初中数学中逆向思维
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浅议初中数学中的逆向思维
摘要:逆向思维有时在数学教学中能起到事半功倍的效果。应用逆向思维要常常培养学生逆向思维的兴趣,加强逆向思维的培养和训练,在分析归纳总结中不断深化逆向思维,从而利用逆向思维很好地解决数学问题。
关键词:逆向思维兴趣培养训练深化
传统的初中数学教学多数是以正向思维为主,但逆向思维有时在教学中也能起到事半功倍的效果。逆向思维能引导学生摆脱机械的正向思维的习惯,能使学生豁然开朗,对新知识产生一个飞跃,从而达到对数学知识技能的正迁移,使“分析和综合”过程有机结合起来,能使学生对知识的理解既深刻又全面,能激活学生思维的灵活性和创造性,能使数学教学达到良好的效果。应用逆向思维应注意以下几点:
一、培养学生逆向思维的兴趣
数学本身就是一门比较枯燥乏味的科学,初中学生很多对数学产生畏难情绪,对一个数学问题思考不出来时,教师应该鼓励学生换一个角度去思考。其实,对于某些问题,尤其是一些特殊问题,从结论往回推,倒过来思考,从求解回到已知条件,反过去想或许会使问题简单化,使解决它变得轻而易举,甚至因此而有所发现,创造出惊天动地的奇迹来,这就是逆向思维和它的魅力。
1.通过讲解故事培养兴趣
在教学过程中教师要慢慢培养学生对逆向思维的兴趣,学生只有
对逆向思维感兴趣,注意力集中,观察敏锐,思维敏锐而丰富,激发和强化逆向思维应用,从而调动学习的积极性。激发兴趣可以从学生都熟悉的实例故事引导。例如“司马光砸缸”的故事人人皆知,有个小孩落水了,常规的思维模式是“救人离水”,可这些小孩能力有限无法办到,而司马光面对紧急险情,运用了逆向思维,果断地用石头把缸砸破,“让水离人”,救了小伙伴性命。这样的实例很多。
2.通过公式的应用培养兴趣
二、在学习过程中加强逆向思维的培养和锻炼
1.逆向思维的培养
学生在长期的正向思维模式的训练下,往往形成思维定式,但数学中有很多问题应用正向思维很难解决,这时就体现出了逆向思维的价值,所以我们要在教学过程中加强逆向思维的培养。首先从公式、法则的逆运算入手,正确判断它的逆命题是否正确。例如:平方差公式a2-b2=(a+b)(a-b);完全平方公式a2±2ab+b2=(a±b)2它们的逆运算都是正确的,这样的公式很多,但也有很多命题的逆命题不正确,如“若a=b则a2=b2”是真命题;而它的逆命题“若a2=b2则a=b”是假命题。其次,在进行可逆性公式的教学中,应启发学生注意其“正向”“逆向”的差别,推导过程中逻辑依据的异同,以及各式成立的条件异同,使学生领悟其实质。例如:在教=a的应用时,可设计这样的两道训练题:(1)若=a-1,则a的取值范围是什么?(2)若=1-a,则a的取值范围是什么?这样通过思
维过程的双向连结,才能对公式透彻的理解和应用。
2.反证法
反证法是逆向思维的典型方法。反证法证明一个命题的步骤是:(1)假设原命题的结论不成立;
(2)根据假设进行推理,结果出现下列情况:与已知条件矛盾或与公理或定理等矛盾;
(3)原来的假设“结论不成立”是错误的,从而肯定原来命题的结论是正确的。
用反证法证明命题实际上是这样一个思维过程:我们假设“原结论不成立”,原结论一不成立就会与已知条件矛盾;与公理或定理等相矛盾;这个矛盾是怎么产生的呢?推理没有错误,已知条件、公理或定理没有错误,这样一来,唯一有错误的地方就是一开始的假定。“结论不成立”与“结论成立”必然有一个正确。既然“结论不成立”有错误,就肯定结论必然成立了。反证法能很好地解决从正面不好解决的问题。
例如,反证法证明:圆的两条不是直径的相交弦不能互相平分。假设圆的两条不是直径的相交弦可以互相平分。
⊙o中,弦ab与弦cd相交与点p,且ap=bp,cp=dp,连结op,∵ap=bp,∴op⊥ab,(平分弦的直径垂直于弦)
同理∵cp=dp,∴op⊥cd,这样,过点p就有ab与cd两条不同的直线与op垂直,这与“过一点有且只有一条直线与已知直线垂直”的定理相矛盾,所以,假设错误。因此,原命题成立!即:圆
的两条不是直径的相交弦不能互相平分。
3.巧用反例
学习数学的过程中时刻伴随着猜想、假设,但大胆的假设、猜想往往不一定正确,但从正面去推翻它又很难,这时我们可以通过举反例的方法,轻松地就能将它推翻,既避免了浪费精力和时间,又能轻松地解决问题。正如一位数学家说的:“数学是由两大类——证明和反例组成。”肯定一个命题必须在题设条件下,对所有可能情况证明推断,而否定一个命题时,只要举一个符合题设条件而结论不成立的例子,即举一个反例即可。例如:“有两边及其中一边所对角对应相等的两个三角形全等”就可以通过举一个反例从而否定原命题。再如:“矩形的对角线相等”的逆命题“对角线相等的四边形是矩形”可以列举“等腰梯形”这个反例加以否定其逆命题。在教学中这样的实例屡见不鲜,能达到事半功倍的奇效。
三、促进学生在学习中灵活应用,在归纳总结中深化逆向思维
分析法和综合法相逆,正是逆向思维的典型体现,它和综合法相反相成,而且为分析问题、解决问题开创了一条成功的证明、判断之路。分析的步骤一般从结论出发,一步一步上溯到题设,这个过程与板书过程完全相反,在平时的教学中,我们应帮助学生学会分析问题,结合教材选准突破口,强化学生逆向思维的训练。在通过大量的训练后引导学生总结,发现彼此间的互逆特征,这样既可加深对所学知识的理解,又能帮助学生把握教材,开拓学生思维空间,激起学生的求知欲。在初中数学中存在很多的互逆关系,如因式分
解和整式乘法在知识结构上互逆、求代数式的值和解方程互逆、几何中“性质定理”和“判定定理”互逆等等。
总之,在教学中要把握好教材,根据学情选准突破口,灵活运用尝试、类比、归纳等方法全面提高学生的素质;当然在逆向思维教学中还应注意学生的层次,首先必须有扎实的基础知识和基本技能为前提,同时拥有丰富的数学思想,才能从多个角度去分析问题、解决问题,才能很好地应用逆向思维去解决问题。
作者单位:江苏沛县魏庙中学