高利
(浙江省杭州市蕭山區(qū)南陽初級中學(xué),浙江 杭州 311221)
《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對數(shù)學(xué)思維的定位是“初步學(xué)會運用數(shù)學(xué)的思維方式去觀察、分析現(xiàn)實社會,去解決日常生活中和其他學(xué)科中的問題,增強(qiáng)應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識”。這里的數(shù)學(xué)思維指的是抽象思維、形象思維、合情推理能力和初步的演繹推理能力。在數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中出現(xiàn)的有關(guān)數(shù)學(xué)數(shù)感、幾何直觀、數(shù)學(xué)符號意識和空間觀念等都與學(xué)生的數(shù)學(xué)直覺能力的培養(yǎng)相關(guān),這就對如何在數(shù)學(xué)課堂上對初中學(xué)生的數(shù)學(xué)直覺能力培養(yǎng)提出了較高要求。
在數(shù)學(xué)的六大核心素養(yǎng):數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)運算、直觀想象、數(shù)據(jù)分析中,我們看到每個核心素養(yǎng)的培養(yǎng)都有直覺思維的影子。數(shù)學(xué)知識嚴(yán)謹(jǐn)、抽象、系統(tǒng),在課堂教學(xué)中,數(shù)學(xué)老師比較注重數(shù)學(xué)邏輯思維能力的培養(yǎng),要求學(xué)生要“言之有理,言之有據(jù)”,從而忽視對學(xué)生數(shù)學(xué)直覺思維能力的培養(yǎng),很少讓學(xué)生去直觀感覺和猜測。
直覺思維是大腦中客觀存在的思維模式。數(shù)學(xué)直覺思維,是對數(shù)學(xué)對象的結(jié)構(gòu)關(guān)系一種迅速的判斷和敏銳的想象。建立在已有的數(shù)學(xué)“經(jīng)驗知識基礎(chǔ)上,學(xué)生可以從整體入手找切入點,通過不斷的觀察、聯(lián)想、想象、類比、猜想之后,直接作出猜想和判斷,從而把握研究問題的本質(zhì)。這個思維過程不但直接、迅速,還不受邏輯思維的約束,以跳躍的方式形成猜想”,不計較過程也沒有固定的模式。數(shù)學(xué)直覺思維有經(jīng)驗性、迅速性、跳躍性、或然性、直接性、綜合性、模糊性、自發(fā)性、個體性等特征。
自信是每個人走向成功的前提。越自信的孩子直覺思維越強(qiáng),這種直覺帶給學(xué)生心理上的自信更穩(wěn)定更持久。猜想是直覺思維的一種外在表現(xiàn)形式。當(dāng)代教育家波利亞向數(shù)學(xué)教師呼吁“讓我們教猜想吧!”,體現(xiàn)了猜想的重要作用。
數(shù)學(xué)教師對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的影響是最直接最首要的。期待學(xué)生成才,這就是教師的期望,期望產(chǎn)生的效應(yīng)就是激發(fā)出學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情,讓學(xué)生感到自己被重視,從而對自己提出更高的要求。直覺是最容易讓心理中的知、情、意匯合在一起,從而達(dá)到培養(yǎng)直覺思維的目的。
直覺思維是建立在學(xué)生理解題意、明晰題目的條件與結(jié)論之后才迅速產(chǎn)生的,再與頭腦中已存貯的知識經(jīng)驗建立關(guān)聯(lián),是對問題的總體概括的反映,直覺思維一般能觸及問題的要害。雖然直覺思維的產(chǎn)生有很大的偶然性與猜測性,但也不是憑空產(chǎn)生的。因此,在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,要重視基本概念、基本問題的教學(xué)。
【例1】在講相反意義的量時,上升和下降很多學(xué)生理解不了,一根溫度計就說明問題,學(xué)生人手一個溫度計,每張桌上準(zhǔn)備了一盆冷水,每個學(xué)生先把溫度計放在自己的胳膊窩里,過一會,把溫度計放到冷水里,觀察水銀柱的下降情況。
【例2】在進(jìn)行有理數(shù)的運算講解時,讓學(xué)生回顧小學(xué)學(xué)過的加減乘除運算律,加法交換律 a+b=b+a;加法結(jié)合律 a+b+c=a+(b+c);乘法交換律 a*b=b*a;乘法結(jié)合律a*b*c=a*(b*c);乘法分配律 a*(b+c)=a*b+a*c,在有理數(shù)運算中照樣適用,在實數(shù)運算中也照樣適用,在分式運算中也適用,讓學(xué)生仔細(xì)觀察運算律,就是直觀的觀察。
觀察的目的在于從若干現(xiàn)象中尋找其規(guī)律,從問題的個別特征中剖析出一般規(guī)律,在了解問題的基礎(chǔ)上實現(xiàn)由淺到深的數(shù)學(xué)認(rèn)知突變,進(jìn)而由這個突變產(chǎn)生了直覺。觀察是一種有目的、有計劃、較持久的直覺,是直覺的一種特殊存在。反過來,直覺思維能使學(xué)生觀察得更深刻與細(xì)致。
對一些簡單概念性題目,學(xué)生就觀察:
【例3】(1)下列圖形中,∠1與∠2是對頂角的是( )
(2)直線AB,CD,EF相交于O,則∠1+∠2+∠3=( )
A.90° B.120°
C.180° D.140°
(3)如圖,O為直線AB上一點,∠AOC=∠BOC,OC是∠AOD的平分線.
①求∠COD的度數(shù);
②判斷OD與AB的位置關(guān)系,并說明理由.
[評析]這種題可以先直觀判斷關(guān)系,再找邏輯。
特別是一些找規(guī)律的題目,直覺觀察最佳:
【例4】(1)如觀察下列圖形的排列規(guī)律:△○○△△○○○○○△○○△○○○○○△○○△○○○○○△…,從第1個圖形起到第2019個圖形止,共有多少個△?
(2)已知下列等式: ①13=12;②13+23=32;③13+23+33=62;④13+23+33+43=102 ;由此規(guī)律知,第⑤個等式是?等等
(3)請先觀察下列等式:
=2,=3,=4,…
①請再舉兩個類似的例子;
②經(jīng)過觀察,寫出滿足上述各式規(guī)則的一般公式.
[評析]基本上每題規(guī)律題都可以激發(fā)學(xué)生的直覺思維,先觀察猜想,很多學(xué)生看著就會得到答案。
非邏輯思維(例如想象、模擬、猜測、直覺等)稱為發(fā)散思維,邏輯分析思維也叫收斂思維。對訓(xùn)練于數(shù)學(xué)直覺思維能力來說,相對從發(fā)散思維能力中收益更多一些。但是收斂思維能力也不能太差,不然直覺思維的醞釀階段就缺乏對知識素材的組織和加工。經(jīng)常進(jìn)行類比聯(lián)想訓(xùn)練,可為培養(yǎng)數(shù)學(xué)直覺思維能力創(chuàng)造有利條件。
【例5】(1)三條直線相交,最少有____個交點;最多有____個交點,畫出圖形,并數(shù)出圖形中的對頂角和鄰補(bǔ)角的對數(shù).21·cn·jy·com
(2)四條直線相交,最少有______個交點;最多有______個交點,畫出圖形,并數(shù)出圖形中的對頂角和鄰補(bǔ)角的對數(shù).www.21-cn-jy.com
(3)依次類推,n條直線相交,最少有______個交點;最多有______個交點,對頂角有______對,鄰補(bǔ)角有______對.
[評析]這題畫圖直觀,再特殊到一般。
【例6】在講有序數(shù)對時,做了個小游戲,讓學(xué)生自己規(guī)定行列,然后找(1,3)和(3,1)是同一位同學(xué)還是不同的同學(xué),讓學(xué)生直觀感受“有序”。
【例7】講不等式時,生活中的大小關(guān)系學(xué)生一清二楚,但根本中的不等關(guān)系就模糊,借用生活鐘直觀的圖片展示。
等式性質(zhì)1和等式性質(zhì)2,不等式性質(zhì)1、不等式性質(zhì)2都可以操作天平來直觀教學(xué)。
著名數(shù)學(xué)家華羅庚先生曾說過一句話“數(shù)缺形時少直覺,形少數(shù)時難入微,數(shù)形結(jié)合百般好,割裂分家萬事非”。數(shù)形結(jié)合是誘導(dǎo)學(xué)生直覺思維動機(jī)的一個極好的切入點,是解決代數(shù)問題一個行之有效的方法。數(shù)形結(jié)合,利用圖形的直觀誘發(fā)直覺。
【例8】如圖,將一張邊長為(m+3)正方形紙片剪出一個正方形(邊長為m)后,剩余部分可剪拼成一個一邊長為3的長方形(不重疊無縫隙),則長方形的另一邊長為( )A.m+3 B.m+6 C.2m+3 D.2m+6
[評析]有關(guān)整式的運算,借用圖形就直觀。
【例9】用一根長24cm的鐵絲圍成一個長方形,使它長是寬的1.5倍,長方形的長,寬各應(yīng)是多少?
[評析]一些有問題背景的題目,最好也是借用圖形直觀化。
審美思維意識能喚起和支配數(shù)學(xué)直覺,數(shù)學(xué)上很多發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)舉無不遵循沒的創(chuàng)造精神。學(xué)生的審美的意識越強(qiáng),發(fā)現(xiàn)和辨別隱蔽關(guān)系的直覺思維也就越強(qiáng),數(shù)學(xué)美是產(chǎn)生數(shù)學(xué)直覺的充分條件,也是產(chǎn)生數(shù)學(xué)直覺思維的基本動力。
【例10】知識點的梳理,可以做漂亮的思維導(dǎo)圖,幫助學(xué)生理解
【例11】幾何體太抽象了,學(xué)生沒有想象力,借用生活中的實物。
在數(shù)學(xué)學(xué)科中,邏輯思維與直覺思維同等重要,直覺思維指引解題方向,調(diào)整思路,引導(dǎo)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)。嚴(yán)密的邏輯思路需要直覺思維對問題產(chǎn)生頓悟,猜想、判斷,直覺的漏洞要用邏輯推理來填補(bǔ)。“數(shù)學(xué)的力量在于直覺和嚴(yán)格性巧妙地結(jié)合在一起?!边壿嫼椭庇X的完美結(jié)合,是數(shù)學(xué)教育的目的。
增加一些與學(xué)生平時生活背景和生活經(jīng)歷相關(guān)的生活數(shù)學(xué)內(nèi)容,從而激發(fā)出他們的想象,鍛煉直覺。拓展延伸教材的內(nèi)容,教師要適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充,讓學(xué)生更好的開闊視野,豐富知識,這樣更容易產(chǎn)生直覺。
通過研究促進(jìn)教師加強(qiáng)教育交往,促進(jìn)自身的專業(yè)發(fā)展,能更好的指導(dǎo)學(xué)生;提高應(yīng)變能力,要不斷學(xué)習(xí)改進(jìn)。
要有良好的狀態(tài),不拘泥于形式,想說就說,脫口而出的往往是直覺,經(jīng)受得住錯誤直覺。