☉江蘇省西亭高級中學 王 進
我們都聽過一句名言:數(shù)學是思維的體操.其實這句名言最早是由十八世紀俄國元帥蘇沃洛夫——一位軍事家說的,后來不斷被前蘇聯(lián)教育家引用至今.我們很納悶:為什么這句話首先是一位軍事家想到的呢?其實,在軍事作戰(zhàn)中不斷需要使用各種思維辨解、判斷,需要極強的邏輯分析能力,可以這么說,軍事家都是不折不扣的數(shù)學大師.無獨有偶,我國古代軍事家孫子所著的《孫子兵法》正是對數(shù)學思維訓練的一種體現(xiàn)!其雖然所講的是對敵作戰(zhàn)的用兵之道,但是也可以將它活用為教師對學生課堂思維訓練培養(yǎng)之術(shù),從“善戰(zhàn)”與“謀略”巧妙地研究思維規(guī)律,到“知彼知己,百戰(zhàn)不殆”與“待敵者佚”正確形成思維定勢;從“深入則專,主人不克”進一步提高思維品質(zhì),將會出奇制勝,使學生越學越聰明,何樂而不為呢?
我們設計和組織的教學過程,不應該僅僅是傳授知識、形成技能的教學過程,它應該是在進行“雙基”教學的同時,既是學生學會學習的過程,又是開發(fā)智力、培養(yǎng)能力的過程,也是發(fā)展學生個性品質(zhì),給以教養(yǎng)的過程.因此,數(shù)學教學是思維活動的教學.那么如何在數(shù)學教學過程中提高思維品質(zhì)、發(fā)展思維能力呢?筆者以孫子兵法之謀略結(jié)合案例給予說明.
孫子曰:“見勝不過眾人之所知,非善之善者也;戰(zhàn)勝而天下曰善,非善之善者也.”孫子認為戰(zhàn)爭是一門復雜的綜合藝術(shù),它需要指揮員全面掌握戰(zhàn)爭取勝之道.苦戰(zhàn)贏來的勝利,雖值得稱道,但也難得稱之為“善戰(zhàn)”.所以真正“善戰(zhàn)”者,必須是有較強的實力和充分的準備,且在知己知彼的情況下大獲全勝.孫子揭示的這一現(xiàn)象,不僅是揭示戰(zhàn)爭的普遍規(guī)律,也是批判傳統(tǒng)教學,重視了“雙基”,重視了演繹論證能力的訓練,這是必要的.但是現(xiàn)階段數(shù)學教學,筆者也發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象:我們一直偏重知識性的訓練、熟練程度的訓練,卻忽視對學生思維方向的訓練,這也是受限于應試的影響.筆者始終認為:對學生思維的培養(yǎng)與應試不存在必然的不可兼得性,因為有了扎實的基本功,所以會追求更深層次的問題,必然加深學生對深層次問題的思考,促進了其思維的發(fā)展;反之,有了深刻思維的發(fā)展,使學生考慮問題的全面性、深刻性、反思性等都有了長足的進步,這也加深了學生對數(shù)學問題解決和應試的促進作用.
因此,“謀略”即要豐富聯(lián)想,加強思維能力培養(yǎng),為“善戰(zhàn)”做準備.但必須提高認識:現(xiàn)階段數(shù)學教學是一種思維化的教學活動,在這樣的教學活動中要努力提高學生數(shù)學思維的可塑性,加強知識發(fā)生、整合、發(fā)展、聯(lián)系的全過程.那么思維的過程是怎樣進行的呢?筆者以解題為例,做簡單剖析.
案例1:求函數(shù)y=2sin2x+sin2x的值域.
孫子曰:“夫未戰(zhàn)而廟算勝者,得算多也;未戰(zhàn)而廟算不勝者,得算少也.多算勝,少算不勝,而況于無算乎.吾以此觀之,勝負見矣.”孫子主要講的是“謀略”,其強調(diào)的是戰(zhàn)爭前的預測,強調(diào)對敵情的判斷,不對戰(zhàn)情進行預測,不對戰(zhàn)情加以了解,一般不可能取得勝利.由此筆者分析上述解題的思考過程,經(jīng)過審題,我們同時從題給條件和結(jié)論中獲得有關(guān)信息——條件信息和目標信息.在獲得信息的過程中,“聯(lián)想”(即“謀略”)已經(jīng)在起作用:數(shù)學符號和數(shù)學概念的相互轉(zhuǎn)化和翻譯;由條件信息進一步發(fā)散眾多的結(jié)果,這里聯(lián)想又一次起作用:由有關(guān)數(shù)學概念和性質(zhì),推導、演變出更多的結(jié)果;條件信息和目標信息聯(lián)系起來思考,初步設想解題方向,我們稱之為思維定向(即“吾以此觀之,勝負見矣”),這里更離不開豐富的聯(lián)想(即“謀略”).可以將從孫子用兵中得到的解決問題的數(shù)學思維活動用框圖表示如下:
可以這么說,在解題過程中思維的定向并不見得一次完成,它往往是由大到小,由粗到細,逐步完成的.從上述思維過程的分析可以看出:聯(lián)想(即“謀略”)在思維活動中占據(jù)著重要的地位.
人們的思維活動離不開豐富的聯(lián)想.當一個學生獲得信息之后,能否產(chǎn)生豐富的廣闊的聯(lián)想,一是取決于該學生大腦中儲存的思維定勢的質(zhì)量,二是取決于該學生的思維品質(zhì),特別是思維的深刻性和靈活性.
孫之曰:“知彼知己,百戰(zhàn)不殆;不知彼而知己,一勝一負;不知彼,不知己,每戰(zhàn)必殆”,即了解敵人,又了解自己,百戰(zhàn)都不會有任何危險.因此,如果在教學中,概念一帶而過,結(jié)論和盤拖出,靠反復練習建立“條件反射”,這種條件反射式形成的思維定勢,就容易起負遷移的作用,即形成不知彼而知己.相反地,在教學中如果注意知識發(fā)生過程的教學,使學生在積極參加思維活動中,盡可能主動地獲得思維的成果——概念、公式、定理等,這樣形成的思維定勢,就能較好地起正遷移作用,即知己知彼,對整個知識體系的形成過程了如指掌,運用自如,百戰(zhàn)而不殆.
這個結(jié)果也很漂亮.只不過書本上并沒有把它作為公式.因此,不要把教學停留在摳題型、對套路,只講小巧、不要大巧的講解解題術(shù)的水平上,企圖通過強化解題模式,形成眾多的定勢來對付考試,會破壞人的靈感,使人呆板.當然,數(shù)學離不開做題.加深概念的理解,領會公式的實質(zhì),都要通過反復練習來進行.但是思維的問題是一個教師如何教,怎樣講,不能僅限于大量試題的重復訓練.
上述談到怎么教,怎么講,筆者認為,通過數(shù)學試題去滲透思維訓練需要一種多角度,并且是慢調(diào)細語式的訓練.心理學家德諾普說過:對于思維訓練,從心理認知來看,是一種新、舊知識的碰撞和沖突,當這種沖突漸漸向舊知靠攏時,思維的含量就漸漸被提升起來,但是這種過程必須是依賴受教者自身不斷的認知基礎,外界強加的力量并不能使其真正領悟.因此,筆者認為潤物細無聲般的滲透是對思維訓練比較好的方式,這需要教師提供足夠的思考空間和時間.
案例3:高一學生解一元二次方程時,教師會涉及換元法.精選出一組例題,解下列方程:
一種教法是一道道地講授如何通過換元把它們轉(zhuǎn)化為一元二次方程求解,然后總結(jié):“凡是遇到無理方程、倒數(shù)方程,可以考慮用換元法.”但筆者認為,要培訓思維,可以采用另一種教法即“奇道”.
師:同學們看看方程(1),這是個什么方程?
生1:一元四次方程.
師:我們學過這樣的方程的解法嗎?我們會解哪些方程?
生2:我們學過一元一次方程、一元二次方程和二元一次方程組的解法.
師:那么怎么解這個四次方程?
生3:想辦法變成我們會解的方程就好了.
師:同學們看看方程(1),在構(gòu)造上有什么特點(將方程(1)寫成:(x2)2-2(x2)-8=0).
生4:可以把x2看成一個未知量y,即令y=x2,方程可以變成一元二次方程y2-2y-8=0.
師:四次方程雖然沒有學,我們注意到它構(gòu)造的特殊性——雙二次結(jié)構(gòu),于是可采用變量替換的辦法,即用換元法將它化成我們熟悉的一元二次方程來解決.利用類似的思想和方法,大家能不能解方程(2)、(3)、(4)呢?(此處不贅述)
師:這些方程的解決都是借助換元法.同學們想一想:為什么要換元?換元有什么好處?
生5:通過換元,把生疏的方程轉(zhuǎn)化為我們熟悉的一元二次方程,從而能夠解出這些方程.
師:換元法即通過變量替換,達到化繁為簡、化“生”為“熟”的目的.這種轉(zhuǎn)化問題的思想、化歸的意識是我們處理問題的常用數(shù)學思維.
對于思維訓練,正如后一種教師的教法,使學生體會到為什么要用換元法,使用換元法的好處是什么.其思維最大訓練正是體現(xiàn)了數(shù)學中最重要的思想——轉(zhuǎn)化與化歸思想.
總之,本文用于無聲處聽驚雷的方式闡述了思維訓練的幾個方式.既講了問題解決的方向性策略,又引導了思維訓練中定勢思維在解決一般性問題中的用處,結(jié)合案例做了一些淺顯的分析,不足之處請讀者海涵.
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