福建省寧化第二中學 張朝禎
二十一世紀的教育注重人的創(chuàng)造力,培養(yǎng)具有創(chuàng)造力的人才。創(chuàng)造力是人的一種高層次的心理素質(zhì),其核心是培養(yǎng)創(chuàng)造性思維,創(chuàng)造性思維是具有創(chuàng)見的思維。創(chuàng)造并非要有新的理論,對于中學生來說,他們在學習過程中只要有新觀念、新方法、新意圖,就可以稱得上是創(chuàng)造。對于課本所介紹理論的“重新發(fā)現(xiàn)”可以為學生的創(chuàng)造性結(jié)果,雖然這些理論是非創(chuàng)造性的,但為獲得理論而進行的探索過程卻是創(chuàng)造性的。
創(chuàng)造性并非天生就有的,它是后天培養(yǎng)與訓練的結(jié)果,是在一般思維的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的。中學數(shù)學是培養(yǎng)學生創(chuàng)造性的基礎(chǔ)學科,那么,在高中數(shù)學教學中如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維呢?筆者就此談一些淺見。
學生的學習動機與求知欲不會自然而然地出現(xiàn),它取決于所創(chuàng)造的教學情境,它就要求教師在教學中善于挖掘教材中的興趣因素,增強教學的趣味性,激發(fā)學生的求知欲。在課堂教學中,可結(jié)合教材穿插一些奇聞趣事、史料典故、數(shù)學家的哲言等內(nèi)容,可以增強教學的趣味性,有利于調(diào)動學生的學習積極性、創(chuàng)造性。
例如,在等比數(shù)列這一節(jié)的教學時,可設(shè)計如下有趣的問題情景引出課題:
小白兔和烏龜賽跑,烏龜在前方1公里處,白兔的速度是烏龜?shù)?0倍,當它追到1公里處時,烏龜前進了公里;當它追到公里時,烏龜前進了公里;當它追到公里時,烏龜又前進了;……。
(1)分別寫出相同的各段時間里小白兔和烏龜各自所跑的路程;
(2)小白兔能否追上烏龜?
這樣根據(jù)趣味性故事來創(chuàng)設(shè)問題情景,大大激發(fā)了學生的興趣,活躍了課堂氣氛,讓學生對這問題的理解更加深刻、全面,它既能提高課堂教學效果,又能有效地培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。
美國心理學家吉爾福特根據(jù)思維指向性不同,把思維分為集中思維(或求同思維)和發(fā)散思維(或求異思維),對思維的研究和實踐具有深刻的影響。
發(fā)散性思維是一種創(chuàng)造性思維,是指思考中問題的信息向各種可能方向擴散,并引出更多的新信息,使思考者能從各種設(shè)想出發(fā),不拘泥于一個途徑,盡可能作出合乎條件的多種答案,其主要功能是求異與創(chuàng)新。在數(shù)學教學中,發(fā)散性思維能力可采用多種方法來培養(yǎng),具體做法如下。
它是由命題的結(jié)論出發(fā),尋找使結(jié)論成立的依據(jù),再找這些“依據(jù)”成立所需的條件,繼續(xù)反求直追溯到命題的題設(shè)條件為止。
例如:如圖,四棱錐P?ABCD的底面是正方形,PD⊥底面ABCD,點E在棱PB上。
求證:平面AEC⊥平面PDB。
在講解過程中,可以引導(dǎo)學生作如下分析圖:
平面AEC⊥平面平面PDB
而證明過程則剛好與此相反。由果導(dǎo)因?qū)嵸|(zhì)上是一種逆向思維過程,也是解數(shù)學題的常用方法之一。
教師在教學中,擬出具有多種答案的問題讓學生回答,學生可在所給予的答案中,表現(xiàn)出創(chuàng)造性成份。
例如:試列舉數(shù)列求和的方法。
學生回答:“公式法、錯位相減法、分組求和法、裂項相消法、拆項求和法、倒序相加法……”。
在數(shù)列求和過程中,要正確分析題目的特點,選擇合適的方法求解。
一道數(shù)學題,因思考的角度不同可得到多種不同的思路,廣闊尋求多種解法,有助于拓寬解題思路,發(fā)展學生的思維能力,提高學生分析問題的能力。
例如:已知求的取值范圍。
教師可以從不同角度引導(dǎo)學生分析,找到最簡捷的方法。
根據(jù)二次函數(shù)的圖象與性質(zhì)知:
解法二:(運用基本不等式)
解法三:(三角換元思想)
解法四:(解析幾何思想)設(shè)則d為動點C(x,y)到原點(0,0)的距離,于是只需求線段上的點到原點的最大和最小距離即可。
當點C與A或B重合時
此外,還可以用數(shù)形結(jié)合思想、對稱換元思想等方法解決。
把一個問題的條件或結(jié)論變換一下,運用已有知識進行推理,可以得到重要發(fā)現(xiàn),這是一種創(chuàng)造性勞動。
例如:的定義域為R,求m的取值范圍
變式1:的定義域為R,求m的取值范圍
解由題意得:在R上恒成立
變式2:的值域為R,求m的取值范圍
t能取到所有大于0的實數(shù),
∴當m=0時,t能取到所有大于0的實數(shù)
當m≠0時,且m>0Δ≥0
解得:0<m≤4
∴0≤m≤4
通過對圖形多角度研究,或圖形中某些元素位置的變化而引起的圖形的演化的研究,發(fā)展學生思維的發(fā)散性。
例如:在用幾何法判斷直線與圓的位置關(guān)系的教學中,我們可以按如下方法進行:
設(shè)圓O的半徑為r,圓心到直線l的距離為d,當d變化時,直線l與圓O的位置關(guān)系有何變化呢?
通過幾何畫板演示圖形的變化,并引導(dǎo)學生發(fā)現(xiàn)公共點個數(shù)和直線與圓的位置關(guān)系、l和r的大小關(guān)系與直線與圓的位置關(guān)系的聯(lián)系,可得如下表格:
直線與圓的位置關(guān)系公共點個數(shù)d與r的關(guān)系 圖形相交 兩個 d<r 相切 一個 d=r 相離 沒有 d>r
從學生某些熟知的問題出發(fā),提出一些富有探究性的問題,通過引導(dǎo)學生獨立鉆研,探究數(shù)學的內(nèi)在規(guī)律,從而獲得新的知識和技能的活動,發(fā)展學生的發(fā)散思維能力。
例如:過拋物線的焦點的一條直線和此拋物線相交,兩個交點的縱坐標為,求證:
在教學過程中,可在原題基礎(chǔ)上作如下探究:
探究一:若交點的橫坐標分別為是什么? (答:)
探究二:若直線與拋物線的兩個交點分別為P、Q,則是什么?( 答:
探究三:是什么?(答:-4)
探究四:原命題的逆命題成立嗎?即:“一條直線與拋物線相交,兩個交點的縱坐標為那么該直線過拋物線的焦點”成立嗎?(答:成立)
探究五:把原題中的條件加以推廣,能得到類似的結(jié)論嗎?即:過定點(c,0)的直線與拋物線交于兩點,兩個交點的縱坐標為y1,y2,那么y1,y2是定值嗎?(答:是)
當然,此題還可以作其他探究變化。經(jīng)過探究實踐,可形成有效的“思維鏈”,就能噴發(fā)出探究的“火花”,激發(fā)出探究思維的創(chuàng)造性。
直覺思維是沒有完整的傳統(tǒng)邏輯過程,迅速對問題的答案作出合理的猜想、設(shè)想和突然領(lǐng)悟的思維,它是創(chuàng)造性思維的活躍表現(xiàn),在發(fā)明創(chuàng)造中占有重要地位。培養(yǎng)學生的直覺思維,要引導(dǎo)學生大膽實踐,勇于實踐,鼓勵學生對問題進行推測或猜想,經(jīng)常用直覺思維,會給學生起到示范性的作用。
如解選擇題,由于只要求從四個選項中挑選出來,省略解題過程,容許合理的猜想,有利于直覺思維的發(fā)展,有效地培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。例如:
過拋物線焦點心F作一直線交拋物線于P、Q兩點,若線段PF與FQ的長分別為p、q,則的值為( ).
2. 當直線PQ的斜率趨向于0時,其中一條(不妨設(shè)PF)的長度趨向于,而另一條趨向于OF,從而可求得答案(C)。
顯然,這兩種做法比直接求解要簡單得多。
猜想是由已知原理事實對未知現(xiàn)象及其規(guī)律所做出的一種假設(shè)性命題。在我們的數(shù)學教學中,培養(yǎng)學生進行猜想是激發(fā)學習興趣,發(fā)展創(chuàng)造性思維能力的必要手段。因此,在新課標教學中應(yīng)非常重視學生觀察,實驗,猜想,證明等數(shù)學能力的培養(yǎng)。
例如:在立體幾何線面關(guān)系、面面關(guān)系的的教學中,可以讓學生通過學習感受到空間要素之間關(guān)系,總結(jié)一些規(guī)律。由線線關(guān)系推導(dǎo)出線面關(guān)系,再由線面關(guān)系推導(dǎo)出面面關(guān)系。在學習過線面關(guān)系以后,學生完全有能力利用線面規(guī)律“猜想”出面面關(guān)系,并合理證明和推理。等到學生猜想并證明完成以后,再回過頭來讓其思考這一過程的遞進性,從整體上感知立體幾何證明的邏輯性。這樣,推動了學生主動思考問題,從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力。
質(zhì)疑思維是積極地保持和強化自己的好奇心和想象力,不迷信權(quán)威,不輕信直觀,不放過任何一個疑點,敢于提出異議與不同看法,盡可能多地向自己提出與研究對象有關(guān)的各種問題。為此,在教學中應(yīng)該培養(yǎng)學生獨立思考和善于質(zhì)疑的良好習慣,除去學生的依賴性。
例如:在講直線方程時,我曾經(jīng)出過這樣一道題讓學生思考:
河岸(直線l方程:x+y-3=0)的同側(cè)有兩地 ,若B地失火,某人從A地出發(fā)到河中提水去B地救火,問此人應(yīng)如何走法速度最快?
本來目的是考查學生直線方程的有關(guān)知識,多數(shù)學生也正是如此,先求點A關(guān)于直線l的對稱點A,再A'B求的方程,確定A'B與直線l的交點 。正當我頗為得意之際,有一個同學突然站了起來:“老師,這道題不好做,因為提水救火時空桶、滿桶速度不一樣”。粗一想以為學生是故意搗亂,不禁火苗直竄,但細一想這位學生的話很有道理,學生考慮問題比我全面,正是學生的大膽質(zhì)疑提醒了我原題出得不夠嚴密。對這位學生不但不應(yīng)該批評,而且應(yīng)該表揚、鼓勵。在質(zhì)疑提問中培養(yǎng)了學生的學習主動性,提高了學生的創(chuàng)造性思維能力。
總之,在數(shù)學教學中,不僅要傳播知識,更應(yīng)重視培養(yǎng)學生的能力,尤其是創(chuàng)造性思維能力,達到開發(fā)學生創(chuàng)造力,培養(yǎng)具有創(chuàng)造性人才的目的。