陶宏玲
[摘? 要] 隨著新課程改革的深入推進,數(shù)學教師積極轉(zhuǎn)變教學思路,更新教學觀念,將學生思維能力的培養(yǎng)提升到一個較高的層面. 文章對數(shù)學思維靈活性培養(yǎng)的具體路徑進行探討,以期引起廣大數(shù)學教師的關注與研究.
[關鍵詞] 高中數(shù)學;思維能力;靈活性;培養(yǎng)
由于受應試教育的影響,在高中數(shù)學教學過程中,教學定位于知識技能的傳授,淡化對學生思維品質(zhì)的要求.但數(shù)學是一門以鍛煉思維能力著稱的學科,那么缺失了思維參與的數(shù)學課堂教學,其低效是不言而喻的. 眾所周知,思維的靈活性是多個思維品質(zhì)形成的基礎和保障,是眾多思維品質(zhì)的核心[1].因此,新課改風向標下,教師需在教學中強化思維靈活性的作用.
心理學研究表明,高中學生的思維已經(jīng)逐步趨向成熟化,早已實現(xiàn)了從經(jīng)驗型向理論型的過渡. 作為高中數(shù)學教師,應把握好學生思維發(fā)展的高速期,牢牢把握學生思維可塑性最大的成熟前期,進行思維靈活性培養(yǎng)的具體路徑實施,讓數(shù)學的教育價值真正得以實現(xiàn). 那么,如何才是讓高中學生的思維更具靈活特點呢?筆者在教學實踐中做了如下探索:
訓練逆向思維
“逆向思維”作為一種反常規(guī)方法的合理運用,自然是相對于“正向思維”而論的,它們之間的區(qū)別在于思考問題的方向不同. 它隸屬于思維品質(zhì)領域,是重要的思考能力,同時也是一種求異思維的體現(xiàn). 不少問題通過正向思考解決時呈現(xiàn)“山窮水盡”的景象,而變換為逆向思維時則可達到“柳暗花明”的奇效. 因此,在數(shù)學教學中,訓練學生的逆向思維可拓寬學生的思路,克服思維定式的影響,開辟新的思維路徑,提高思維的靈活度. 例如,在講授三角公式、導數(shù)公式等數(shù)學公式時,可以通過逆向推導來活躍靈感,從而達到求解的目的.
例1:應用排列數(shù)符號表示18×17×16×…×11×10=________.
分析:若引導學生去計算A■,不少學生則可以較為輕松地完成,多多少少對訓練學生思維也有些益處.不過,本題“反其意而為之”,解決的關鍵是逆向思維與解題經(jīng)驗,難度和思維量自然是提升了,思維的方式也發(fā)生了改變,對思維的訓練也達到了.
例2:已知定義在(0,+∞)上的可導函數(shù)f(x)對于定義域中的任意x都滿足f(x)+xf ′(x)>0,那么不等式■·f(■)>0的解集是________.
分析:應用導數(shù)公式來求導已知函數(shù),并判斷函數(shù)的單調(diào)性是正向思維的考查方法,學生解決起來難度較小,屬于低階思維要求.而本題以“其導函數(shù)”為載體,解決的關鍵是逆向思考原函數(shù)的解析式,突出考查了逆向思維,屬于高階思維要求.
開放題教學
開放題型的形式千變?nèi)f化,不僅可以開放條件,引領學生勤思和善思;而且可以開放結(jié)論,讓求異思維自然落地;同時也可以開放策略,為學生的思維空間留有余力. 其主要特征體現(xiàn)在思維靈活和策略多樣,對思維靈活性的培養(yǎng)大有裨益.因此,教師針對性地精選一些開放題型進行訓練,給予學生靈活思維的時機,并鼓勵求異思維,激勵學生多方法、多途徑思考,這有利于培養(yǎng)學生孜孜不倦的探究精神及創(chuàng)造力.
例3:請寫出一個以下兩個條件均滿足的函數(shù)________.
(1)在定義域(0,+∞)上單調(diào)增加;
(2)對于任意x,y>0,都有f(xy)=f(x)+f(y)+1成立.
傳統(tǒng)題型中,一道題僅僅只有一個標準答案,不利于思維靈活性的發(fā)展.為了改變這一現(xiàn)狀,本題中僅僅出示了函數(shù)的2個性質(zhì),給予學生思維馳騁的廣闊空間,引導學生依據(jù)自身所學內(nèi)容,靈活機動地進行檢索,答案自然也是多種多樣和豐富多彩的,從而有效地活躍了學生的數(shù)學思維.
展開變式訓練
在教學中,我們不少教師會發(fā)現(xiàn),一道典型例題教師分析后學生可以掌握,而之后的練習中對試題稍加“變臉”,不少學生就思維卡殼,無從下手. 若想改變這一現(xiàn)狀,應增強數(shù)學中的變化性,可以結(jié)合習題教學中的變式訓練來拓展學生的思路,達到啟迪思維同時潛移默化地提升思維靈活性的目的.
例4:已知A(2,2),點F1為橢圓■+■=1的左焦點,點P為該橢圓上的一動點,試求出PA-PF1的最大值.
分析:從三角形的特征進行探究可得:動點P位于線段AF1的延長線和橢圓交點時,PA-PF1有最大值■,該最大值為線段AF1的長.
從差式延伸開來,可作如下變式:
變式1:原題的條件不變,將問題“試求出PA-PF■的最大值”變換為“試求出PA+PF■的最小值”.
變式2:原題的條件不變,將問題“試求出PA-PF1的最大值”變換為“試求出PA+■PF1的最小值”.
變式3:原題的條件和問題均改變,變換為“已知A(-6,2),點F1為雙曲線■-■=1的左焦點,點P為該雙曲線上的一動點,請求PA+■PF■的最小值”.
注重等價轉(zhuǎn)化
等價轉(zhuǎn)化是高中數(shù)學中的重要思想方法之一,其本質(zhì)就是將陌生問題轉(zhuǎn)換成熟悉的、已知的范疇內(nèi)可以解決的問題的方法,在一次一次的轉(zhuǎn)化中,實現(xiàn)思路的變通,強化學生解題中的應變能力.因此,在日常教學中,教師需做到因地制宜,從學生的實際認知水平出發(fā),設計融入等價轉(zhuǎn)換思想的教學環(huán)節(jié),培養(yǎng)學生將陌生、煩瑣、復雜、抽象的問題熟悉化、形象化、簡捷化,逐漸提升綜合素質(zhì)以及思維靈活性. 在高中數(shù)學教學中,等價轉(zhuǎn)換的例子各種各樣,如立體幾何中與線面平行或垂直問題通常可以轉(zhuǎn)換成線線平行或垂直的問題來解決;而面面平行或垂直的相關問題又可以轉(zhuǎn)化成線面平行或垂直的問題進行解決[2].
例5:試判斷函數(shù)f(x)=■的奇偶性.
分析:學生在判斷時,一般都是以f(-x)為原型進行變形,找尋出f(-x)和f(x)的關系. 不過觀察本題可以發(fā)現(xiàn),分母和分子的結(jié)構都十分復雜,運算過程煩瑣不堪,不少學生束手無策.事實上,判斷函數(shù)的奇偶性等價于■可否等于1或是-1,此處等價轉(zhuǎn)換思想充分運用就有效地簡化了此題的運算. 求解過程如下:
解■=■·■=■=■= -1.
所以f(-x)=-f(x),又因為f(x)的定義域關于原點對稱,所以f(x)是奇函數(shù).
當然,在實現(xiàn)等價轉(zhuǎn)化的過程中,學生需將問題逐步轉(zhuǎn)換為最易于操作的問題,在不經(jīng)意的轉(zhuǎn)換中,“打通”思路脈絡,有效激活思維.
體會“正難則反”的思想
一些數(shù)學問題從正面著手解決時常常會困難重重,此時可以轉(zhuǎn)換方向,從反面入手解決,這樣的策略就是“正難則反”. 正難則反易,“正難則反”是一種極其重要的數(shù)學思想,千古傳誦的“草船借箭”的歷史故事從很大程度上顯示了此數(shù)學思想的巨大威力. 有意識地訓練這種思維方法,可以引導學生通過正向遷移改善解決問題的能力.例如,在求解概率問題時,可從對立事件的概率公式P(A)+P(■)=1入手,優(yōu)化解題策略,減輕煩瑣計算,提高解題效率.
例6:已知拋物線y=x2-x+m,y=x2+2mx+4和y=mx2+mx+m-1中,至少有一條拋物線與x軸相交,試求出實數(shù)m的取值范圍.
分析:從“正面”入手解決,則需分類討論“三條拋物線至少有一條與x軸相交”的多種情況,過程繁不堪言. 如果從結(jié)論的反面入手,也就是思考“三條拋物線都不與x軸相交”這一種情況,由此將其轉(zhuǎn)化為“二次函數(shù)根”的問題,進而求其補集以達到求解本題的目的.
解:據(jù)題設反面“三條拋物線都不與x軸相交”,設上述三條拋物線的判別式分別為Δ1,Δ2,Δ3,則有Δ1=1-4m<0,Δ2=4m2-16<0,Δ3=m2-4m(m-1)<0,解得■ 又因為y=mx2+mx+m-1是拋物線,所以m≠0. 再求補集,則m的取值范圍為mm≤■或m≥2且m≠0?搖. “正難則反”的思想具有靈活性和發(fā)散性,常常打破常規(guī)思維的禁錮,是創(chuàng)新思維的源泉. 總之,新課程標準理念下,良好的思維品質(zhì)是學生受益終身的法寶.本文在多個實例的分析過程中,自然呼出思維的靈活性,并與多種思維品質(zhì)相關聯(lián),讓學生參與到思維活動中來,以思維引導學習,使思維品質(zhì)的自然形成成為學生主動思維的結(jié)果[3]■. 當然,思維品質(zhì)的提升也不是一蹴而就的,學生應當努力磨煉,使自己成為思維活躍中的一名“猛將”,讓數(shù)學思維在自身的磨煉中真正“落地”;教師也應當創(chuàng)造性地運用好教材這一“利劍”,不斷攀登數(shù)學課程改革的新高度. 參考文獻: [1]? 趙思林,朱德全. 試論數(shù)學直覺思維的培養(yǎng)策略[J]. 數(shù)學教育學報,2010,19(2). [2]? 錢從新. 運用推廣與引申的方法培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力[J]. 數(shù)學教育學報,2003,12(1). [3]? 李海洋. 在數(shù)學教學中如何培養(yǎng)學生思維的靈活性[J]. 成才之路,2007(08).