肖志美
摘 要:初中階段的數(shù)學教學,除了要求學生掌握基礎性的理論知識之外,更關注的是實現(xiàn)對于學生的數(shù)學思維的培養(yǎng)。而逆向思維作為重要的數(shù)學思維方式,關系到學生數(shù)學學科素養(yǎng)的養(yǎng)成,更是初中數(shù)學解題的重要思維方式之一,因此探討初中數(shù)學過程中關于學生逆向思維培養(yǎng)的策略就顯得十分必要。基于此,本文從初中數(shù)學解題教學角度討論有關逆向思維的應用方法,希望對初中數(shù)學教學質(zhì)量的提高有所幫助。
關鍵詞:初中數(shù)學;逆向思維;數(shù)學思維;反證法
中圖分類號:G63 ? ? ? ? ?文獻標識碼:A ? ? ? ? ?文章編號:1673-9132(2021)19-0021-02
DOI:10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2021.19.010
初中數(shù)學的各類問題都可以通過逆向思維的方式進行解決,也就意味著對于數(shù)學的學習需要初中學生擁有一定的逆向思維水平。這是因為數(shù)學表現(xiàn)出較強的邏輯性,數(shù)學知識之間存在著十分明顯的邏輯聯(lián)系,在逆向思維的支撐下,學生能夠清晰地感知不同數(shù)學解題步驟之間的層次感。并且初中學生處于形象思維轉(zhuǎn)變?yōu)檫壿嬎季S的關鍵時期,注重對于逆向思維的培養(yǎng),能夠提高學生思維上的嚴謹性,同時也能夠增強學生對于數(shù)學知識的認知,在應對各類數(shù)學問題時更加游刃有余。
一、逆向思維的定義及其在初中數(shù)學解題教學中的作用表現(xiàn)
(一)逆向思維的定義
關于逆向思維的定義是區(qū)別于常規(guī)性思維的求異性思維方法,因此也使用求異思維代稱逆向思維。對于逆向思維的應用原理主要是區(qū)別于解決問題的常規(guī)思維方向,從相反的角度進行思考,這就使得逆向思維能夠跳脫出常規(guī)思維方式的束縛,能夠從多個角度針對問題進行思考,具有延伸思維角度的作用,在應對一些較為復雜的數(shù)學問題時,逆向思維的效率反而高于常規(guī)思維。因此,注重對于初中學生逆向思維的培養(yǎng),有利于更好地解決各類數(shù)學問題。
(二)逆向思維在初中數(shù)學解題教學中的作用表現(xiàn)
之所以強調(diào)對于逆向思維的培養(yǎng),這是因為該種思維方式無論是在創(chuàng)造性或者是創(chuàng)新性方面都強于常規(guī)思維。在現(xiàn)代教育體系中,逆向思維屬于數(shù)學學科的重要思維方式,成為重要的初中數(shù)學問題解答思維模式。在強大的逆向思維支撐下,學生對于所掌握的知識的調(diào)動和應用能力更強,因此有利于實現(xiàn)數(shù)學綜合能力和思維能力的提升。并且現(xiàn)在初中數(shù)學在題目設置上對于知識點的緊密度有著更高的要求,在解題時往往會涉及十分豐富的邏輯條理,使得逆向思維有用武之地,通過分析數(shù)學問題潛在的步驟,因果關系的方式,實現(xiàn)對問題的高效率解決,同時幫助學生更好地掌握知識。
二、逆向思維在初中解題教學中的應用策略
(一)從結論出發(fā)進行分析,尋求正確的證明方法或途徑
通常在解答數(shù)學問題的過程中,需要經(jīng)歷解答和證明步驟,而運用逆向思維之后,除了通過已知條件推斷結論之外,更要求學生在結論的基礎之上進行分析,從而尋找更加高效的解題方法。大多數(shù)情況下,在解決數(shù)學問題時都會根據(jù)已知條件推斷結論,或者是從結論出發(fā),尋找能夠支撐結論的需求性條件,再根據(jù)已知條件針對這些需求性條件進行論證。這些都屬于思維層面的解題形式。在具體操作過程中,以已知條件為基礎,通過不斷推演和證明得到結論。初中階段的幾何證明題在進行解答時經(jīng)常會使用到定向思維。
(二)利用反證法進行題目的解答和論證
反證法的主要原理是通過建立與原命題相對立的否定性假設,以尋找矛盾點的方式證明原命題的正確性。例如,在解答數(shù)字命題時,可以首先假設其對立的命題為正確,要根據(jù)題目中提供的已知條件,對假設的命題進行論證,若最終所得到的結論為假設命題和已知的數(shù)學規(guī)律或者公理相矛盾,則可以證明假設命題為錯誤,原命題為正確。反證法在初中階段的數(shù)學解題中十分常見。
在具體應用過程中,為了保證反證法的效果,通常需要遵循一定的步驟進行。第一步是在原命題的基礎之上完成相反方向的假設,需要保證假設的科學合理性,否則無法支撐反證法的應用,并且也關系到最終解題的正確性。為了達到上述效果,就需要針對原命題中所提供的已知條件和結論進行充分分析,并進行適當?shù)耐晟疲_保全面化,最終得到完全相反的假設命題。第二步是在所假設的相反結論基礎之上,根據(jù)原命題中所提供的已知條件,尋找矛盾點。第三步是得到最終的結論,證明假設命題為錯誤命題,此時即可證明原命題為正確命題。反證法也是逆向思維的表現(xiàn)形式之一,在初中數(shù)學解題中有著十分廣泛的應用。由此可知,在數(shù)學解析過程中關于逆向思維的運用十分常見,尤其是在面對一些難度較大的題目時,都可以通過逆向思維的方式進行高效率的解答。這就要求教師在日常教學過程中注重對于學生逆向思維的培養(yǎng),不僅需要學生掌握正向思維的模式,也需要掌握逆向思維的思考方法。
三、逆向思維在數(shù)學解題中的應用
(一)逆向思維在數(shù)列計算中的應用
作為初中階段數(shù)學的重要組成部分,數(shù)列知識需要初中學生進行重點學習,也需要學生充分運用逆向思維。這是因為數(shù)列具有多變的特征,學生不僅需要掌握數(shù)列的基礎知識,更為重要的是能夠基于逆向思維實現(xiàn)對于數(shù)列的靈活推導。例如,題目求1+2+22+23+…+2n的和,如果采用正向思維,學生會選擇從左到右進行計算。顯然,這種解答方式需要進行的計算量十分龐大,對于初中學生而言是無法完成的,此時就可以運用逆向思維對題目進行一定的變化,先假設S=1+2+22+23+…+2n,運用的數(shù)學公理是等式兩邊乘以相同的數(shù),等式依然成立,隨后在等式兩邊再同時減去S即減去1+2+22+23+…+2n,此時就可知S=2n+1-1??梢园l(fā)現(xiàn)在解答此類問題時,運用逆向思維模式的解題步驟更加簡單?;谀嫦蛩季S,學生能夠從不同的角度去考慮復雜的問題,最終得到簡單的解題方式,無論是在效率或者是正確率方面都更高。