文/汪利文
“謬誤”糾偏求真諦
文/汪利文
本文以中學(xué)生數(shù)學(xué)解題“謬誤”為載體,展示學(xué)生的負(fù)思維過程,以提升思辨能力為目標(biāo)。依據(jù)歸因理論剖析學(xué)生解題錯(cuò)誤的成因,規(guī)劃科學(xué)的導(dǎo)學(xué)組合。
謬誤糾偏;歸因探討;導(dǎo)學(xué)組合;思辨提升
中學(xué)各門文化課的教學(xué)方式和應(yīng)用取向都有所側(cè)重,有學(xué)科各自獨(dú)特的教育理念和功能定位。春蘭秋菊,各有千秋。
當(dāng)代社會(huì)鮮明的提示:數(shù)學(xué)不僅是科學(xué)的工具,而且更具備文化價(jià)值。中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的思維訓(xùn)練對促進(jìn)學(xué)生大腦的全面發(fā)展,形成健全的人格和優(yōu)良的思維品質(zhì)無可替代。
中學(xué)課堂,學(xué)生面臨兩大類數(shù)學(xué)分支:“代數(shù)”與“幾何”。
代數(shù)學(xué)科知識(shí)瑣碎繁雜,多種概念網(wǎng)絡(luò)交織。思辨無處不在:僅負(fù)號(hào)和括號(hào)就貫穿于學(xué)習(xí)過程的始末,隨時(shí)需要運(yùn)用相關(guān)概念思辨。從進(jìn)行整式、分式、根式等運(yùn)算中,當(dāng)在學(xué)習(xí)各類方程的解法時(shí),或討論不同函數(shù)的變異處,不斷提升著學(xué)生的思辨能力。
數(shù)學(xué)課的推理論證,用文字、圖形、符號(hào)等進(jìn)行連續(xù)的幾何語言轉(zhuǎn)換,多角度、全方位的展示了數(shù)學(xué)的魅力!無論是由因?qū)Ч€是執(zhí)果索因,最終確立的是題設(shè)與結(jié)論邏輯上的必然聯(lián)系。通過系列證明題的訓(xùn)練,直至學(xué)生形成比較完整的解題思路,逐步做到答題過程的規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)。不斷提高邏輯判斷、思維、推理能力。
歸因是指觀察者為預(yù)測和評價(jià)觀察對象的行為,并對其行為過程進(jìn)行的因果解釋。這種先覺者能追溯、推斷和解釋因果的理論稱為歸因理論。屬于社會(huì)心理學(xué)的動(dòng)機(jī)激勵(lì)理論范疇。其核心是從事件的結(jié)果狀態(tài)出發(fā),追溯產(chǎn)生行為結(jié)果的主因,使準(zhǔn)確預(yù)測后繼行為成為可能。
歸因理論的鼻祖當(dāng)屬美國心理學(xué)家海德。后經(jīng)著名的社會(huì)心理學(xué)家韋納等以實(shí)證研究充實(shí)和發(fā)展。韋納對影響行為結(jié)果的原因特性、原因結(jié)構(gòu)以及原因歸因關(guān)乎情感、情感的激勵(lì)作用等都提出了獨(dú)創(chuàng)性的見解。
韋納在前人歸因研究的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了歸因的三維結(jié)構(gòu)模式,即原因源×穩(wěn)定性×控制性。他認(rèn)為任何一項(xiàng)原因都可從運(yùn)行維度進(jìn)行定性分析。
教師根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),往往能在教學(xué)過程中推測學(xué)生將出現(xiàn)一些預(yù)知的解題謬誤。有時(shí)甚至故意布設(shè)陷阱與圈套,放任學(xué)生在不知不覺中發(fā)生錯(cuò)誤的解答。直至無法理解的荒唐結(jié)論出現(xiàn),致使學(xué)生們大惑不解!此時(shí)他們急想知道解題過程中產(chǎn)生錯(cuò)誤的隱蔽原因,因而激發(fā)出學(xué)生們探究真理的欲望。
研究學(xué)生在解題過程中消極的歸因傾向,反而具備積極的警示功能!
數(shù)學(xué)教學(xué)理當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理和思辨能力。中學(xué)生數(shù)學(xué)解題差錯(cuò)不時(shí)發(fā)生。學(xué)生解題過程中的“謬誤糾偏”教學(xué),在于教師的指向性導(dǎo)引,是訓(xùn)練學(xué)生大腦的體操。對學(xué)生邏輯思維能力的形成和思辨能力的提高不可或缺。
在教學(xué)實(shí)踐中,把“謬誤糾偏”作為導(dǎo)學(xué)組合中的一個(gè)元素,確實(shí)對提高學(xué)生的思辨能力是行之有效的。而此能力通常是衡量學(xué)生數(shù)學(xué)水平高低的一項(xiàng)指標(biāo)。
古人云:“授人以魚,只供一飯之需,教人以漁,則終身受用無窮。”
教師需經(jīng)常挖掘一些解題“謬誤”的反面教材,讓學(xué)生辨析糾正后印象深刻,不斷提高解題正確率。學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)了錯(cuò)誤的解題信息,這是教師題庫中寶貴的教學(xué)資源,應(yīng)當(dāng)充分利用。幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)產(chǎn)生解題錯(cuò)誤的原因,在警示作用下學(xué)到正確的解法。這是值得探討的課題!
失敗乃成功之母,謬誤為真理先導(dǎo)!
學(xué)生解題謬誤五花八門, 不自覺的差錯(cuò)事出有因。本文從數(shù)學(xué)解題糾錯(cuò)的意義、方法等側(cè)面進(jìn)行探討。通過糾錯(cuò),將學(xué)生解題謬誤分類整理,概略分析。把原因源歸因定性為:(一.似是而非假亂真;二.生搬硬套模仿秀:三.偷龍轉(zhuǎn)鳳調(diào)包計(jì)。)反思主因,并初探相應(yīng)的排障對策,規(guī)劃科學(xué)的導(dǎo)學(xué)組合。
中數(shù)教學(xué)每堂新課幾乎都要出現(xiàn)新概念。本質(zhì)上,這些以文字、符號(hào)、公式、
性質(zhì)、定義、公理、定理等呈現(xiàn)出的均是概念。作為思維形式的顯性表現(xiàn),數(shù)學(xué)概念具有類同性、排它性、抽象性、發(fā)展性等特點(diǎn)。概念反映的是“數(shù)”與“形”的本質(zhì)特征。而學(xué)生往往受已學(xué)概念的固化影響,并由于對舊概念產(chǎn)生的聯(lián)想,對新概念內(nèi)涵理解不深,僅僅停留在表層認(rèn)識(shí)上。顧名思義,一知半解。就容易產(chǎn)生以假亂真的謬誤。此類現(xiàn)象在學(xué)生解題過程中層出不窮。概念性“謬誤”通常有下述表現(xiàn):
1.1 混淆概念的內(nèi)涵
如,倒數(shù)與相反數(shù),前者是分子與分母倒置,后者是正負(fù)符號(hào)相左。乘方與冪,表示運(yùn)算過程與運(yùn)算結(jié)果的區(qū)別。差的平方與平方差,在于運(yùn)算順序不同。直角與90°,前者是角的名稱,后者是角度的量數(shù)。三角形對邊與對應(yīng)邊,是同一個(gè)三角形邊角關(guān)系區(qū)分不同三角形的對應(yīng)邊之間的關(guān)系。相似形與位似形,指圖形同為相似形但位似形對位置有嚴(yán)格要求。一元二次方程與二次函數(shù),前者只是函數(shù)變量在當(dāng)它的值等于零時(shí)的特殊類型。
隨機(jī)現(xiàn)象與隨機(jī)事件,在隨機(jī)試驗(yàn)中,可能出現(xiàn)也可能不出現(xiàn),這種偶然發(fā)生的現(xiàn)象叫做隨機(jī)現(xiàn)象;將試驗(yàn)結(jié)果稱為事件.在大量試驗(yàn)中具有某種規(guī)律性的事件稱為隨機(jī)事件(或偶然事件)。
在概率論中,排列與組合,要看問題是否和順序有關(guān)。有關(guān)就是排列,無關(guān)則為組合。如:甲乙兩人排隊(duì),有站法是甲乙、乙甲兩種不同的排列,所以排列有A(2,2)=2種。再如:從甲乙兩個(gè)球中選2個(gè),無論先取甲,還是先取乙,和取球的先后順序無關(guān),所以組合有C(2,2)=1種。
互拆事件與對立事件,對立事件是試驗(yàn)結(jié)果的非此即彼;而互斥事件不會(huì)同時(shí)發(fā)生,但彼此互斥的可以有很多:比如擲骰子,正面朝上是1和非1,這兩事件是對立事件;而正面朝上是1和正面朝上是2則是互斥事件。對立事件一定是互斥事件(因不能同時(shí)發(fā)生),但互斥事件則不一定是對立事件。
1.2 無視概念的擴(kuò)充
概念是最基本的思維形式,命題由概念構(gòu)成。正確地理解概念,是學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的前提。因此,數(shù)學(xué)的概念教學(xué)不可忽視。關(guān)于“數(shù)系”的擴(kuò)充,是在歷史長河中逐步演變的。人類從認(rèn)識(shí)自然數(shù)始,逐步擴(kuò)展至算術(shù)數(shù)、分?jǐn)?shù)、有理數(shù)、實(shí)數(shù)、復(fù)數(shù)…構(gòu)筑了現(xiàn)代的代數(shù)體系。如在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)和在復(fù)數(shù)范圍內(nèi)因式分解的結(jié)果是不同的。
概念具有確定性與靈活性。隨著年級(jí)的升高,數(shù)學(xué)知識(shí)的累積,概念的內(nèi)涵和外延會(huì)起變化。概念將不斷擴(kuò)充,逐步完善。教師應(yīng)告知學(xué)生數(shù)學(xué)概念是相對真理。若總是受舊概念思維定勢束縛,無視概念的擴(kuò)充,則解題必將出錯(cuò)。如 “角”這個(gè)概念的擴(kuò)充也是階段性的:最初僅限于對平角,周角的認(rèn)識(shí)。當(dāng)高中數(shù)學(xué)中把角擴(kuò)展到任意角之后,還往往有學(xué)生認(rèn)為第一象限的角都是銳角,即認(rèn)識(shí)還停留在舊概念上產(chǎn)生的誤解。
1.3 聯(lián)想產(chǎn)生負(fù)遷移
聯(lián)想的負(fù)遷移,即應(yīng)用之前所學(xué)的知識(shí)和方法解決遇到的新問題。如,由( xy)2=x2y2聯(lián)想得(a+b)2=a2+b2false由false聯(lián)想得a8÷a2=a4false;由a(m+n)=am+an聯(lián)想得sin(A +B)=sinA +sinB等等,都是聯(lián)想的負(fù)遷移所致。
教師需多進(jìn)行概念的比較教學(xué)設(shè)計(jì)。
A.點(diǎn)(-1,6)在它的圖象上
B.自變量的取值范圍是x≠0
C.當(dāng)x<0時(shí),y隨x的增大而減小
D.當(dāng)x>0時(shí),y隨x的增大而增大
在概念教學(xué)中多質(zhì)疑問難,消除由錯(cuò)誤的聯(lián)想產(chǎn)生的負(fù)遷移作用,以發(fā)展的眼光去捕捉新概念中的變異,澄清模糊認(rèn)識(shí),幫助學(xué)生解惑,作為教師責(zé)無旁貸。
在“三角函數(shù)”一章中,有近二十個(gè)誘導(dǎo)公式。如果死記硬背這些公式,抓不住本質(zhì)(符號(hào)問題),極易出現(xiàn)生搬硬套的差錯(cuò)。
總結(jié)誘導(dǎo)公式的規(guī)律,教給學(xué)生一句口訣:“縱變橫不變,符號(hào)看象限”。但前提是需把角看作“銳角”再用公式。比如,用錯(cuò)公式falsecos(-α)=cosα的概率是很大的。常見下面類型的錯(cuò)解:
cos(-2π/3)=- cos(2π/3)=-cos(π-π/3)= cosπ/3=1/2
第一步就出現(xiàn)了不易察覺的錯(cuò)!本例中cos(π-π/3)的角π落在橫軸上,屬于“橫不變”,即函數(shù)名稱不變。但在“符號(hào)看象限”時(shí)忽視了把角-2π/3看作“負(fù)銳角”,而生搬硬套sin(-α)=-sinα這樣的同象限角的三角函數(shù)公式。正確的解法應(yīng)是:
c o s(-2 π/3)=c o s(2 π/3)= cos(π-π/3)=- cosπ/3=-1/2
在二次函數(shù)的教學(xué)中,有關(guān)符號(hào)的方向性意義應(yīng)得到充分的重視:如:
拋物線y=(x+2)2-3由拋物線y=x2平移得到,下列平移正確的是( D )
A. 先向右平移2個(gè)單位,再向下平移3個(gè)單位
B. 先向右平移2個(gè)單位,再向上平移3個(gè)單位
C. 先向左平移2個(gè)單位,再向上平移3個(gè)單位
D. 先向左平移2個(gè)單位,再向下平移3個(gè)單位
觀察力又是邏輯思維和推理的技能,學(xué)生對題中符號(hào)的觀察無疑是第一反應(yīng)。
從算術(shù)數(shù)擴(kuò)展至有理數(shù)的學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生處處受到“負(fù)數(shù)”及“減號(hào)”的困擾。加之?dāng)?shù)軸的方向性指引,一直以來,形成了頑固的思維定勢,生搬硬套使此題的解答正確率低。而此題正確的選項(xiàng)卻是( D ),令學(xué)生百思不得其解,教師要教懂他們需頗費(fèi)一番周折。
邏輯思維與推理能力對學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)至關(guān)重要。然而觀察力是思維的起點(diǎn),是學(xué)生各項(xiàng)學(xué)習(xí)能力發(fā)展的基礎(chǔ)。如:
例1. 一副三角板如下圖疊放在一起,則圖中∠α的度數(shù)為 ( )
75° B. 65° C. 60 D. 55°
初見本題,因它沒有顯性條件,似乎思路找不著北。進(jìn)入思考后卻發(fā)現(xiàn)內(nèi)有乾坤。它考察了低年級(jí)學(xué)生對三角形內(nèi)角和與外角定理的熟練應(yīng)用程度。是一道培育學(xué)生思維能力的好題!
從三角形全等的判定方法始,學(xué)生開始接觸幾何證明規(guī)范的書寫形式,關(guān)注題設(shè)與結(jié)論的因果關(guān)系。三角形全等中系統(tǒng)的判定方法是平面幾何證明的重要內(nèi)容,在幾何證明中有著廣泛的應(yīng)用。一般三角形全等有四條判定方法:“SSS”, “SAS”, “ASA”, “AAS”.此模型提供了明確的因果關(guān)系。在許多題中,給定的題設(shè)及圖形并不具有明顯的全等條件,這就需要我們細(xì)致的觀察、認(rèn)真地分析。根據(jù)圖形的結(jié)構(gòu)特征,挖掘潛在因素.使學(xué)生能進(jìn)一步深入探究。
例2.如圖,若點(diǎn)D在AB上,點(diǎn)E在AC上且∠AEB=∠ADC則無法判定
△ABE≌△ACD的條件是( )
A.AD=AE B.AB=AC
C.∠B=∠C D.BE=CD
(例1)
(例2)
圖形隱含的條件是公共角∠A.考慮各組判定方法的條件必考慮此公共角.此題有已知條件∠AEB=∠ADC,公共角∠A ,若再選擇∠B=∠C,因“角角角”定理不存在,三對角對應(yīng)相等不能判定三角形全等!經(jīng)以后的學(xué)習(xí)才知“角角角”只能判三角形相似。
任何數(shù)學(xué)命題均由條件與結(jié)論構(gòu)成。學(xué)生在解題時(shí)忽略條件,重視結(jié)論的現(xiàn)象普遍存在。其實(shí),結(jié)論是在特定的條件下才產(chǎn)生的。對條件既不能遺漏,也不能外加;對條件存在的范圍既不能縮小,也不能擴(kuò)大。更不能把一般的條件特殊化。
要善于在審題時(shí)發(fā)現(xiàn)隱蔽條件,而這樣的條件極易被忽視。
為加深學(xué)生對數(shù)學(xué)概念及定理的理解,教師往往精選一些相關(guān)的題型鞏固新學(xué)的知識(shí)成果。如推出反比例函數(shù)自變量的值與函數(shù)值大小關(guān)系的比較題:
例3.已知(x1, y1),(x2,y2),(x3,y3)是反比例函數(shù)的圖象上的三個(gè)點(diǎn),
且y1>y2>y3>0,則x1, x2, x3的大小關(guān)系是 ( )
我們可從圖象上觀察到:分布在不同象限內(nèi)的點(diǎn)的橫坐標(biāo)的大小比較與性質(zhì)
卻截然相反。丟棄性質(zhì)“在每個(gè)象限內(nèi)”的前提,就實(shí)施了偷龍轉(zhuǎn)鳳調(diào)包計(jì)。
習(xí)題錯(cuò)解警示:對概念當(dāng)理解本質(zhì);對結(jié)果要追本窮源;對知識(shí)須靈活運(yùn)用。
在學(xué)生五花八門的解題亂象中,對癥下藥,從謬誤中求真諦,是教學(xué)的必要環(huán)節(jié)!
數(shù)學(xué)已然不是數(shù)字的運(yùn)算!它的觸角涉及廣泛:從整式的乘法與因式分解的互逆變形;由各類方程到不等式,把等量關(guān)系又?jǐn)U展至不等關(guān)系;多變的函數(shù)使數(shù)學(xué)由靜態(tài)過渡到動(dòng)態(tài)。數(shù)學(xué)世界,七彩繽紛,別有洞天。點(diǎn)動(dòng)成線、線動(dòng)成面、面動(dòng)成體,大千世界處處皆幾何;三角形、矩形、菱形、圓形…。圖中的邏輯關(guān)系闡明沒有規(guī)矩不成方圓的社會(huì)鐵律!
德國教育家第多斯惠精辟的指出:“教學(xué)的藝術(shù)不在于傳授本領(lǐng),而在于喚醒、鼓舞和激勵(lì)”。
三尺講臺(tái),數(shù)學(xué)教師任重而道遠(yuǎn)。在課堂我們激發(fā)靈感、鼓勵(lì)置疑、拋磚引玉,引領(lǐng)蠻荒的大腦迸擦出智慧的火花。在課余我們致力于題型的發(fā)掘、教法的探討,為提升學(xué)生智能殫精竭慮。本文拓延——更應(yīng)運(yùn)用歸因理論,激發(fā)學(xué)生積極的歸因動(dòng)機(jī)。以導(dǎo)激學(xué)、以學(xué)促智。擬開展的主題研究:
(1)迷惑型,發(fā)掘?qū)W生批判選擇的能力。
(2)類比型,訓(xùn)練學(xué)生舉一反三的能力。
(3)發(fā)散型,引導(dǎo)學(xué)生求異創(chuàng)新的能力。
作者單位
浙江體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院