黃愛慶
(甘肅省武威市涼州區吳家井鎮九年制學校,甘肅涼州 733000)
思維為人類認識世界和改造世界提供了真實情況,推動了科學發展。通過數學教學來培養學生的思維能力,是數學教學的永恒主題。當今社會是人力資源競爭的時代,必須將學生思維能力的培養作為第一要務,讓學生學會思考,以便做出盡可能正確的決策,成為與時俱進的創造性人才,不斷推動社會進步[1]。提高學生的思維能力,在生活、學習中不斷創新,這對于學生的發展具有重大意義。學習數學,學生不僅可以掌握基礎知識技能,獲得理性的數學思維,還能通過數據變化預測事物發展趨勢。數學教學必須與自然社會緊密聯系,增進學生的數學理解與應用能力,從而更好地幫助學生解決實際問題。在當前數學教學中,人們較多關注的是對數學知識的傳授,學生學習記憶成分居多。然而,還會出現這樣一種情況,即一些勤奮好學的學生并不能取得理想的成績,其核心影響因素就是其數學思維不敏捷,只能簡單模仿,不能抓住事物本質,對遇到的問題不能進行創造性的解決。
數學是培養學生思維能力的活動。《義務教育數學課程標準(2011年版)》指出,要增強學生發現問題和分析解決問題的能力,讓學生體會思維的過程,用數學思維方式對問題進行概括,并發現問題的規律。現有國內外專家對數學思維的研究較多,主要集中于實踐經驗對思維教學的策略探究。由此可見,在數學教學中培養學生的創造性思維,具有重要的意義。
數學思維研究是數學教學領域中比較活躍的課題,學者們對數學思維的內涵有不同的看法。數學是研究數與形的科學,思維是人腦對客觀事物的概括反映,數學思維則是以數與形為對象,通過判斷推理解決問題,從而揭示對象聯系的思維[2]。
數學思維品質主要表現在思維的深刻性、廣闊性、靈活性、批判性、創造性等方面。數學思維的深刻性是指思維的深度,表現為,能細致地分析和洞察問題的關鍵本質屬性,克服思維的表面化,在教學中應重視概念的形成。數學思維的廣闊性集中表現為,能從多方面考慮和用多方式表達,從不同的解法中選擇最佳的一種。數學思維品質相互聯系,廣闊性與靈活性彼此制約,深刻性是品質的基礎,必須全面發展數學思維的各個品質。
數學思維方式可以按不同標準分類,根據思維方向分為正向思維與逆向思維,根據思維結果分為創造性思維與一般性思維。對思維進行分類是為了方便研究,且思維的不同方式相互交錯。數學思維是演繹的科學,演繹思維是從原理推理出個別結論。在初中幾何中,證明定理離不開演繹推理。主要的創造性思維包括歸納思維、類比思維、求異思維。在數學教學中,教師偏重學生演繹性思維、創造性思維的培養,有利于發展學生的創造力[3]。
數學思維教學原則應根據教育目的來制定。思維教學應考慮學生是思維探索的主體,只有積極主動地探索才能發展思維能力。在教學中,教師要遵循學生認知規律,關注數學知識的不同屬性,注重知識的形成過程,在探索發現中展現思維的活力[4]。
在初中數學思維教學中,教師應遵循主體性原則、啟發性原則、過程性原則。主體性原則是以尊重學生主體地位為前提,調動學生學習的積極性,發揮學生的主體作用,并在教學設計中關注學生獲得的知識和能力。隨著教育的深化改革,學生在教學中的主體地位日益凸顯。在思維教學中,學生只有主動思考才能發展形成思維能力。
啟發性原則源于《論語》中的“不憤不啟”。教師通過創設情境,使學生主動探索,提高其分析、解決問題的能力。在思維教學中,教師通過課堂提問,驅動學生思維活動,并根據學生反應及時給予適當啟發,進行思考并獲得答案。不過,要注意引導跨度不能過大。教師要遵循學生認知規律,從實際出發,了解學生的思考過程,激發學生質疑的熱情,使其養成積極的思維習慣[5]。
過程性原則是在教學中以知識發展為線索,展現思維活動,使學生參與其中。數學知識構建包括對象形成過程,這就要求教師在教學中不僅要掌握學生的思維活動結果,還要掌握學生理解思維過程。教材中的定義、公理等,是數學家智慧的結晶,呈現出證明結論,要用創造性的方法學習才能掌握,如概念形成過程、解題方法思考過程等。此外,數學思維還可在思維過程中展現其活力。
在初中數學教材中,許多公式的引入是從某些具體例子開始的。部分學生由于知識結構的限制,得出結論后直接承認并應用,如有理數的運算法則,是從個例歸納推理出一般規律。探索解決問題時常運用歸納思維。培養歸納思維的素材有很多,數學思維教學要與培養歸納思維相結合。
數學概念教學要關注其形成過程,觀察分析實例,讓學生抽象出其共同屬性。如代數式概念的教學,教師要先引入一些具體式子,引導學生觀察、分析,概括出其共同屬性,進而歸納代數式的概念,這樣可促進學生對概念的理解,提高學生歸納思維能力。
數學中有大量的命題和法則。通過實驗測量計算,體現具體圖形數量關系的歸納過程。如三角形任意兩邊之差小于第三邊,課本中讓學生測量三角形三邊的長度,計算兩邊的差與第三邊做比較,以此得出三角形兩邊差小于第三邊的結論。教材中通過這種方法得出命題的例子還有很多。
類比思維是初中數學的重要思維方法。合理的類比有助于增強學生的思辨能力、培養學生的創造性思維能力。類比的途徑包括概念的類比、數與形的類比、有限數量關系與無限數量關系的類比等[6]。
數學概念是基礎知識的核心內容,孤立地理解、記憶往往事倍功半。由于部分概念具有相似性,學生可以先復習熟知的概念,創設問題情境進行類比,得出相同的性質,從而幫助自己更好地理解概念的本質。如在教學中心對稱內容時,它與已經學過的軸對稱相似,可以采取概念類比教學方式,通過與熟悉的概念類比區分新舊知識,在辨析中更好地認知新概念。初中數學中可以類比的概念有很多,如一元二次方程與二次函數的概念等。
為使學生分清平行四邊形的知識結構關系,引導學生分析其性質,可從邊、對角線的不同角度對四邊形進行類比,指出不同對象間的區別,直觀呈現其性質特征及內在聯系。等式與方程的基本性質存在許多相似屬性,以原有經驗為基礎進行對比記憶,有助于學生思維能力的提升。
初中數學教材中,有很多體現逆向思維的素材,如定義、運算等。因此,教師教學時可以從概念、公式的逆向運用來培養學生的逆向思維。同時,數學教材中還存在大量的互逆概念,可以先正后逆結合講解,引導學生發掘互逆因素,避免學生對相似概念產生混淆,進而培養學生逆向思維[7]。
如在教學“方程的解”概念時,為使學生明白使方程兩邊值相等的未知數值為方程的解,理解方程的解是使方程左右兩邊值相等的未知數值,而且教材中的大多公式可以用等號表示,用左邊的式子表示右邊,教師可讓學生思考逆用公式。數學中,逆用公式的例子很多,教師必須注重培養學生對公式的逆用能力。如平方差公式(a+b)(a-b)=a2-b2,等式從右到左是因式分解,從左到右是多項式乘法。逆用平方差公式進行因式分解,可提升計算的準確率。
教材中有許多定理是互逆的,如平行線、等腰三角形的性質與判定定理等。在定理教學中,教師要關注其可逆性,并進行對比講解,這對于學生思維的提高至關重要,如應用勾股定理逆定理體現數形聯系等。初中數學教學中有很多互逆定理,如中垂線性質定理與判定定理等。
求異思維是從多角度思考得出不同答案,以體現思維的廣闊性。在初中數學思維教學中,教師可以在概念變式與問題解決中培養學生求異思維。概念變式是對概念進行等價變換、多層次分析,引導學生看到其本質,達到多角度理解的目的。概念教學中堅持多表性原則,可以培養學生的求異思維。
教師通過創設不同的問題情境引導學生多角度思考問題。一題多變是變化題目中的部分條件,可生成不同的類比題,使學生對題目中的本質有更深刻的理解。一題多解是同一數學問題采用多種方法分析解決問題、總結規律,體現了數學與思維的廣闊性,可以培養學生的創造性思維。
本文從數學思維的分類中總結出初中數學教學中蘊含的創造性思維,包括歸納思維、逆向思維等,進而提出主體性、過程性等教學原則,探討思維培養,探究如何進行教學處理,分析培養學生創造性思維的途徑,以此為一線教師進行數學思維教學提供有益參考。