[摘 要] 數(shù)學(xué)始于問題,終于問題。解題中的思維過程包括三個(gè)階段:思維定向、思維展開、思維控制。僅舉一例與大家交流。
[關(guān) 鍵 詞] 思維定向;思維展開;思維控制
[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603(2017)19-0078-01
數(shù)學(xué)方法論認(rèn)為,數(shù)學(xué)對(duì)于一個(gè)人素質(zhì)的養(yǎng)成,并不僅僅是掌握一定的數(shù)學(xué)知識(shí),而是通過數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí),培養(yǎng)能力,鍛煉思維,進(jìn)而通過思維的訓(xùn)練,提高解決問題的能力和創(chuàng)新能力,成為具有數(shù)學(xué)素養(yǎng)的一員,為本職工作提供幫助。
在現(xiàn)今的高職數(shù)學(xué)教學(xué)中,由于數(shù)學(xué)是一門基礎(chǔ)課不是專業(yè)課,加之學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差,底子薄,所以許多數(shù)學(xué)教師就把數(shù)學(xué)知識(shí)、結(jié)論直接灌輸給學(xué)生,要求他們記憶模仿做大量的練習(xí),以期通過“題海戰(zhàn)術(shù)”來提高學(xué)生解決問題的能力,結(jié)果往往事與愿違。筆者認(rèn)為,要想從根本上提高學(xué)生的思維能力和解決問題的能力,除了要讓學(xué)生掌握概念、定理等基礎(chǔ)知識(shí)外,還必須讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何利用這些概念、定理去解決問題,以及在解決問題過程中出現(xiàn)障礙時(shí),如何控制和調(diào)節(jié)自己的思維,使問題得到有效解決。因此,剖析解題的思維過程,使思維在解題過程中得以有效展開,對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,進(jìn)而提高解決問題的能力是非常必要的。
一、數(shù)學(xué)問題與數(shù)學(xué)思維
美國數(shù)學(xué)家哈爾莫斯(P.R.Halmos)指出:數(shù)學(xué)定理、證明、概念、定義、理論、公式、方法中的任何一個(gè)都不是數(shù)學(xué)的心臟,只有問題是數(shù)學(xué)的心臟,解決問題是數(shù)學(xué)活動(dòng)的基本形式。數(shù)學(xué)家波利亞的“怎樣解題表”給出了解題的四個(gè)步驟:弄清問題、擬定計(jì)劃、實(shí)現(xiàn)計(jì)劃、回顧。因此,不斷地提出問題、分析和解決問題成為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和研究的根本。
許多專家認(rèn)為,所謂數(shù)學(xué)問題主要是指對(duì)于解題者具有一定的接受性、障礙性和探究性的一些情形或問題。而解決數(shù)學(xué)問題可以看作是數(shù)學(xué)思維的一個(gè)基本過程。由于解題重視的是1b766623ff1ce29c1c97c6c6fb3854d5使用信息和事實(shí)的能力,是解題的思維過程和思維策略,是構(gòu)造算法或模型的設(shè)計(jì)技巧,是把非常規(guī)題變換為常規(guī)題的轉(zhuǎn)化能力,因此數(shù)學(xué)思維貫穿于解題過程的始終。
二、解題過程的三個(gè)階段
數(shù)學(xué)思維理論指出,數(shù)學(xué)解題思維過程是主體以解決數(shù)學(xué)問題為目的,運(yùn)用有關(guān)思維方式或方法達(dá)到認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)問題的內(nèi)在的信息加工活動(dòng)。
(一)思維定向
所謂思維定向是指解題開始時(shí)的思維指向,是解題的起點(diǎn),要求全面正確地理解題意。解題者往往根據(jù)以往的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),采取適當(dāng)?shù)牟呗?,?duì)問題中的各種量進(jìn)行分離和重組,并利用元認(rèn)知的知識(shí)對(duì)所采取的策略進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改,從而找出各種量之間實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系。
(二)思維展開
所謂思維展開是指在解題過程中,在思維定向的基礎(chǔ)上,選擇思維方式,并進(jìn)行組織和實(shí)施的過程。它的載體是數(shù)學(xué)語言和數(shù)學(xué)知識(shí),借助外部操作逐步變換數(shù)學(xué)問題的狀態(tài),從而獲得數(shù)學(xué)對(duì)象的本質(zhì)屬性和內(nèi)在聯(lián)系。
(三)思維控制
由于思維展開的相對(duì)隨意性和問題答案的確定性有一定的矛盾,加上問題的復(fù)雜性或主體思維的缺陷等主客觀因素,思維展開的過程可能中斷或偏離正確的方向。因此,及時(shí)對(duì)思維定向、思維展開進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)是非常必要的。
縱觀思維過程的三個(gè)階段可以看出:思維定向是基礎(chǔ),思維展開是在定向的基礎(chǔ)上不斷摸索和嘗試的過程,而思維控制則對(duì)整個(gè)解題思維過程起調(diào)控作用,為順利解題提供保障。具體這三個(gè)方面是怎樣相互作用的呢?
三、舉例說明
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思維展開:在上圖的坐標(biāo)系里設(shè)P1(a,b)、P2(c,d)是平面上不平行于坐標(biāo)軸的兩點(diǎn),a≠c,b≠d。P(x,y)是直線上任一點(diǎn),設(shè)■=m,m≠1由定比分點(diǎn)坐標(biāo)公式,可得點(diǎn)坐標(biāo)為x=■,y=■,則OP=■
根據(jù)直線的兩點(diǎn)式方程,可得直線P1 P2的方程為:(b-d)x-(a-c)y+ad-bc=0
再由點(diǎn)到直線的距離公式可以計(jì)算出原點(diǎn)到直線的距離為h=■
思維控制:運(yùn)用直線外一點(diǎn)到直線的距離不大于該點(diǎn)和直線上任一點(diǎn)連線的距離,此不等式得證。
此題的證明過程反映出,思維過程的三個(gè)階段是密不可分的一個(gè)整體。通過思維定向,主體激活了原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中與此問題有關(guān)的各種信息,如比較法、綜合法等不等式的證明方法,思維展開時(shí)發(fā)現(xiàn)用常規(guī)的方法不能解決問題。通過思維控制對(duì)問題重新定向,發(fā)現(xiàn)結(jié)論與距離公式、定比分點(diǎn)坐標(biāo)公式有密切聯(lián)系,由此構(gòu)造出相應(yīng)的點(diǎn)的坐標(biāo)概念,運(yùn)用常識(shí)使不等式得證。最后將答案有條理地整理出來,反思一下有沒有將此題推廣的可能,使思維向縱深方向發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]任章輝.數(shù)學(xué)思維理論[M].南寧:廣西教育出版社,2001.
[2]鄭毓信.數(shù)學(xué)方法論[M].南寧:廣西教育出版社,1996.