【關鍵詞】高中數(shù)學;思維品質;解題訓練
【中圖分類號】G633.6 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009(2018)43-0059-02
【作者簡介】秦國清,江蘇省白蒲高級中學(江蘇如皋,226511)教師,一級教師。
數(shù)學思維是從數(shù)學的角度來思考問題和解決問題的思維活動形式。教學中要立足數(shù)學思維訓練,讓學生學會觀察、實驗、比較、猜想、分析、綜合、抽象和概括,會進行歸納、演繹和類比推理,能運用數(shù)學概念、思想和方法,辨明數(shù)學關系。
需要強調的是,學生數(shù)學思維活動的效果與思維的品質有著直接的關系。數(shù)學思維品質主要包括獨立性、靈活性、深刻性、辯證性、系統(tǒng)性、創(chuàng)造性、流暢性、發(fā)散性等。筆者結合自身教學實際,談一些做法和想法。
一、培養(yǎng)學生數(shù)學思維的靈活性
具備數(shù)學思維的靈活性要求學生能夠順應數(shù)學條件的變化及時改變思維路徑,尋找新的解決問題的方法。
教學中發(fā)現(xiàn),不少學生在解題時往往有“一眼看不到底”的經歷,即不能從開始到結束都有明確的思路。不少學生遇到問題首先去想是否做過或有沒有明確思路,一旦不是熟悉的問題,就不自信,不能冷靜分析,這是思維缺乏靈活性的表現(xiàn)。為此,要提倡解題思維三步驟:寫出來看看,目標(結論)是什么,條件怎么用。換言之,有什么想法就不妨先寫出來,寫出來與寫不出來的思路都要去從解題目標的角度來審視,做出取舍;或者也可從已知條件出發(fā),看看能得到哪些結論。只有這樣解題思路才會變得靈活、流暢。
教師要讓學生學會條件和結論的轉化,學生能把題目表述得更簡潔、流暢、好懂,與數(shù)學重要知識有關聯(lián),這樣才能發(fā)揮學生的主體作用。通過學生大腦的思維活動不斷分析、“回味”待解決的問題,并形成新的長時記憶,不斷提高學生的解題能力。
二、培養(yǎng)學生數(shù)學思維的深刻性
中學生數(shù)學思維的深刻性體現(xiàn)在對所學概念定義、法則、定理等的認識水平上。
從數(shù)學教育教學的角度看,解題的思維過程能夠反映學生思維的深刻性,從學生給出的解答過程可以看出學生思維的特征。通過對學生解答過程的梳理、回溯與講解,可以深化學生數(shù)學思維的深度、廣度和嚴謹性。
如2012年江蘇省高考數(shù)學試卷第 19題第2問:
如圖1,已知橢圓 +y2=1,A,B是橢圓上位于x軸上方的兩點,F(xiàn)1,F(xiàn)2分別為橢圓的左、右焦點,且直線AF1與直線BF2平行,AF1-BF2= ,求直線AF1的斜率。
在教學中對學生能想到的解題思路進行總結與對比。
思路1:利用已知條件AF1-BF2= ,就要先求出線段AF1,BF2的長度,而且還必須用所需要求的斜率來表示,這就要先用斜率表示出點的坐標,于是設出直線方程,采用聯(lián)立方程組的方法計算解決。
這種思路較為直接,體現(xiàn)出方程的思想,大部分學生都能想到,但能算出正確結果的寥寥無幾,其原因在于計算量太大。有學生在思考后發(fā)現(xiàn)AF1,BF2的長度不一定要算出來,得到思路2。
思路2:如圖2,A、B點都在橢圓上,AF1,BF2都是連接橢圓上一點到焦點的線段,可以想到利用圓錐曲線的統(tǒng)一定義實現(xiàn)向準線距離的轉化,所以不需求的長度AF1,BF2只要聯(lián)立方程組,利用韋達定理,就能解決。
思路3:有學生能抓住橢圓的對稱性,如圖3,將BF2平移至B1F1,這樣,聯(lián)立一個方程組就可解決。
思路4:有學生認為無需向準線轉化,直接利用線段長度公式|AB|= |xA-xB|也能很好解決,即利用線段長度公式,將傾斜長度,轉化為水平距離。這同前面的利用圓錐曲線的統(tǒng)一定義和對稱性實現(xiàn)轉化其本質是一致的,都是轉化與化歸思想的體現(xiàn)。
除了上述4種思路之外,教師還可以根據學情介紹利用三角函數(shù)、參數(shù)方程、極坐標方程等工具進行解題的方法,讓每一位學生主動地回憶原有的知識和經驗,結合自己的思維特征,積極參與到課堂中來。發(fā)揮思維方法的威力,培養(yǎng)學生數(shù)學思維的“深刻性”。
三、培養(yǎng)學生數(shù)學思維的辯證性
矛盾沖突是事物發(fā)展的根本動力。教學時,要提高學生的辯證思維能力,全面地、系統(tǒng)地、聯(lián)系地分析問題、解決問題,在矛盾雙方對立統(tǒng)一的過程中把握其發(fā)展規(guī)律,克服極端化、片面化。 數(shù)學教學中培養(yǎng)學生數(shù)學思維的“辯證性”,主要訓練學生看問題要客觀全面。研究“對立的”或者“關聯(lián)的”數(shù)學問題,學會解題前的預判和解題中的調整,培養(yǎng)學生的思辨能力。
如2012年江蘇高考數(shù)學試卷15題:
在△ABC中,已知 · =3 · 。(1)求證:tanB=3tanA;(2)若cosC= ,求A的值。
在解決第(2)問時,不少學生選擇用求“弦”值來求角,結果陷入繁雜計算的泥潭,無果而終。這是因為平時教師在教學時過分強調“逢切化弦”造成的。假如能細心觀察一下第一問的結論,辯證的選擇“弦化切”的策略,這樣運算就會簡潔、迅速。
教師要善于捕捉教學中發(fā)生的矛盾沖突,抓住契機,引導學生進行深入的討論、辨析、尋根、糾正,讓學生在“和而不同”的學術氛圍中,感受數(shù)學、領悟原理、加深理解,使學生的數(shù)學知識結構得以進一步完善,數(shù)學思維品質得以優(yōu)化,認知水平與數(shù)學素養(yǎng)得以提升。
總之,作為數(shù)學教師,應和學生一起置身于數(shù)學發(fā)現(xiàn)的過程中,對每一個數(shù)學問題、結論、方法,讓學生探究的時間要更長一些,探究的層次要更深一些。不僅要順利達成數(shù)學思維訓練的顯性目標,更要能促進學生的思維生長、品質素養(yǎng)的提升。要站在學生的立場,貼近學生的思維發(fā)展區(qū),點燃他們不斷發(fā)展的動力。