江蘇省蘇州灣實驗初級中學 (215200) 吳明飛
深度學習的研究起源于國外,F(xiàn)erence Marton和Reger Saljo于1976年首次公開提出深度學習(Deep Learning)這個概念,后來得到了更為深入、廣泛的研究.隨著核心素養(yǎng)概念的提出,深度學習的概念又一次被廣大教師所談及,深度學習得到了廣泛的認同,并被不少人認為深度學習是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的有效途徑.深度學習一定具有思維深度,孫智昌等人指出,深度學習的“深度”應當具有“理解”和“創(chuàng)新”的方向[1],數(shù)學學習最強調(diào)就是理解學習,創(chuàng)新也是深度學習的一種表現(xiàn).今天我們就從問題的解決過程中,體現(xiàn)創(chuàng)新的過程,了解深度學習的一些具體表現(xiàn).
數(shù)學家華羅庚曾說過:“善于退,足夠的退,退到最原始而不失去重要的地方,是學好數(shù)學的一個訣竅”.在解題的過程中,有時感到“進”有困難,沒有思路,沒有角度去“進”,可能是因為太關注目標,離題目“太近”,以致于管中窺豹,不能觀其全貌,退一步海闊天空.我們不妨運用“退”的思路,“退”到我們最容易看清楚的地方,從而尋求突破口,再“進”上去.根據(jù)不同的問題,可以從一般退到特殊,從數(shù)退到形,從條件退到結(jié)論,從整體退到局部,從充要條件退到必要條件等等,退到一個我們更容易解決的問題上,找到思路,解決問題,并能夠培養(yǎng)更高階的思維.本文結(jié)合具體問題,談談這種策略的應用.
當探尋一般性規(guī)律受阻時,往往可以通過特殊去探尋一般情形,即從一般退到特殊[2]這一策略,探尋解題思路.
例1 已知數(shù)列{an}中,a1=2,?p,q∈N*,有ap+q=ap+aq,求數(shù)列{an}的通項公式.
分析1:由ap+q=ap+aq很難求出{an}的通項公式,可以先寫出前幾項,尋找規(guī)律,再求{an}的通項公式,實際上就是采用特殊化的方法,利用數(shù)學歸納法求出通項公式.
分析2:?p,q∈N*,有ap+q=ap+aq,用特殊化的方法轉(zhuǎn)化為常見的遞推關系,即令p=n,q=1,得到an+1=an+a1.
解:令p=n,q=1,得到an+1-an=2,所以{an}為等差數(shù)列,an=2n,檢驗:?p,q∈N*,有ap+q=2(p+q)=2p+2q=ap+aq滿足.
本題采用從一般退到特殊,再由特殊推出一般規(guī)律,但要反過來檢驗一般性.
數(shù)屬于數(shù)學抽象思維的范疇,形屬于數(shù)學形象思維的范疇.抽象的東西很難把握,但形象的東西更容易解決,從數(shù)退到形,開拓解題思路,提高解題能力.
例2 設x,y,z∈(0,1),求證:x(1-y)+y(1-z)+z(1-x)<1.
圖1
有些題目,從已知條件去推出結(jié)論是很困難的,有時,我們可以先從目標出發(fā),尋求所需條件,反而可以簡化運算,達到意想不到的效果.
圖2
通常判斷整體的性質(zhì)不便解決,可以先研究其局部,局部的解決,往往伴隨著整體問題的解決.
下證g(x)在(0,+∞)有零點.
一般地,所解的數(shù)學問題都是充要問題,但有些問題不容易入手,求解時不妨放寬條件,先求其必要條件,對于取值范圍問題而言,就是先縮小范圍,這樣有助于對問題的處理.
例5 若a>0,x2+ax+4<0有唯一整數(shù)解,求實數(shù)a的取值范圍.
評注:還可以先從端點考慮,也稱端點效應,從而縮小所求參數(shù)的范圍,例如函數(shù)f(x)=x2-2ax+1在區(qū)間[1,2]上恒成立,求參數(shù)a的取值范圍問題,可以先考慮端點,f(1)≥0,f(2)≥0從而縮小范圍,得a≤1,得到二次函數(shù)的對稱軸小于等于1,函數(shù)f(x)在區(qū)間[1,2]單調(diào)的,從而解決問題.
總之,深度學習能矯正學生淺層次的學習,更強調(diào)學生在學習過程中的理解程度與思考程度,從而達到更高階的思維程度.