張網(wǎng)軍
摘 要:高中數(shù)學課程應注意提高學生的數(shù)學思維能力,發(fā)展學生的創(chuàng)新意識,這是數(shù)學教育的基本目標之一. 要有創(chuàng)新意識,就必須擁有創(chuàng)造性思維,在數(shù)學教學中如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維能力?通過閱讀李嘉曾《創(chuàng)造魅力》一書,并結(jié)合自己平時教學案例,筆者發(fā)現(xiàn)采用一題多解、多題一解和一題多變的教學方式,有助于產(chǎn)生創(chuàng)造性思維成果.
關(guān)鍵詞:思維;創(chuàng)造性;數(shù)學
數(shù)學是思維的科學,是訓練思維、增長智慧的,是聰明學. 《普通高中數(shù)學課程標準》中強調(diào)高中數(shù)學課程應力求通過各種不同形式的自主學習、探索活動,讓學生體驗數(shù)學發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造的歷程,發(fā)展他們的創(chuàng)新意識. 要有創(chuàng)新意識,就必須擁有創(chuàng)造性思維,那么何為創(chuàng)造性思維?展開怎樣的思路,運用怎樣的思想方法,才有助于大量產(chǎn)生創(chuàng)造性的思維成果呢?這些問題值得每位教者認真思考.
李嘉曾的《創(chuàng)造的魅力》一書中指出:“人的思維有三種基本形式,它們是抽象思維、形象思維和靈感思維.” 而創(chuàng)造性思維是指能夠產(chǎn)生前所未有的新結(jié)果,達到新的認識水平的思維. 創(chuàng)造性思維具有新穎性、非重復性和超越性等本質(zhì)屬性. 因此任何一種思維的基本形式都可能產(chǎn)生創(chuàng)造性思維的結(jié)果,創(chuàng)造性是對思維內(nèi)容的評價. 根據(jù)創(chuàng)造性的基本原理和許多成功者的經(jīng)驗總結(jié),發(fā)散思維與集中思維結(jié)合、求同思維與求異思維結(jié)合、正向思維與逆向思維結(jié)合等對立統(tǒng)一的辯證思路,是開展創(chuàng)造性思維的有效途徑. 這里筆者結(jié)合數(shù)學實例談?wù)勗谄綍r教學中如何采用以上三種思維來培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維,從而讓學生逐步形成創(chuàng)新意識.
[?] 發(fā)散思維與集中思維結(jié)合
“條條大路通羅馬”形象地說明了一種有效的思維方法:發(fā)散思維. 發(fā)散思維是從一點出發(fā),向各個不同方向輻射,產(chǎn)生大量不同設(shè)想的思維. 發(fā)散思維具有多方向、多渠道、多層次的開放性特征,亦稱擴散思維或輻射思維.
點評:方法1從結(jié)論出發(fā),將條件兩邊平方,然后比較+與1的大小,采用作差法,考慮問題直接,思路也自然. 方法2在sinα與cosα的影響下,注意到“1”的變換,也是我們平常所強調(diào)的重要轉(zhuǎn)化方法. 方法3直接從基本不等式出發(fā),巧妙地證明. 方法4從三角的角度利用輔助角公式asinθ+bcosθ=·sin(θ+φ)及三角函數(shù)的有界性巧妙地加以證明. 方法5數(shù)形結(jié)合是解決數(shù)學問題的重要思想,看到代數(shù)式能聯(lián)想到其幾何意義,從解析幾何角度找到解決問題的突破口. 方法6利用柯西不等式直接加以證明,激發(fā)學習選修的興趣. 一道證明題通過發(fā)散思維作用,竟然想出六種不同的方法,很好地體現(xiàn)數(shù)學思想方法,相信你一定感覺到了發(fā)散思維的奇妙之處了吧!
集中思維是指在分析、綜合、對比等的基礎(chǔ)上推理判斷,從并列因素中作出最佳選擇的思維方式. 在數(shù)學解題過程中經(jīng)常會碰到這樣的情況.
案例2:已知函數(shù)f(x)=log3,x∈(0,+∞),是否存在實數(shù)a,b,使f(x)同時滿足下列兩個條件:①f(x)在(0,1)上是減函數(shù),在[1,+∞)上是增函數(shù);②f(x)有最小值1. 若存在,求出a,b的值;若不存在,請說明理由.
點評:這一問題許多學生首先考慮到用導數(shù)法研究函數(shù)的單調(diào)性,但又不敢往下做,主要是因為函數(shù)表達式有些復雜,求導不方便,于是就卡住了. 但仔細想想,研究函數(shù)的單調(diào)性除導數(shù)外,還有定義法、復合函數(shù)單調(diào)性法、圖象法等,解析1就是用復合函數(shù)單調(diào)性法.然而,細品味導數(shù)法就繁嗎?解析2看上去明顯比解析1要簡潔,不因為看上去復雜就不動筆做,堅持做下去才有收獲. 解決函數(shù)單調(diào)性方法很多,經(jīng)過多角度、全方位的分析思考,最終還是通性通法——導數(shù)法最簡潔.
[?] 求同思維與求異思維結(jié)合
世間事物是千變?nèi)f化的,也是相互聯(lián)系的.有變化就有異,有聯(lián)系就有同.同和異是對立統(tǒng)一的一組矛盾. 同中有異,異中有同,求同思維與求異思維相結(jié)合將幫助我們排憂解難,不斷有所突破,有所創(chuàng)新.
求同思維是指在不同事物(現(xiàn)象)之間尋找相同之處的思維方法,也就是透過現(xiàn)象看出事物之間的本質(zhì)聯(lián)系,并且利用這種本質(zhì)聯(lián)系獲取新的認識,產(chǎn)生創(chuàng)造性的思維成果.
案例3:觀察如下一組試題:
點評:以上三個問題背景雖不同(函數(shù)、三角、解幾),高三教師在復習時都有很多的解題方法,但仔細品味,其實它們都涉及對二次三項式的處理. 抓住了這一點,就能從本質(zhì)上掌握這一類問題的解決方法. 將一些“相似”甚至看似“聯(lián)系不大”的不同領(lǐng)域(如函數(shù)、三角、解幾、不等式等)的題目進行簡化、抽象,并對其進行系統(tǒng)地歸納、概括,從中抽出具有共性即共同的解題規(guī)律性的東西,并進一步提升,形成分析、解決問題統(tǒng)一的思維模式——求同思維.
求異思維是從同類事物(現(xiàn)象)中尋找差異的思維方法,在此基礎(chǔ)上通過不同的方向、不同的角度,多途徑地探索客觀真理和問題的答案.
案例4:對等差數(shù)列前n項的和Sn=的認識.
數(shù)學學習中會碰到許多公式,如果教師在公式學習和使用上不能講解到位,往往給學生學習帶來很大的障礙. 對于一個公式,我們要做到正用、逆用和活用,這樣才能說真正理解到位. 等差數(shù)列前n項的和Sn形式很多,如:
Sn====n·a中,
點評:這一組問題針對等差數(shù)列前n項和Sn各種不同形式而設(shè)計,可以多角度、深刻地理解和掌握等差數(shù)列前n項和的公式.
[?] 正向思維與逆向思維結(jié)合
思維的方向是一個形象化的比喻.思維并不是矢量,當然談不上方向的概念. 然而,為了便于討論和研究,我們把人開展思維時的趨勢或思路比作方向,以此來探討內(nèi)在的規(guī)律和有效的方法.
正向思維即分析解決問題的思維策略模式的探索與構(gòu)建,是直接的,正方向的,盡情地,發(fā)散的,而且往往是針對一個具體問題的.
案例5:已知兩點A(3,0),B(0,3),拋物線C的方程是y=-x2+mx+1,拋物線C與線段AB有且只有一個公共交點,試求實數(shù)m的取值范圍.
解析1:拋物線C與線段AB有且只有一個公共交點
當正向思維的思路和方法均難奏效,直接證法達不到目的時,可考慮逆向思維. 逆向思維是不按常規(guī)思路,與正常思路相反,或與問題常見解法相違的思維特征,往往同正向思維相反,是一種非常規(guī)思維方式. 數(shù)學中的反證法、補集法和變換主元法均是常見的逆向思維解題方法.
案例6:若下列方程:x2+4ax-4a+3=0,x2+(a-1)x+a2=0,x2+2ax-2a=0中至少有一個方程有實根,求實數(shù)a的取值范圍.
分析:該問題若正向思考,包括如下三類情況:①只有一個方程有實根,有3種情況;②只有兩個方程有實根,有3種情況;③三個方程都有實根,有1種情況. 因而,問題就顯得較為復雜,不易弄清. 若逆向思考,“三個方程中至少有一個方程有實根”的否定是“三個方程都無實根”,則問題一下子就解決了,這就是正難則反的思想.
解析:若三個方程都無實根,則