郭文珠
(江西省南昌現(xiàn)代外國語象湖學校,江西 南昌 330200)
數(shù)學思維研究是數(shù)學教學領域中比較活躍的課題,學者們對數(shù)學思維的內(nèi)涵有不同的看法。數(shù)學是研究數(shù)與形的科學,思維是人腦對客觀事物的概括反映,數(shù)學思維則是以數(shù)與形為對象,通過判斷推理解決問題,從而揭示對象聯(lián)系的思維。
數(shù)學思維品質(zhì)主要表現(xiàn)在思維的深刻性、廣闊性、靈活性、批判性、創(chuàng)造性等方面。數(shù)學思維的深刻性是指思維的深度,表現(xiàn)為,能細致地分析和洞察問題的關鍵本質(zhì)屬性,克服思維的表面化,在教學中應重視概念的形成。數(shù)學思維的廣闊性集中表現(xiàn)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(shù)學思維品質(zhì)相互聯(lián)系,廣闊性與靈活性彼此制約,深刻性是品質(zhì)的基礎,必須全面發(fā)展數(shù)學思維的各個品質(zhì)。
數(shù)學思維方式可以按不同標準分類,根據(jù)思維方向分為正向思維與逆向思維,根據(jù)思維結(jié)果分為創(chuàng)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(shù)學思維是演繹的科學,演繹思維是從原理推理出個別結(jié)論。在初中幾何中,證明定理離不開演繹推理。主要的創(chuàng)造性思維包括歸納思維、類比思維、求異思維。在數(shù)學教學中,教師偏重學生演繹性思維、創(chuàng)造性思維的培養(yǎng),有利于發(fā)展學生的創(chuàng)造力。
在初中數(shù)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(jié)構的限制,得出結(jié)論后直接承認并應用,如有理數(shù)的運算法則,是從個例歸納推理出一般規(guī)律。探索解決問題時常運用歸納思維。培養(yǎng)歸納思維的素材有很多,數(shù)學思維教學要與培養(yǎng)歸納思維相結(jié)合。
數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)學中有大量的命題和法則。通過實驗測量計算,體現(xiàn)具體圖形數(shù)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(jié)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(shù)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(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力。類比的途徑包括概念的類比、數(shù)與形的類比、有限數(shù)量關系與無限數(shù)量關系的類比等。
數(shù)學概念是基礎知識的核心內(nèi)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(chuàng)設問題情境進行類比,得出相同的性質(zhì),從而幫助自己更好地理解概念的本質(zhì)。如在教學中心對稱內(nèi)容時,它與已經(jīng)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(qū)分新舊知識,在辨析中更好地認知新概念。初中數(shù)學中可以類比的概念有很多,如一元二次方程與二次函數(shù)的概念等。
為使學生分清平行四邊形的知識結(jié)構關系,引導學生分析其性質(zhì),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(qū)別,直觀呈現(xiàn)其性質(zhì)特征及內(nèi)在聯(lián)系。等式與方程的基本性質(zhì)存在許多相似屬性,以原有經(jīng)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(shù)學教材中,有很多體現(xiàn)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(yǎng)學生的逆向思維。同時,數(shù)學教材中還存在大量的互逆概念,可以先正后逆結(jié)合講解,引導學生發(fā)掘互逆因素,避免學生對相似概念產(chǎn)生混淆,進而培養(yǎng)學生逆向思維。
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(shù)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(shù)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(shù)學中,逆用公式的例子很多,教師必須注重培養(yǎng)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(zhì)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(xiàn)數(shù)形聯(lián)系等。初中數(shù)學教學中有很多互逆定理,如中垂線性質(zhì)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(xiàn)思維的廣闊性。在初中數(shù)學思維教學中,教師可以在概念變式與問題解決中培養(yǎng)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(zhì),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(yǎng)學生的求異思維。
教師通過創(chuàng)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(zhì)有更深刻的理解。一題多解是同一數(shù)學問題采用多種方法分析解決問題、總結(jié)規(guī)律,體現(xiàn)了數(shù)學與思維的廣闊性,可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維。
本文從數(shù)學思維的分類中總結(jié)出初中數(shù)學教學中蘊含的創(chuàng)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(yǎng),探究如何進行教學處理,分析培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維的途徑,以此為一線教師進行數(shù)學思維教學提供有益參考。