成寶娟 石國鳳
【摘 要】數(shù)學(xué)自主學(xué)習(xí)是一種讓學(xué)生思維舞動起來的學(xué)習(xí)方法,在數(shù)學(xué)自主學(xué)習(xí)中,我們要努力培養(yǎng)學(xué)生的推廣思維、類比思維和逆向思維等思維能力,挖掘?qū)W生思維潛力。
【關(guān)鍵詞】自主學(xué)習(xí);推廣思維;類比思維;逆向思維
培根說:數(shù)學(xué)是思維的體操。我認(rèn)為,數(shù)學(xué)自主學(xué)習(xí)就是一種讓學(xué)生思維舞動起來的學(xué)習(xí)方法。常見的數(shù)學(xué)思維有:推廣思維、類比思維、逆向思維、歸納思維、發(fā)散思維、創(chuàng)新思維、分析思維、抽象思維、質(zhì)疑思維、邏輯思維、形象思維、組合思維、直覺思維等。當(dāng)我們把自己當(dāng)作一個科學(xué)家去自主研究數(shù)學(xué)時,要開拓思路,點燃思維火花,采用多種思維方式去研究數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思想方法,培養(yǎng)思維的深刻性、靈活性、敏捷性、多向性、嚴(yán)謹(jǐn)性、發(fā)散性和獨(dú)創(chuàng)性,挖掘思維潛力。
一、善于運(yùn)用推廣思維
我們對數(shù)學(xué)的認(rèn)識,對知識的學(xué)習(xí)是一個循序漸進(jìn)、由淺入深、不斷推廣的過程。數(shù)學(xué)家在數(shù)學(xué)研究中,許多概念都是通過推廣原有概念而建立的,許多重要定理、公式也是通過對命題的推廣而得到的。推廣是人類發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)規(guī)律的重要工具,是數(shù)學(xué)研究的基本方法。
比如說,我們在學(xué)習(xí)自然數(shù)時,當(dāng)我們對自然數(shù)的性質(zhì)、特點、運(yùn)算規(guī)律有了一個深入的認(rèn)識后,我們可以逐步自主研究出整數(shù)、有理數(shù)、實數(shù)、復(fù)數(shù)的性質(zhì)、特點、運(yùn)算規(guī)律,當(dāng)我們完成對 的推廣時,我們的自主學(xué)習(xí)能力、研究能力會得到很大的提高,邏輯思維、理性思維、推廣思維、分析思維得到很好的鍛煉。
隨著我們對解一元一次方程和等式的性質(zhì)的學(xué)習(xí),我們可以推導(dǎo)出解二元一次方程組的方法。當(dāng)我們能夠熟練地解出二元一次方程組的時候,要理解解二元一次方程組的實質(zhì)是消元,我們利用消元這樣的一個方法,就可以推導(dǎo)出解三元一次方程組、n元一次方程組的方法。同樣,當(dāng)我們熟練掌握解二次方程降冪的思想時,利用降冪的思想我們就可以推廣出解三次方程、n次方程的方法。利用消元降次的方法我們就可以推廣出n元高次方程組的解法。如果解方程(組)的方法不是通過死記硬背而得到的,不是通過老師灌輸給我們的,而是我們自己研究出來的,那么這樣學(xué)到的知識是最深刻、最難遺忘的,終身受益。我們要在復(fù)雜的表面現(xiàn)象中,發(fā)現(xiàn)并抓住數(shù)學(xué)問題的規(guī)律和本質(zhì),培養(yǎng)思維的敏捷性和深刻性、靈活性和嚴(yán)謹(jǐn)性。
二、善于運(yùn)用類比思維
類比思維是通過對一些相似問題或規(guī)律進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)其中的聯(lián)系和區(qū)別。自主學(xué)習(xí)的過程中我們可以利用我們熟悉的已知數(shù)學(xué)知識、數(shù)學(xué)思想方法類比出未知的知識點。
在數(shù)學(xué)中,到處都可以用到類比的思想。等差數(shù)列和等比數(shù)列中滲透著類比的思想方法,映射與函數(shù)中滲透著類比的思想方法。在解析幾何中我們可以用類比的思想學(xué)習(xí)拋物線、雙曲線、圓、橢圓。
類比的思維不僅廣泛應(yīng)用于數(shù)學(xué)概念和性質(zhì),也廣泛應(yīng)用于公式結(jié)構(gòu)和解題思路。比如說我們可以由基本求導(dǎo)公式類比出基本微分公式;函數(shù)的復(fù)合運(yùn)算滿足結(jié)合律,但不滿足交換律,我們可以類比出矩陣與矩陣的乘法也滿足結(jié)合律,但不滿足交換律;極限的線性運(yùn)算規(guī)律類比出導(dǎo)數(shù)、不定積分、定積分都滿足線性運(yùn)算規(guī)律,Laplace變換和Laplace逆變換也滿足線性運(yùn)算規(guī)律。
三、善于運(yùn)用逆向思維
逆向思維即“反其道而思之”,讓思維向?qū)α⒚娴姆较虬l(fā)展,從問題的相反面進(jìn)行深入探討、思考的一種思維方式。當(dāng)順向思維遇到瓶頸時,就可考慮逆向思維。逆向思維能夠突破思維定勢,解放思想、開闊思路。逆向思維在數(shù)學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用。
數(shù)學(xué)中的很多運(yùn)算總是正逆交替,成對出現(xiàn)的,而且可以相互轉(zhuǎn)化。比如:當(dāng)我們熟悉指數(shù)函數(shù)
時,我們可以大膽設(shè)置下一個研究方向:指數(shù)函數(shù)的逆運(yùn)算是什么呢?由此我們可以推導(dǎo)出對數(shù)函數(shù)
的定義、運(yùn)算規(guī)律及其應(yīng)用。利用逆向思維我們還可以學(xué)習(xí)乘方的逆運(yùn)算開方,微分的逆運(yùn)算積分,加法的逆運(yùn)算減法,乘法的逆運(yùn)算除法,Laplace變換的逆運(yùn)算Laplace逆變換。
自主學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)定理、公式、法則時,要注重它的逆用。比如說基本求導(dǎo)公式、微分公式反過去背就是基本積分公式。平面幾何中的“性質(zhì)定理”與“判定定理”是互逆的關(guān)系。在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)定理時我們總是問自己:它的逆命題成立嗎?否命題成立嗎?如果不成立,應(yīng)該加上、減去或改變一些什么樣的條件才能讓它成立?我們要有意識地、經(jīng)常性地進(jìn)行鍛煉,從而促進(jìn)逆向思維能力的提升、心理素質(zhì)的優(yōu)化。
在解題中,有些題目如果從條件入手,則會不知道從哪下手,很難解出,根據(jù)正難則反的原則,我們可以進(jìn)行逆向思考。從問題的結(jié)論出發(fā),一步一步逆推到條件,最終得到題目條件或者有關(guān)結(jié)論。用逆向思維解題時用得最多的是反證法。通常我們先假設(shè)結(jié)論不成立,再推出與題設(shè)、公理或者定義相矛盾的結(jié)論,故假設(shè)不成立,即證得題目結(jié)論正確。
數(shù)學(xué)思維體現(xiàn)在數(shù)學(xué)知識的方方面面,所以我們要把培養(yǎng)自己的數(shù)學(xué)思維能力貫穿于整個數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,滲透于每個學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中。學(xué)習(xí)者不應(yīng)該只滿足于學(xué)到多少知識,而更應(yīng)關(guān)注思維能力是否得到了鍛煉和提高。
【參考文獻(xiàn)】
[1]張桂梅.在高等數(shù)學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力[J].教育與職業(yè),2013.(5).
作者簡介:
成寶娟,女,1981年09月生,咸寧市通山縣人,講師,理學(xué)學(xué)士學(xué)位,研究方向:數(shù)學(xué)教育與應(yīng)用
石國鳳,女,1980年08月,咸寧嘉魚人,講師,研究方向:數(shù)學(xué)教育與應(yīng)用
基金項目:湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題——數(shù)學(xué)自主學(xué)習(xí)教與學(xué)的實踐探究(課題編號2013B393)
(作者單位:咸寧職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系)