中学数学创造性思维的培养策略
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中学数学创造性思维的培养策略
我国的教育目标明确提出使学生在德、智、体、美、劳得到全面发展。
智育的核心在于一个人的思维能力,而数学学科本身恰能最有效地促进人的思维能力。
如何通过数学教学来发展学生的创造性思维、培养创新意识已成为当今中学数学教学中的一个热门话题。
在数学教学中培养学生创造性思维的策略如下:
一、加强发散思维能力训练,培养学生的创造性想象能力
发散思维是一种展开性的思维方式,它是根据已知信息,从不同角度,向着不同方向思考,从多方面去寻求问题的多种解答或提出新的见解。
发散思维的最大特点是不受常规和旧有习惯的束缚,能从新的角度提出新的问题,产生新的信息,解答问题别具一格,这本身就是一种重要的创造性思维。
根据发散思维的特点,在数学教学中进行发散思维训练,首先应注意发掘“发散”的因素,辩证地处理好“发散”与“集中”的关系;其次是应鼓励学生积极探索,大胆地提出新颖的见解。
在解题训练中,加强一题多解、一题多变、一图多画的练习,是进行发散思维训练的有效措施。
例1:一轮船在两码头间航行,顺流需要4小时,逆流需要5小时。
已知水流的速度是每小时2公里,求两码头间的距离。
解法一:设两码头的距离为x公里,则根据题意可得
-2=+2
解得x=80
答:略。
解法二:设轮船在静水中的时速为x公里,依题意可得4(x+2)=5(x-2)
解得x=18
∴4(x+2)=4(18+2)=80(公里)
答:略。
解法三:设轮船顺流的时速为x公里,依题意得
4x=5(x-2-2)
解得x=20
∴4x=4×20=80(公里)
答:略。
解法四:设轮船逆流的时速为x公里,依题意可得
5x=4(x+2+2)
解得x=16
∴5x=5×16=80(公里)
答:略。
二、在数学教学中培养学生的直觉思维
数学直觉思维是人脑对数学对象及其结构的一种迅速
的识别、直接的理解、综合的判断,是数学的洞察力。
直觉思维的过程是人们以已有的知识经验为根据,对所研究的问题提出猜测和假设的过程。
培养学生的直觉思维时,主要从下面的两个方面入手:
1、培养学生的整体思维意识,以提高直觉判断能力
这就是说,要忽略认识对象的非本质的属性,从而直接触及其实质,以期对认识的对象有一个迅速的、直接的、总体的把握,属于一个直觉认识的过程。
因而,加强整体思维意识是培养学生数学直觉思维能力的有效途径之一。
例2:已知三棱锥的三个侧面两两互相垂直,它们的侧
面积分别是6,4和3平方米,求此三棱锥的体积。
分析:如图1所示,设三棱锥S-ABC的三条侧棱SA、SB、SC分别为x、y、z米,由题意不难推出三条侧棱也两两互相垂直,所以,三个侧面的面积分别为xy、yz、zx平方米。
依题意可得三个方程:
xy=6,yz=4,zx=3
一般的常规思维是立刻列出方程组解出x,y,z。
而此
时从培养学生的整体思维能力出发,抛弃题目中的细微末节,
而直觉到解决此题的关键是只需确定xyz即可。
因而,我们把上面的三个式子相乘得x2y2z2=242,即xyz=24,所以VS -ABC=VC-ABS=×xyz=4。
这里我们无需分别求出求知数x、y、z的值,而是视xyz 为一个整体,这是由整体思维意识的促成直觉判断的结果。
2、注重中介思维能力训练,提高直觉想象能力
所谓中介思维即是指既有逻辑成份,又有非逻辑成份的思维形式。
中介思维的主要形式是类比和联想。
类比就是根据两个(或两类)对象之间某些方面的相似或相同,从而推断出它们在其它方面的相似或相同的一种逻辑推理方法。
通过类比,迅速建构数学模型,将大脑中贮存的知识信息进行加工,形成思维组块,从而启迪思维,促使直觉产生。
例3:甲、乙两队各出7名队员,按事先排好的顺序出场参加围棋擂台赛,双方先由1号队员比赛,负者被淘汰,胜者再与负方2号队员比赛……直到有一方队员全部被淘汰为止,另一方获得胜利,形成一种比赛过程。
那么,所有可能出现的比赛过程的种数有几种?
分析:如果思考滞留在棋赛的各种胜负情况的考察上,那么思路无法展开。
如果能通过类比,迅速直觉到一个数学模型:甲方获胜,则必胜7场,用7个“+”号表示。
该方最多只能负6场,用6个“-”号表示。
从而形成了一个排
列组合中的一排13个空格内画上7个“+”号的画法有多少种的问题了,继而得到甲方取胜有C种可能出现的比赛过程;同时乙方取胜也有C种可能出现的比赛过程。
因而,此题的答案即为:可能出现的比赛过程有2C种。
联想是由一个事物想到与其相关联的另一个事物的思维过程,是一种由此及彼的思维方法。
联想的关键在于认识事物之间的联系,联想比类比具有更多的直觉成份。
在具体的数学题型中,我们能更直观地看到通过培养联想能力,促进思维迁移,进而启发直觉以达到培养直觉思维能力。
例4:已知x,y,z均为正数,求证:+>。
分析:此题的常规作法是运用两边平方的代数运算进行证明,过程机械繁复,此时,为达到培养学生直觉思维,则可以启发学生抓住上述不等式的特点,联想到三角形两过之和大于第三边,进而构造以,,为三边的三角形(如图2),找到了新的思路。
从三式中x与y、y与z、z与x的对称性(其中每边双均用两次),易联想到过平面上一点O,作OA =x,OB=y,OC=z,且由对称性想到OA、OB、OC三等分一个周角,即∠AOB=∠BOC=∠COA=120°,进而可知△ABC的三条边为:AB=,BC=,CA=。
由△ABC中,AB+BC>AC,结论得证。
上述分析过程是由所要证的不等式关系联想到几何中
的三角形两边之和大于第三边定理;由a2+ab+b2联想到以a,b为边,其夹角为120°,求所作三角形的第三边的平方,进而形成直觉思维进行图形构造,最终简洁、迅速地完成此题的证明。
三、注意数学美的熏陶,锻炼学生的灵感思维能力
数学美是激励灵感思维的魅力。
数学美具有简洁性、对称性、相似性、统一性和奇异性等特点,灵感思维与直觉思维一样,需要扎扎实实地打好基础,点点滴滴地积累学习经验,再加上视野开阔、思路灵活,灵感思维能力就会增强。
例5:已知在四边形ABCD中,AC、BD为其对角线,其中∠ABD=12°,∠ACD=24°,∠DBC=36°,∠ACB=48°,求∠ADB的度数。
分析:此题我们从已知的12°,24°,36°,48°,可以看出它们都是12°的倍数,且构成了一个等差数列,那么,等差数列的下一项应为60°,这个角度在题目中没有出现,由正三角形的完美性,启发我们考虑是否可构造一个等边三角形。
由分析可知:∠ABC=∠ACB=48°,∠BCD=∠BDC =72°,因而有AB=AC,BC=BD,由题目中自身的对称性,启发学生大胆地在△ABC的BC边同侧作等边三角形MBC。
由于AB=AC,BD=BC=CM,∠ABD=∠ACM=72°,
因而可知△ABD≌△ACM,所以∠ADB=∠AMC。
由△MBC
和△ABC完美的对称性,特别是∠BMC=60,立即可知,∠AMC=∠AMB=30°,故所求∠ADB=30°。
上述分析可知,此题求解的关键在于启发学生的审美意识,运用审美意识让学生产生灵感,构造优美的等边三角形,使得题中的隐含条件AB=AC,BD=BC显化在△ABD,△ACM,△ABM的全等关系中,进而使问题得解。
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