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数学创新思维的培养

时间:2022-02-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:变式训练可以增加大脑中思维的内在模式,促使知识广泛正迁移,有利于发展数学思维能力。在创造性思维过程中,发散思维起主导作用,是创造性思维的核心。在数学教学中培养创造性思维,应把着眼点放在引导学生在解决问

第四节 数学创新思维的培养

数学教学的核心是发展学生的数学思维能力。因此数学教学不能仅仅停留在传授知识上,而应进一步围绕数学思维能力的基本特征,认真对学生的数学思维进行培养,大力提高学生的思维水平。如何对学生的数学思维进行培养呢?我们应从对学生的思维训练人手。那么如何抓好思维训练?关键是抓住思维训练的内容、类型、水平与层次,训练思维的敏捷性、独立性和逻辑性,排除思维定势的障碍,使学生思维流畅。下面介绍常用的思维训练方法。

一、实验演示,启迪思维

“实验演示”指的是学生在教师设计的情境下进行实验,通过直观形象自己发现真理和论证思路。训练学生从实验的教学材料中启迪思维,并迅速抓住对象的共同的本质属性,同时加以抽象形成概念或归纳出规律。

加强实验,使学生通过感知和想象,对抽象的东西,在头脑中建立起鲜明而确定的形象。实验的直观性,是为了促进学生的自觉思维,启发学生经过逻辑思维,逐步揭露事物的本质属性和内在联系,从而达到抽象思维,即深刻理解。加强直观性教学,有利于调动学生学习中的心理成分,对提高学生的思维能力效果极佳。

二、观察联想,活跃思维

所谓“观察联想”就是让学生在观察图形、算式时展开联想,找到解决问题的思路。学生思维呆滞,常反映在不能通过思考和探索去寻找解题思路上。克服思维呆滞性的途径是训练学生观察联想,活跃学生的思维,培养思维的灵活性。观察联想的方法有:

1.定向联想:有预定的目的,以达到某一目标为方向的联想。

2.接近联想:为求把观察同直接或间接接触的事物相联系,并通过想象寻找它们的相同点。

3.类似联想:即以性质接近,形状相似的同类内容联想,可以给人们以很大的启发。

4.对比联想:即对具有相反特点的事物作比较联想。

三、类比发现,激励思维

所谓“类比发现”就是鼓励学生考虑问题时,比比想想,在思维中确定所研究对象的相同点和不同点,以此加深对问题的理解,发现所研究对象的实质。如一元二次不等式与一元二次方程在形式上有很多相似的地方,因此在一元二次不等式的教学中类比一元二次方程的形式、概念、解法可收到较好的效果。一元二次不等式的解法和一元二次方程有许多类似之处,如都要运用因式分解、配方、求根公式法等方法(就是求同),然后由于所讨论的是不等式,最终所得的解是与两根有关的一个确定的范围,是一个不等式(就是求异)。显然,学生通过这样的类比,激励思维.一元二次不等式的求解就容易掌握了。

从图形相似的同类内容相比,类比异同,从中发现联系,抓住实质进行分析,以提高解题技巧。

有些几何命题或它们的图形之间有某些联系或相似之处,通过类比,往往能由一题的解法启发另一题的思路。对图形仔细观察分析,发现相似之处,从中找出一些联系,往往能启发思路.获得解题途径。这样做一题,贯通几题,解决一类,学生的智力得到发展,能力得到培养。

运用“类比”的方法进行思维训练,要从教材和学生的实际出发,通过铺垫伏笔创设“最近发展区”,以激励通向“现实发展区”的联想和跃迁。如讲分式的定义和性质时,从分数的定义和性质想起,抽象的问题可从类似的具体问题想起等,可激励思维不断发展,增加思维的灵活性。

四、反向练习,进行逆向思维训练

所谓“逆向思维”,就是“反其道而行之”,即从反面想问题的思路。当你左思右想不得其解时,不妨从反面(相反的属、相反的状态、相反的过程)思考一下,有时反而茅塞顿开,收到意想不到的效果。逆向思维可以使人们突破传统的“思维定势”,开拓科学的新领域,结出丰硕的创造之果。逆向思维不仅可以加深对原有知识的理解,而且还能发现一些新的问题,引起学生的兴趣与思考。

如何进行逆向思维训练?一是在概念教学中注意反方向的思考;二是重视逆定理和公式逆用的教学;三是强调某些基本数学方法的逆用。由正向思维向逆向思维,对能力差的中学生来说,是深感困难的,对他们建立逆向思维是特殊的任务。要加强训练,先讲正向变形,在正向变形训练到较为熟悉后,再转向逆向使用公式训练。只讲单向,造成的弊端是思维上的“半导体”,对于重点和难点的公式,教材只讲正向使用,为了使学生深入理解,灵活运用,要补充逆向联结训练。

五、变式训练,深化思维

所谓“变式”就是变换问题的条件和结论,变换问题的形式,教学中对于数学的概念、法则、定理、公式、题目等从变换思维角度去联想去推广,不但可以培养学生的创造性思维能力,且能将知识深入,提高学生分析问题、解决问题的能力。现列出几种常用的方法:

1.变换问题的形式和内容。对于同样的数量关系和逻辑关系,常可表现为不同的形式,我们掌握了这种关系后,可以编出与这种关系相同而表达形式不同的问题。

2.保留条件,深化结论。对于现有的题目,挖掘更深层次的结论,在现在的结论基础上,追问是否可以推到更深的结论;或者是在当前条件下,增加一个已知,再增加一个求证的结论。

3.保留结论,减弱条件。对于当前题目,考虑是否由比较弱、少的条件就能得到结论,即把条件设置到最小化,以加强对条件和结论之间联系的认识。

4.“变换”思维角度去联想、去推广。通过“变式”使一个问题与有关问题联系起来,从而使问题层层深入,思维不断深化,可以使学生真正辨清概念、理解题意;可以提高训练效率,节约教学时间。变式训练可以增加大脑中思维的内在模式,促使知识广泛正迁移,有利于发展数学思维能力。

六、多向思考,广开思路

多向思考即多向思维,是指认识主体(即认知者本人)考察、审视思维客体(即认知对象),从不同角度、全方位地考虑问题,且思维要力求灵活、变通、广开思路。为提高学生分析问题和解决问题的能力,必须改善和提高学生思维艺术,变单向思考为多向思考。训练学生的多向思维品质,教学中要引导学生从不同的角度、不同的方向探索解决问题的思路,增强思维起点和思维过程的灵活性,抓好各部分知识之间和各种方法之间的联系,做到“一题多变”“一题多解”等。

教师在教学中要善于引导学生从正向、逆向、横向、纵向等去探索问题,精心联想、广开思路、有的放矢地转化解题方法,即从一条途径转化为另一条途径,变单向思维为多向思维。

七、质疑问难

质疑问难是培养“创造性思维”所不可少的手段。所谓“创造性思维”是指认识史上第一次产生的、前所未有的、具有一定社会意义的思维活动。创造性思维的特征是新奇独特,别出心裁,突破常规,不落俗套或几方面兼而有之。概括起来即探索、进攻、突破、创新。在创造性思维过程中,发散思维起主导作用,是创造性思维的核心。唯有“发散”,才能获得各种可供分析、综合的信息,以便对问题进行全面、深入的研究;唯有“发散”,才能多角度、多层次地从不同方向去思考,使学生在亲身的探索中掌握知识间的内在联系,深刻地理解知识、巩固知识和灵活地运用知识,培养学生创造性思维能力。

在数学教学中培养创造性思维,应把着眼点放在引导学生在解决问题和探索各种规律性时,在已知领域中有所创新,在未知领域中有所发现或突破。在中学数学教学中,培养数学创造性思维的具体措施有如下诸方面。

1.培养勇于探索的精神。勇于探索的精神是数学创造性思维的前提。要培养学生勇于探索的精神,就应为学生创造良好的探索环境。比如教师要鼓励学生“敢于质疑问难”“寻根问底”。

2.探索关键。教师要敢于放手让学生亲自探索知识的形成过程。要把探索引导到关键问题或主要结论方面。在探索前或探索中教师要引导学生的思维方向,启发学生独立思考。要常用提问质疑,让学生带着问题追根究底,把数学知识的形成过程,转化为学生的思维活动。

3.加强发散思维的训练。所谓发散思维是一种不依常规,寻求变异从多方面寻求答案的思维方式。其主要功能是开阔思路,求异创新。如一题多解,就是多方面寻求问题的不同解法,殊途同归。

一般说来,数学上的新思想、新理论和新方法往往来源于发散思维。可见,加强发散思维的训练,确是培养学生数学创造性思维的中心环节。

八、鼓励猜想

猜想是一种直觉思维。猜想能够创造科学。因而教师要精心设计问题情境激起学生强烈的猜想愿望。猜想有正确的,也有错误的。应该提倡并且鼓励学生猜想,猜想错了也无妨,错误的猜想往往成为正确猜想的先导,解数学题中运用猜想,可以猜想解题的结果,猜想解题思路和方法,猜想与联想和类比紧密联系着,联想和类比往往是猜想的先导或基础,启发着猜想。常用的猜想方法有:

1.引导学生进行小范围的探索活动,创设适当的问题情境,让学生有充分的准备时间进行猜想。

2.利用发散性题目,如编写信息不完全或信息多余的题目,结论不定或没有提出问题的开放型题目,有利于培养学生的猜想热情。

3.改变题目或引申发展等,以增加猜想的因素。

4.迁移猜想。由一元一次方程解法可以迁移猜想到一元一次不等式的解法;由二元一次方程组的解法,可以迁移猜想到三元一次方程组的解法;由一元一次方程的定义,可以迁移猜想到一元二次方程、二元一次方程、三元一次方程的定义。

5.观察分析猜想。如因式分解、图形性质都可由观察分析因式、图形而猜想出解题方法和结果。

猜想思维,它是人类各种思维活动中最宝贵的思维形式。有了这种思维,人类社会才能不断向前发展。

九、引导归纳

归纳思维模式是加拿大课程理论学家塔芭女士提出的,是为了提高学生处理信息的能力而设计的。她认为要教会学生确认和列举与问题有关的资料,从相似性为基础对资料的项目进行分类,对这些类别形成范畴。归纳思维的过程不仅包括集中利用信息来解决问题,还包括创造性的加工信息,加强归纳思维训练的方法有:

1.归纳、推广。要从学生能够了解的实际事例或已有的知识出发,积极启发、引导学生进行归纳、演绎、分析、综合、抽象、推广,在中学数学教学中应该注重归纳、推广能力的培养。让学生将一些办、所能及的问题归纳、推广是大有益处且切实可行的。

2.归纳小结。每节课所学的知识,引导学生把知识归纳小结,纳入知识结构中。其形式应根据内容可采取列表或图解或图文形式。

3.归纳解题方法。例如,由定理“三角形任何两边的和大于第三边”推论出,推论1:“三角形任何两边的差小于第三边”,由上述定理及推论1不难得到推论2:“三角形任何一边大于另两边之差,小于另两边之和”。将这两个推论介绍给学生,有利于培养学生的归纳思维,有利于培养学生的概括能力和逻辑推理能力。

十、模拟换位

也称“换位思维”,就是当自己的思维策略受挫时,不妨模拟别人的思维角度,把自己由主体地位放至客体地位,重建思维顺序,理顺思维关系,也可使问题得以解决。

有些数学题,仅从某个固定角度思考,往往一筹莫展,这时可运用换位思维的方法改变一下思考角度。

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