[摘? 要] 高中階段正值學(xué)生思維發(fā)展的飛躍期,教師必須抓住這個飛躍期,采用多種教學(xué)方法和教學(xué)手段來發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)思維品質(zhì),繼而實現(xiàn)“教”與“學(xué)”的可持續(xù)發(fā)展. 在培養(yǎng)發(fā)散性思維的過程中,教師應(yīng)遵循“以生為本”的教學(xué)理念,為學(xué)生提供一個自由的、廣闊的自我展示的舞臺,從而讓不同的學(xué)生獲得不同的發(fā)展,培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣和思維品質(zhì).
[關(guān)鍵詞] 數(shù)學(xué)思維;思維品質(zhì);發(fā)散性思維
在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn),很多學(xué)生因為難以適應(yīng)高中階段的學(xué)習(xí)節(jié)奏而成績下滑,究其主因與初中的“講授”式教學(xué)息息相關(guān). 相比較而言,初中數(shù)學(xué)與高中數(shù)學(xué)在思維上有較大的差距. 在初中階段,學(xué)生可以依賴講授和模仿解決問題,但到了高中階段,學(xué)習(xí)內(nèi)容更加復(fù)雜、深刻,數(shù)學(xué)題目更加靈活多變,對思維能力提出了更高的要求. 因此,在高中階段,教師要重視學(xué)生思維品質(zhì)的培養(yǎng).
思維的發(fā)散性是思維品質(zhì)的重要組成部分之一,其建立于思維的廣闊性和深刻性的基礎(chǔ)上,又為思維的敏捷性和獨創(chuàng)性創(chuàng)造了條件. 周知,無論是生活還是學(xué)習(xí),若想發(fā)展就需要打破常規(guī),開拓創(chuàng)新,而這些都離不開發(fā)散性思維,所以在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)重視學(xué)生發(fā)散性思維的培養(yǎng). 在實際教學(xué)中,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度去分析問題,用發(fā)展的眼光去看待問題,鼓勵學(xué)生提出解決問題的新思路、新想法、新方案,這樣既有利于問題的解決,又有利于學(xué)生的發(fā)展和核心素養(yǎng)的提升.
利用多種解法培養(yǎng)發(fā)散性思維
在教學(xué)過程中,教師要打破中規(guī)中矩的“講授”模式,為學(xué)生提供一個能夠平等交流的學(xué)習(xí)環(huán)境,充分發(fā)揮個體思維差異的優(yōu)勢,鼓勵學(xué)生從不同角度思考問題,尋求不同的方案解決問題,以此培養(yǎng)思維的靈活性,培養(yǎng)發(fā)散性思維.
例1 求證:=tanθ.
例1難度不大,但是證法靈活,在證明過程中教師預(yù)留充足的時間讓學(xué)生思考和交流,并鼓勵學(xué)生用不同的方法加以證明. 通過生生的積極交流和教師的耐心指導(dǎo),學(xué)生得到了如下證明方法:
證法1(二倍角公式):等式左===等式右.
證法2(萬能公式):設(shè)tanθ=t,則等式左===t=等式右.
證法3(正切半角公式):由tanθ==,利用合分比性質(zhì),命題得以證明.
給出多種解法后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生對過程進(jìn)行反思小結(jié),這樣既讓學(xué)生理解和掌握證明三角形恒等式的基本方法,又拓展學(xué)生的思路,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維,讓學(xué)生的解題能力和思維品質(zhì)都得到較大程度的提升.
利用開放性問題培養(yǎng)發(fā)散性思維
在教學(xué)中發(fā)現(xiàn),學(xué)生面對一些開放性問題時常束手無策,出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因與教師的“教”息息相關(guān). 在課堂教學(xué)中,大多是教師提出問題,學(xué)生回答問題,這樣以“師問生答”為主流的教學(xué)模式影響了學(xué)生提出問題能力的提升,限制了學(xué)生思維能力的發(fā)展. 在教學(xué)中,教師應(yīng)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個開放的學(xué)習(xí)環(huán)境,引導(dǎo)學(xué)生提出問題和解決問題,以此提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力.
例2 已知sinα+sinβ=①,cosα+cosβ=②,由此你能得到什么結(jié)論?
教師讓學(xué)生獨立探究,然后分享各自的發(fā)現(xiàn).
生1:將①式和②式平方相加,可得cos(α-β)=-.
生2:將①式和②式相乘,再和差化積,得sin(α+β)[cos(α-β)+1]=. 結(jié)合生1的結(jié)論,可得sin(α+β)=.
生3:將①式和②式平方后作差,再和差化積,得2cos(α+β)[cos(α-β)+1]= -. 又cos(α-β)=-,代入可得cos(α+β)=-.
生4:由①÷②,再和差化積約去公因式,可得tan=,利用萬能公式可求sin(α+β),cos(α+β),tan(α+β)的值.
生5:由sin2α+cos2α=1消去α,得4sinβ+3cosβ=;同理,由sin2β+cos2β=1消去β,得4sinα+3cosα=.
……
從以上過程可以看出,學(xué)生通過各種手段處理已知信息,能有效鍛煉各自思維;通過對問題結(jié)論進(jìn)行發(fā)散,能有效激發(fā)學(xué)生的潛能,有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力.
[?]利用多個變式培養(yǎng)發(fā)散性思維
變式是培養(yǎng)發(fā)散性、創(chuàng)造性和深刻性思維的重要手段. 在教學(xué)中,通過變化已知、變化結(jié)論,引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考問題,應(yīng)用不同方法和不同知識解決問題,有利于提高學(xué)生的思維品質(zhì).
例如,已知等差數(shù)列的通項公式為a=a+(n-1)d,顯然該公式有四個變量,如果知道三個變量可利用解方程的思路求第四個量. 如“{a}為等差數(shù)列,a=1,d=-2,問-9是第幾項”“{a}為等差數(shù)列,a=1,a=22,求d”,等等. 解決問題后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生改編題目. 題目改編并不是隨意改值那么簡單,需要學(xué)生全面掌握變量的取值范圍、變量間的內(nèi)在聯(lián)系、公式適用條件等內(nèi)容,這樣才能確保問題是科學(xué)性的、合理性的,否則,若學(xué)生不進(jìn)行思考、辨析,只是信手拈來,可能鬧出笑話. 如有學(xué)生設(shè)計了這樣一個問題:“{a}為等差數(shù)列,a=1,d=-3,問-9是第幾項?”學(xué)生將原題中的“d=-2”改成“d=-3”,根據(jù)公式可求-9為項,顯然改編該題因忽視了變量的取值范圍而造成了錯誤. 但是,通過題目改編不僅能深化學(xué)生對等差數(shù)列公式的理解,而且能讓學(xué)生站在更高的角度看待問題,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思維能力.
利用多種品質(zhì)培養(yǎng)發(fā)散性思維
各種思維品質(zhì)是相關(guān)溝通、相互聯(lián)系的,比如思維的發(fā)散性建立在思維的深刻性和廣闊性的基礎(chǔ)上,又服務(wù)于思維的敏捷性和獨創(chuàng)性,同時借助思維的發(fā)散性又能達(dá)到深化理解,培養(yǎng)思維的深刻性的目的,可見各種品質(zhì)彼此聯(lián)系,密不可分. 因此,教學(xué)中教師可以借助其他思維品質(zhì)的提高來培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性.
1. 思維的深刻性
思維的深刻性集中表現(xiàn)在透過事物的現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)本質(zhì),揭示規(guī)律. 數(shù)學(xué)知識間存在著一定的聯(lián)系,只有深刻地理解知識,認(rèn)清問題的本質(zhì),才能理清問題的來龍去脈,從而靈活應(yīng)用相關(guān)知識解決問題.
例3 方程sinx=lgx的解有________.
學(xué)生習(xí)慣從方程的角度出發(fā)思考并解決該問題,而該問題由此出發(fā)無法求解,故學(xué)生常束手無策. 若解題時學(xué)生能夠換個角度進(jìn)行思考,會獲得柳暗花明的效果. 求解時可以將問題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)y=sinx與y=lgx圖像的交點問題,通過數(shù)形結(jié)合法能高效快速地解決問題. 在解決問題的過程中只有揭示其本質(zhì),才能靈活地解決問題,思維發(fā)散性才有用武之地.
2. 思維的廣闊性
思維的廣闊性集中表現(xiàn)在全面考慮問題上. 解題時,學(xué)生要認(rèn)真地審題,抓住問題的方方面面,繼而合理調(diào)動和選擇與之相關(guān)的知識解決問題.
例4 已知拋物線在y軸上的截距為3,對稱軸為直線x=-1,在x軸上截得的線段長為4,求拋物線的方程.
解決該問題時,可以根據(jù)條件“截距為3”,列一般方程y=ax2+bx+c,再結(jié)合其他條件可解a,b的值,從而得到拋物線的方程;也可以根據(jù)條件“對稱軸為直線x=-1”,列頂點式方程,即y=a(x-h)2+k(a≠0),再結(jié)合其他條件求出a,k的值;還可以根據(jù)條件“x軸上截得的線段長為4”,列兩根式方程求解.
解題時,要處理好整體與局部的關(guān)系,利用發(fā)散性思維調(diào)動相關(guān)知識、技能,探尋多種解決問題的方案,以此提升思維品質(zhì).
3. 思維的敏捷性
思維的敏捷性集中表現(xiàn)在解決問題的速度和正確率上,具有這一品質(zhì)的學(xué)生往往能夠縮短運算和推理的過程,高效地解決問題.
例5 相鄰邊長為a和b的平行四邊形ABCD,繞a邊旋轉(zhuǎn)一周所得幾何體的體積為V,繞b邊旋轉(zhuǎn)一周所得幾何體的體積為V,則V:V=(? )
A. a:b B. b:a C. a2:b2 D. b2:a2
若直接從一般平行四邊形的角度出發(fā),求相應(yīng)幾何體的體積需要引入一個變量,即設(shè)相鄰兩邊的夾角為θ,于是有V=πab2sin2θ,V=πa2bsin2θ,V:V=b:a. 但由于本題是一個選擇題,解題時不妨從其特殊性出發(fā),將平行四邊形看成矩形來處理,這樣可以簡化運算過程,提高解題效率.
4. 思維的獨創(chuàng)性
思維的發(fā)散性為思維的獨創(chuàng)性的發(fā)展提供了養(yǎng)料. 在日常教學(xué)中,教師要鼓勵學(xué)生打破傳統(tǒng)和習(xí)慣,善于從問題的不同方面提出解決問題的方法和意見,巧妙地解決問題,以此發(fā)展思維的獨創(chuàng)性,提高思維的靈活性和變通性.
例6 求sin210°+sin250°+sin10°sin50°的值.
解法1:sin210°+sin250°+sin10°sin50°=1-(cos20°+cos100°)+sin10°sin50°=1-cos60°cos40°+(-cos60°+cos40°)=.
解法2:構(gòu)造對稱式,令x=sin210°+sin250°+sin10°sin50°,y=cos210°+cos250°+cos10°cos50°,則x+y=2+cos40°,x-y=-cos40°-,兩式相加得2x=,即原式=.
解法1為常規(guī)解法,解法2通過構(gòu)造對稱式靈活地解決了問題,方法獨特,簡捷有效. 在解題教學(xué)中,教師要鼓勵和啟發(fā)學(xué)生多角度、多渠道進(jìn)行聯(lián)想,這樣不僅可以得到巧妙的、獨特的解法,而且可以加深學(xué)生對知識的理解,有利于學(xué)生思維發(fā)散性的培養(yǎng),提高其學(xué)習(xí)能力.
總之,教學(xué)中教師要多為學(xué)生提供一些機(jī)會去思考、去發(fā)現(xiàn)、去探索,通過“多解”“多變”等多種渠道培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性,提升學(xué)生思維的品質(zhì).
作者簡介:繆葦偉(1986—) ,本科學(xué)歷,中小學(xué)一級教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)研究工作.