比較繁瑣。如仔細(xì)觀察,注意根號(hào)內(nèi)式子的特征,數(shù)學(xué)意識(shí)感覺使用換元法解此題。
解:令x+10 = A,x-11 = B
則 A + B=7 ①
A2-B2 =21 ②
由①、②得A-B=3 ③
由①、③得A=5 即x+10 =5
∴x=15
面對(duì)一個(gè)數(shù)學(xué)問題,我們前面有許多路可走,但走哪一條?往往要靠感覺。感覺幫助我們找到簡潔的解題途徑
二、數(shù)感提高解題的目標(biāo)意識(shí)
杰出的數(shù)學(xué)教育家波利亞說過:“解題的成功要靠正確思路的選擇,要靠可以接近它的方向去攻擊堡壘。”面對(duì)一個(gè)數(shù)學(xué)問題,我們前面有許多條路可走,但是怎樣預(yù)見解題的起步方向呢?往往要靠感覺。
例3:已知△ABC中,BC=20,AB+AC=50,求中線AM的最小值。
分析:本題可根據(jù)所給條件建立函數(shù)關(guān)系式,最后轉(zhuǎn)化為求有條件的極值,但計(jì)算較復(fù)雜。若感覺到此題的已知條件與橢圓定義的關(guān)系,則可有 2c=20 2a=50 => b=521 再由橢圓的幾何性質(zhì)推知,AM 的最小值為短半軸長,所以AM的最小值為 521 。
解:(略)。
這個(gè)例子都是通過數(shù)感幫助我們走出迷霧,找到解題方向,有的從已知條件入手,有的從感覺猜測(cè)問題的結(jié)論出發(fā)。由于運(yùn)用數(shù)感的猜測(cè)和想象會(huì)“提出一些天才的思想,預(yù)測(cè)到一些后來的發(fā)現(xiàn),但也會(huì)說出十分荒唐的見解?!彼栽诓聹y(cè)結(jié)論后,還要組織邏輯證明。
三、數(shù)感使抽象問題直觀化
數(shù)感對(duì)數(shù)學(xué)的某些定義、定理、方法能做到洞察其直觀背景,把十分抽象的內(nèi)容變成頭腦中直觀而淺顯的東西。
例5:已知sinx>tgx>ctgx,在[- π2 , π2 ]中,求x的取值范圍。
分析:這是一道抽象的三角函數(shù)的題目。數(shù)感
意識(shí)到若將sinx、tgx、ctgx在[- π2 , π2 ]
的圖象作出,則可求解。如圖1。
從圖中可看出x的取值范圍為(- π4 ,0)。
例6:已知圓周上有6個(gè)等分點(diǎn),求以其中三個(gè)點(diǎn)為頂點(diǎn)的直角三角形的個(gè)數(shù)。
分析:乍看此題,感覺便告知作出圖形則可解,如
圖2。因?yàn)榇?個(gè)點(diǎn)將圓周等分,所以對(duì)稱兩點(diǎn)的連線
過圓心,如BE。則 ABE、 FBE、 CBE、 DBE為直角三角
形,即過直徑BE有4個(gè)直角三角形。同樣過直徑CF、AD
也分別有直角三角形。所以所求個(gè)數(shù)應(yīng)為12。 圖2
由此可見,感覺能將抽象的概念、問題變成直觀而淺顯易懂的圖象,使我們易于把握問題,解決問題。
一個(gè)人的數(shù)學(xué)思維,判斷能力的高低主要取決于數(shù)感意識(shí)能力的高低。徐利治教授指出:數(shù)感意識(shí)是可以后天培養(yǎng)的,實(shí)際上每個(gè)人的數(shù)感意識(shí)也是不斷提高的。數(shù)感意識(shí)是可以通過訓(xùn)練提高的。與此同時(shí),學(xué)生數(shù)感的建立是一項(xiàng)長遠(yuǎn)的工程,不是一朝一夕所能完成的,對(duì)學(xué)生數(shù)感的培養(yǎng),我們要努力鉆研教材,創(chuàng)造性的運(yùn)用教材,培養(yǎng)、發(fā)展和強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)感。隨著數(shù)感的建立、形成、發(fā)展和強(qiáng)化,學(xué)生的整體數(shù)學(xué)素質(zhì)一定會(huì)有所提高。
參考文獻(xiàn):
1、任樟輝 《數(shù)學(xué)思維論》 廣西教育出版社
2、馮克誠 《中學(xué)數(shù)學(xué)思維能力的培養(yǎng)與思維方式訓(xùn)練――數(shù)學(xué)卷》 內(nèi)蒙古大學(xué)出版社