[摘? 要] 聯(lián)想在數(shù)學教學中應用得較為廣泛,它是尋求解題思路與方法強有力的武器. 文章認為,應用聯(lián)想,助力思維能力的有效發(fā)展,可以從以下幾點做起:相近聯(lián)想,助力觀察與分析問題能力的發(fā)展;類比聯(lián)想,助力發(fā)現(xiàn)與遷移問題能力的發(fā)展;相對聯(lián)想,助力思維轉(zhuǎn)換與邏輯推理能力的發(fā)展.
[關鍵詞] 聯(lián)想;相近聯(lián)想;類比聯(lián)想;相對聯(lián)想
巴甫洛夫提出:“一切教學都是聯(lián)想的表達形式.”聯(lián)想是指由一種心理過程引出另一種與之有所聯(lián)系的心理過程的現(xiàn)象,這一心理現(xiàn)象是溝通新知與舊知的橋梁,是實現(xiàn)知識遷移的紐帶,它對促進學生思維能力的發(fā)展具有舉足輕重的影響[1].
長期以來,受傳統(tǒng)教育習慣的影響,部分教師認為:數(shù)學是一門嚴謹?shù)膶W科,應以培養(yǎng)學生的邏輯思維能力為主,切忌將非邏輯性思維帶給學生. 這種觀念,從很大程度上限制了學生聯(lián)想能力的發(fā)展,成了學生思維發(fā)展道路上的絆腳石. 鑒于此,筆者從自身多年的高中數(shù)學執(zhí)教經(jīng)驗出發(fā),談談如何在教學中以聯(lián)想助力學生思維能力的發(fā)展.
相近聯(lián)想,助力觀察與分析問題能力的發(fā)展
相近聯(lián)想是指一些在時間或空間上相似或相近的事物,容易在學習者的認知系統(tǒng)內(nèi)形成一定的聯(lián)系,由此事物聯(lián)想到彼事物. 教學中,遇到一些新穎的、學生比較陌生的問題時,可鼓勵學生根據(jù)命題提供的條件與結(jié)論,聯(lián)想一些與其結(jié)構(gòu)、意義、形式上相似或有所關聯(lián)的知識,通過相近聯(lián)想的方式,實現(xiàn)知識的正遷移. 這種解決問題的方式,不僅能培養(yǎng)學生觀察、分析與解決問題的能力,還能有效地培養(yǎng)學生由此及彼的遷移能力.
本題題干雖簡單,卻是一道復雜的分式函數(shù)問題,主要涉及最值的知識,學生在課堂中提出了以下幾種解題思路:
思路1:從導數(shù)的角度來解決問題. 本題涉及含絕對值的分式函數(shù),求導過程實非易事,因過程繁雜、操作不易,故放棄.
從學生的解題思路來看,思路3是根據(jù)函數(shù)的最值與奇偶性、單調(diào)性之間存在的相似性引發(fā)的聯(lián)想,再結(jié)合函數(shù)的對稱性,很快就獲得了答案. 這種解題思路完美地避開了單獨求最值M,m的過程,實屬解決本題的上上策.
作為教師,應充分肯定學生“不斷嘗試—思維受阻—調(diào)整策略”的思維歷程. 在學生順利解題后,可引導學生對此探索過程進行總結(jié),讓學生感知相近聯(lián)想獨有的魅力,以完善學生對函數(shù)性質(zhì)的認知.
相近聯(lián)想在本教學片段展現(xiàn)出了化難為易、化生為熟、化繁為簡、化抽象為直觀的重要作用. 教學中,教師還可以引導學生不斷地積累一些知識與方法,便于發(fā)現(xiàn)知識的相似處,通過相近聯(lián)想的運用,發(fā)展學生觀察與分析問題的能力.
類比聯(lián)想,助力發(fā)現(xiàn)與遷移問題能力的發(fā)展
類比聯(lián)想是指根據(jù)兩類或兩種事物間存在相似或相同的性質(zhì),推導出其他相似或相同屬性的思維過程,它是創(chuàng)造性思維的一種表現(xiàn)形式,對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識與能力具有重要的促進作用. 教學中,師生可以通過類比猜想推導出許多數(shù)學性質(zhì)與結(jié)論,對學生發(fā)現(xiàn)問題并遷移數(shù)學問題具有重要影響.
波利亞認為:“類比是偉大的引路人,立體幾何問題的求解,常依賴于平面幾何問題的類比[2].”為了探析立體幾何的解題思路,教師常引導學生將處于三維空間的研究對象轉(zhuǎn)化為二維或一維空間進行類比分析. 除此之外,在解析幾何中,類比聯(lián)想應用得也較為廣泛. 如線性規(guī)劃問題中,當目標函數(shù)呈現(xiàn)出的形式,就可以與斜率公式進行類比,獲得(x-a)2+(y-b)2的形式,再與兩點間的距離公式進行類比,利用其幾何意義解決問題.
當找不到問題的類比對象時,教師可以引導學生憑借問題結(jié)構(gòu)上的相似性,找出類比點,通過適當?shù)拇鷵Q,把毫無頭緒的待求問題轉(zhuǎn)化成類比問題.
例2 已知定義在R上的函數(shù)f(x)對任意實數(shù)x,y,一直滿足f(x+y)=f(x)+f(y),在x>0時,f(x)<0.
(1)求證f(x)是奇函數(shù);
(2)求證f(x)是減函數(shù).
分析:這是一道常見的關于抽象函數(shù)的試題,若能充分利用f(x+y)=f(x)+f(y)這個條件,并分別賦予x,y以內(nèi)涵,證明這兩個問題難度并不大(證明過程略). 為了通過類比聯(lián)想的方式培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)與遷移問題的能力,教師可在學生解題的基礎上提出變式,供學生訓練,實現(xiàn)知識遷移.
變式:已知定義在(0,1)內(nèi)的函數(shù)f(x)對任意正數(shù)x,y,一直滿足f(x·y)=f(x)+f(y),在x>1時,f(x)<0. 問題:判斷f(x)的單調(diào)性.
深思本題,學生在認知經(jīng)驗中會發(fā)現(xiàn),對數(shù)函數(shù)存在與本題條件f(x·y)=f(x)+f(y)類似的運算法則,將此題與對數(shù)函數(shù)進行類比分析,展開聯(lián)想,對解決本題有較大幫助.
抽象的函數(shù)問題,大部分都是由我們熟悉的一般問題轉(zhuǎn)化而來的,當面臨較復雜的函數(shù)問題時,可以引導學生從已經(jīng)學過的函數(shù)類型中尋找有類似運算法則的一般函數(shù),找出它的原形,再輔以類比聯(lián)想進行解題,往往能達到事半功倍的教學效果,這對發(fā)展學生的知識遷移能力具有顯著的幫助.
相對聯(lián)想,助力思維轉(zhuǎn)換與邏輯推理能力的發(fā)展
相對聯(lián)想是指從關注某事物的特點或?qū)傩裕D(zhuǎn)向關注與該特點或?qū)傩韵喾吹姆矫?,并應用由此引發(fā)的聯(lián)想解決問題的過程. 從相對聯(lián)想的定義來看,它包含了正反兩面的聯(lián)想、數(shù)與形的聯(lián)想以及一般與特殊的聯(lián)想等. 解題教學中,教師可以引導學生應用相對聯(lián)想轉(zhuǎn)化思維,學會從不同的視角看待與分析問題,在問題的其他面找出解題辦法.
為了發(fā)展學生的轉(zhuǎn)換思維與邏輯推理能力,在本題的基礎上,教師提出了兩個變式,以訓練學生對相對聯(lián)想的應用.
當然,除了以上三種聯(lián)想方式外,還有很多聯(lián)想方式,在此就不一一展開闡述了.
總之,偉大的發(fā)現(xiàn)離不開大膽的猜想,聯(lián)想是促進學生思維發(fā)展、培養(yǎng)創(chuàng)新意識、實現(xiàn)人類科技發(fā)展的基本途徑之一. 基于此,教師應把握好聯(lián)想應用的方向,引導學生應用各種聯(lián)想方式,積累活動經(jīng)驗,實現(xiàn)思維能力的突破與數(shù)學核心素養(yǎng)的提升.
參考文獻:
[1]? 王更,汪安圣. 認知心理學[M]. 北京:北京大學出版社,1992.
[2]? G·波利亞. 數(shù)學與猜想數(shù)學中的歸納與類比[M]. 李心燦,王日爽,李志堯,譯. 北京:科學出版社,2001.
[3]? 潘小明. 關于數(shù)學解題思維的基本認識[J]. 教育與教學研究,2017(10)89-95.
作者簡介:張志華(1986—),本科學歷,中學一級教師,從事高中數(shù)學教學工作.