浙江省溫嶺市澤國二中 黃丹萍
關(guān)于逆向思維能力培養(yǎng)的幾點思考
浙江省溫嶺市澤國二中 黃丹萍
運用逆向思維可以從新的角度用更簡便的方法解決舊問題,引導學生從正反兩個方面去探索問題,可以增加思維的活躍性,提高解題能力,而逆向思維在各種題型當中的運用也可以培養(yǎng)學生思維的靈活性。
逆向思維;問題意識;思維能力
剛跨入中學校門的七年級學生在數(shù)學解題的過程中,更習慣于直來直往的解題思路,很容易產(chǎn)生一個思維定式。因此,在初中數(shù)學的教學中,需要滲透多種解題思路,其中,運用逆向思維解題是初中數(shù)學解題的一種重要思維方法。數(shù)學中所說的逆向思維方法就是從現(xiàn)有的數(shù)學事實出發(fā),從相反的一面或者從另一面來進行思考。逆向思維的解題方法在數(shù)學的教與學中有很大范圍的應用,無論是在幾何題、代數(shù)題還是概率題的解法中,都起著非常大的作用。下面就逆向思維的培養(yǎng)談談我的幾點淺見。
一題多解是提高分析問題的水平和解決問題的能力的有效途徑,在這個過程中,教師要引導學生從多個方向思考問題,從正反兩個方面去探索問題,培養(yǎng)學生的求異思維,增加學生思維的活躍性,提高其解題能力。有些應用題可以有不同的思維方向,學生解答這類應用題時,可以探索出多種解法,從而培養(yǎng)解題能力。
此題的常規(guī)思路是先通分,再代入求值,即方法四的解法。顯然,五種方法中,方法四在運算上最復雜易錯。而方法三是通過逆向思維,把已知條件ab=1帶入求值,一反常規(guī)地把已知數(shù)用未知項代入,反而巧妙地解決了算式中分母不同的問題。這類一題多解的題型,打破了學生固定的思維方式,培養(yǎng)了學生多角度、多思考的習慣,培養(yǎng)了學生良好的思維意識。
古人云:學精于思,思源于疑。巴甫洛夫說過:“懷疑,是發(fā)現(xiàn)的設想,是探索的動力,是創(chuàng)新的前提。”有疑問,才能有思考。在數(shù)學教學中,我引導學生對已有的知識和經(jīng)驗進行重組,常常會探索出新的知識,提出新的問題,鼓勵學生不斷設疑,釋疑,能對所觀察的對象大膽提出疑問,通過細心探索調(diào)動學生積極參與思維活動,從而激發(fā)了同學們的逆向思維興趣。
一個較有深度的數(shù)學問題的解決,總受一些條件或關(guān)系的制約,要探索問題的解決途徑,必須挖掘問題的前提條件和求解結(jié)論中蘊含的各種隱性條件和關(guān)系,隱性結(jié)論和隱性關(guān)系是學生學習中的疑點,也是教師教學中的難點。例如:化簡。受定式思維影響,學生一般會進行分母有理化,這樣解題不僅很煩瑣,而且極易出現(xiàn)錯誤。那么學生就會提出疑問:是否有更簡單的解題方法呢?這就需要引導學生提出問題:題中a,b的取值范圍是什么?題中的a,b是否可以換一個表示方法?于是,經(jīng)過學生之間的討論,發(fā)現(xiàn)逆用平方差公式和完全平方公式可以解決:
在數(shù)學教學中,要引導學生善于提出問題,進而提出解決問題的方法,引導學生把有待解決的問題通過某種轉(zhuǎn)化過程,歸結(jié)到比較容易解決的問題中去。
逆向思維在代數(shù)中的運用比較廣。首先,由于代數(shù)中有許多公式,這就涉及公式的逆用了;其次,分析法在代數(shù)解題及證明上也有很大的作用,反證法也稍有涉及。
1.公式的逆用考驗了學生對公式掌握的程度以及運用公式的靈活性。經(jīng)常做此類題目能使學生充分理解并靈活運用它,訓練思維的敏捷性。
2.反證法就是先假設命題不成立,然后通過推論,由這個假設得到與已知條件互相矛盾的結(jié)論,使假設不成立。有些題型用正向思維無從下手,但一運用逆向思維就迎刃而解。
分析:如果用正向思維思考,就不知從哪里下手來解這道題了。但如果換一個角度,從命題的反面思考,即證明可以分解因式,那么這個問題就比較簡單了。首先,我們假設這個式子能分解成兩個一次因式的積,則
比較等式兩端的對應項系數(shù),得a=0,b=0,ab=2。
上述結(jié)果互相矛盾,說明所假設的待定系數(shù)a和b的值實際上是不存在的,因此不能分解成兩個一次因式的積。
當學生努力從正向思維去理解某個定理或法則時,往往會出現(xiàn)“山窮水盡”的困境,而從逆向思維去思考的時候,很有可能會“柳暗花明”,眼前一片開闊。
逆向思維思考問題的思路方向是相反的。實踐研究表明,對某些問題采用逆向思維,常可以取得事半功倍的效果。在教學中要積極引進分析法,按照“執(zhí)果索因”的思路,引導學生在應用可逆的過程中培養(yǎng)逆向思維能力。逆向思維中常用的一種方法是反“客”為“主”,合理運用這種方法往往會達到意想不到的效果。
例如:已知關(guān)于x的方程:x3-ax2-2ax+a2-1=0,有且只有一個實數(shù)根,求實數(shù)a的取值范圍。
關(guān)于x的三次方程屬于高次方程,一般用換元法或因式分解法來達到降次的目的,但這個方法已經(jīng)超出了初中數(shù)學的知識范圍,因此需要另辟蹊徑,找到一種在所學知識范圍內(nèi)的解題方法??梢园炎帜竌看做主元,則方程可化為:a2-(x2+2x)a+x3-1=0的形式,因式分解得:
[a-(x-1)][a-(x2+x+1)]=0,
解得:a1=x-1,a2=x2+x+1。
因為已知關(guān)于x的方程有且只有一個實數(shù)根,所以a2=x2+x+1必須無解,即1-4(1-a)<0,故為所求的解。
此題采用逆向思維,不但可以避開高次方程這類初中生所不熟悉的方程的求解過程,而且能簡潔、巧妙地求出實數(shù)a的取值范圍。
在習題的訓練中加強反例訓練也可以加強逆向思維的培養(yǎng),讓學生學會構(gòu)造反例能加深對定義和公式的理解,可以鍛煉思維能力。從多角度進行思維運動,對逆向思維的培養(yǎng)大有裨益。
綜上所述,在數(shù)學教學中培養(yǎng)學生的逆向思維能力,要注意思維的特點和知識;要注意首先確定學生原有的知識結(jié)構(gòu)和認知水平,并且將其作為學生同化新知識和發(fā)展逆向思維能力的基礎;要創(chuàng)設最優(yōu)化教學情境,使學生充分表現(xiàn)他們的潛能,在潛移默化中發(fā)展逆向思維能力。
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