摘要:數(shù)學(xué)的內(nèi)在魅力與價(jià)值,在于開發(fā)學(xué)生的智力,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極思維,重視對(duì)學(xué)生高效學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)。讓有效的教學(xué)喚醒沉睡的潛能,充分發(fā)揮數(shù)學(xué)的潛在功能。數(shù)學(xué)能力的核心是思維,而對(duì)學(xué)生進(jìn)行幾何教學(xué),是對(duì)思維訓(xùn)練的進(jìn)一步提升。因此,在幾何教學(xué)中,學(xué)生思維能力的培養(yǎng)顯得極其重要。本文主要論述了運(yùn)用幾何教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,通過優(yōu)化教學(xué)過程、逆向啟發(fā)、情境創(chuàng)設(shè)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、巧設(shè)練習(xí)、知識(shí)擴(kuò)展等有針對(duì)性地提高學(xué)生的思維能力。
關(guān)鍵詞:幾何教學(xué);思維能力;思維特征
幾何是研究空間結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的一門學(xué)科,幾何教學(xué)重在培養(yǎng)學(xué)生的空間思維、邏輯思維,屬抽象思維能力的訓(xùn)練。增加思維訓(xùn)練的科學(xué)性、時(shí)效性是培養(yǎng)學(xué)生形成良好的思維品質(zhì)、嚴(yán)密的邏輯思維能力的重要保證。幾何教學(xué)與學(xué)生的思維能力的培養(yǎng)息息相關(guān),每一道幾何題的解答過程,就是一次最好的思維能力培養(yǎng)的過程。下面,筆者從六個(gè)角度出發(fā)來分析幾何教學(xué)中我們應(yīng)該如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
一、逆向啟發(fā)、誘發(fā)思維,培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)新性
1.培養(yǎng)思維的創(chuàng)新性的方法
創(chuàng)造性表現(xiàn)為創(chuàng)造性的提出問題和創(chuàng)造性的解決問題??梢詮囊韵聨讉€(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性,如:(1)加強(qiáng)學(xué)習(xí)思考的獨(dú)立性,保持好奇心;(2)增強(qiáng)問題意識(shí),在課堂、學(xué)習(xí)中要發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題;(3)注重知識(shí)的縱橫聯(lián)系,在融會(huì)貫通中提煉知識(shí),領(lǐng)悟其中關(guān)鍵、核心和本質(zhì)。
提高學(xué)生幾何解題能力,是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。逆向訓(xùn)練是提高幾何解題能力的一個(gè)手段,正向訓(xùn)練更不能忽視。只有從基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā),交替運(yùn)用正向思維和逆向思維去分析問題,才能大大提高運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)的能力,才能使學(xué)生具有創(chuàng)造性思維的能力。
圖為三個(gè)同心圓形的跑道,跑道寬1米。某人沿每條圓形跑道的中間(虛線所示)各跑了1圈,共3圈。他一共跑了多少米?
分析與解答:
根據(jù)題意,要求某人一共跑了多少米,就是求半徑分別為1.5米、2.5米和3.5米的三個(gè)圓的周長(zhǎng)之和。列式為
3.14×(1.5×2)+3.14×(2.5×2)+3.14×(3.5×2)
=3.14×3+3.14×5+3.14×7
=3.14×(3+5+7)
=3.14×15
=47.1(米)
還可以這樣思考:如果這個(gè)人拿著一個(gè)1米寬的拖把,邊跑邊拖地,他跑了1個(gè)圓圈,就把這一圈的跑道全拖干凈。那么他跑了3個(gè)圓圈,就把這三條圓形跑道全拖干凈了。他共拖了3個(gè)環(huán)形面積的地。這3個(gè)環(huán)形面積的總和是:
3.14×(-)+3.14×(-)+3.14×(-)
=3.14×(-)
=3.14×[(4+1)×(4-1)]
=3.14×15
=47.1(平方米)
當(dāng)然,也可以直接列式:3.14×(-)=47.1(平方米)
因?yàn)榕艿缹?米,這個(gè)人拖完47.1平方米,那么他就前進(jìn)了47.1米。
答:一共跑了47.1米。
如果將題改為跑100個(gè)這樣的圓形跑道,那么用后面介紹的解法計(jì)算他跑步的總長(zhǎng)度,就簡(jiǎn)捷多了。
解法如下:
3.14×(-)
=3.14×(101+1)×(101-1)
=3.14×102×100
=32028(平方米)
因?yàn)榕艿缹?米,所以共跑了32028米。
二、多向探求、滲透劃歸,培養(yǎng)思維的靈活性
1.培養(yǎng)學(xué)生思維靈活性的方法
思維的靈活性是指思維活動(dòng)的反應(yīng)速度和熟練程度,表現(xiàn)為思考問題時(shí)的快速靈活,善于迅速和準(zhǔn)確的做出決定、解決問題??梢詮囊韵聨讉€(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生思維的靈活性,如:(1)熟練掌握基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,熟能生巧;(2)課堂聽講超前思維,搶在教師講解之前進(jìn)行思考,把課堂接受知識(shí)的過程變成思維訓(xùn)練的活動(dòng);(3)幾何教學(xué)中,選取典型試題從不同角度設(shè)問或變更命題條件,能開闊學(xué)生思路,活化學(xué)生思維,是學(xué)生的思維活動(dòng)能根據(jù)客觀條件的變化而變化,這樣就能訓(xùn)練思維的靈活性,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維。
2.在計(jì)算幾何圖形面積時(shí),除了能正確運(yùn)用面積計(jì)算公式外,還需要掌握一定的解題技巧
(1)割補(bǔ)法:割補(bǔ)法是指將一些不規(guī)則的、分散的幾何圖形經(jīng)過分割、移補(bǔ),拼成一個(gè)規(guī)則的幾何圖形,從而求出面積的方法。
(2)平移法:平移法是指把一些不規(guī)則的幾何圖形沿水平或垂直方向移動(dòng),拼成一個(gè)規(guī)則的幾何圖形,從而求出面積的方法。
(3)旋轉(zhuǎn)法:旋轉(zhuǎn)法是指把一些幾何圖形繞某一點(diǎn)沿順時(shí)針(或逆時(shí)針)方向轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度,使分散的、不規(guī)則的幾何圖形合并成一個(gè)規(guī)則的幾何圖形,從而求出面積的方法。
(4)等分法:等分法是指把一個(gè)幾何圖形平均分成若干個(gè)完全相同的小圖形,然后根據(jù)大圖形與小圖形面積之間的倍數(shù)關(guān)系進(jìn)行求解的方法。
(5)軸對(duì)稱法:軸對(duì)稱法是指根據(jù)軸對(duì)稱圖形的特點(diǎn),在原圖上再構(gòu)造一個(gè)完全相同的圖形,使原圖的面積擴(kuò)大2倍,然后通過計(jì)算新圖形的面積來求出原圖面積的方法。
通過不同角度的變換,使學(xué)生更透徹的理解知識(shí),知識(shí)掌握更全面,同時(shí),訓(xùn)練了學(xué)生思維的靈活性,有利于發(fā)散思維的培養(yǎng)。
三、情境創(chuàng)設(shè)、巧設(shè)練習(xí),培養(yǎng)思維的積極性
1.培養(yǎng)思維深刻性的方法
幾何教學(xué)中就是對(duì)圖形性質(zhì)和應(yīng)用的研究,由于幾何圖形具有直觀性、變換性的特點(diǎn),因此利用多媒體教學(xué)手段,探究變式圖形,將靜態(tài)的圖形動(dòng)態(tài)化,不僅能增加教學(xué)內(nèi)容,開闊學(xué)生視野,而且可以激發(fā)學(xué)生興趣,誘發(fā)學(xué)生思維,擴(kuò)展學(xué)生的思維空間,培養(yǎng)學(xué)生的探索創(chuàng)新精神。
例如,如圖由正方形ABCD和長(zhǎng)方形EFDG部分重疊而成。正方形的邊長(zhǎng)是247.8厘米;長(zhǎng)方形的長(zhǎng)是292.404厘米、寬是210厘米,正方形和長(zhǎng)方形哪個(gè)面積大?
分析與解答:
要比較正方形ABCD和長(zhǎng)方形EFDG面積的大小,方法是分別算出它們的面積再進(jìn)行比較。從題中給出的數(shù)據(jù)看,確實(shí)給計(jì)算帶來麻煩。
只要在AF兩點(diǎn)間連一條線段(如右上圖),就會(huì)發(fā)現(xiàn),三角形AFD的面積是正方形 ABCD面積的一半,同時(shí)也是長(zhǎng)方形EFDG面積的一半,所以正方形ABCD和長(zhǎng)方形EFDG的面積一樣大。這樣,也就不用計(jì)算這兩個(gè)圖形的面積了。
四、科學(xué)訓(xùn)練、循序漸進(jìn),培養(yǎng)思維的深刻性
1.培養(yǎng)思維的深刻性的方法
思維的深刻性是指思維活動(dòng)的抽象和邏輯推理水平,表現(xiàn)為深刻理解概念,分析問題周密,善于抓住事物的本質(zhì)和規(guī)律??梢酝ㄟ^以下幾個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性,如:(1)追根究底,凡事都要去問為什么,堅(jiān)決擯棄死記硬背,科學(xué)訓(xùn)練;(2)積極開展問題研究,養(yǎng)成深鉆細(xì)研的好習(xí)慣,循序漸進(jìn)的方法步驟。
例如:在面積是40平方厘米的正方形中,有一個(gè)最大的圓(如下圖)。這個(gè)圓的面積是多少平方厘米?
分析與解答:
要求圓的面積,就要先求出圓的半徑。題中告訴我們,正方形的面積是40平方厘米,正方形的邊長(zhǎng)的一半,也就是圖中圓的半徑。可以這樣思考:
把正方形平均分成4份(如下圖)。每個(gè)小正方形的面積是40÷4=10平方厘米。小正方形的邊長(zhǎng)恰好是圓的半徑,因此圓的半徑的平方恰好是10平方厘米。這樣就可以求出圓的面積是3.14×10=31.4平方厘米了。
答:圖中圓面積是31.4平方厘米。
五、重視過程、理解概念,培養(yǎng)思維的嚴(yán)密性
有些概念教材往往以結(jié)論的形式直接呈現(xiàn)在學(xué)生面前,學(xué)生往往看見的是結(jié)果,而不是得到結(jié)果的那個(gè)過程。為了使學(xué)生形成正確的空間觀念,我們可以從學(xué)生掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā),重視解決問題的過程,以解決問題為主,用科學(xué)的、有效的現(xiàn)代課堂教學(xué),用探究方式組織學(xué)生操作實(shí)踐,探求規(guī)律,推導(dǎo)出公式。
六、自我評(píng)估、比較鑒別,培養(yǎng)思維的準(zhǔn)確性
結(jié)論開放題的特點(diǎn)是多結(jié)論或無固定結(jié)論,對(duì)同一試題探求出各種各樣的方案,這種試題的解法靈活,思路廣,既能鞏固深化原有知識(shí),又能提高學(xué)生的鑒別能力,自我評(píng)估,達(dá)到思維活動(dòng)的準(zhǔn)確性。
例題:下圖中⊙O的面積和長(zhǎng)方形OABC的面積想等。已知⊙O的周長(zhǎng)是9.42厘米,那么長(zhǎng)方形OABC的周長(zhǎng)是多少厘米?
分析與解答:
題中告訴我們,⊙O的面積和長(zhǎng)方OABC的面積相等。我們知道,圓的面積等于π·r·r,而圖中⊙O的半徑恰好是長(zhǎng)方形的寬,因此長(zhǎng)方形OABC的長(zhǎng)正好是π·r,即⊙O的周長(zhǎng)的一半。而長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)等于2個(gè)長(zhǎng)與2個(gè)寬的和,也就是⊙O的周長(zhǎng)與直徑的和。
長(zhǎng)方形OABC的周長(zhǎng)是:
9.42+9.42÷3.14
=9.42+3
=12.42(厘米)
答:長(zhǎng)方形OABC的周長(zhǎng)是12.42厘米。
如果題目改為:圓的周長(zhǎng)和長(zhǎng)方形的周長(zhǎng)相等,已知圓的面積是9.42平方厘米,那么長(zhǎng)方形OABC的面積是多少平方厘米?同學(xué)們又怎樣做呢?
通過這類試題的訓(xùn)練,不但能加強(qiáng)知識(shí)間的橫向聯(lián)系,而且使學(xué)生對(duì)問題有了深刻的認(rèn)識(shí),大膽設(shè)想,并不斷自我評(píng)價(jià),訓(xùn)練和提高了學(xué)生思維的準(zhǔn)確性和批判性,有利于提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
總之,思維的訓(xùn)練是一個(gè)長(zhǎng)期而漸進(jìn)的過程,教師在課堂教學(xué)中多角度、多層次、持之以恒的訓(xùn)練學(xué)生的思維,提高學(xué)生的思維品質(zhì),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。培養(yǎng)學(xué)生的思維能力應(yīng)貫穿到教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié)中去。備課時(shí)必須在備教材、備學(xué)生的基礎(chǔ)上,明確思維訓(xùn)練的內(nèi)容和方法;上課要堅(jiān)持啟發(fā)式教學(xué),布置作業(yè)要少而精,形式要多樣,即要有鞏固性作業(yè),也要有須經(jīng)過積極思考才能做出的作業(yè);考試測(cè)驗(yàn)既要考慮知識(shí)的掌握,也要考慮思維的能力。只有這樣,通過不斷加強(qiáng)對(duì)幾何題的訓(xùn)練,才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力和思維能力。
作者簡(jiǎn)介:趙玲,任教于廣東省博羅縣龍華中學(xué),是龍華中學(xué)數(shù)學(xué)骨干教師,多年從事畢業(yè)班數(shù)學(xué)教學(xué)工作,有多篇論文獲縣、市獎(jiǎng)勵(lì),教改觀摩課獲縣級(jí)優(yōu)質(zhì)課。
參考文獻(xiàn):
[1]沈文選.中學(xué)數(shù)學(xué)思想[M].長(zhǎng)沙:湖南師范大學(xué)出版社,2005.
[2]曾海波.幾何教學(xué)中學(xué)生思維能力的培養(yǎng)[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究,2008(12).
[3]賈曉麗.淺談數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)新性思維能力的培養(yǎng)[J].試題與研究,2009(9).