嚴謹?shù)乃季S習慣是良好思維素質的重要特征.如何培養(yǎng)學生嚴謹?shù)乃季S習慣,是數(shù)學教學的一個重要課題.現(xiàn)根據(jù)我在教學第一線十多年的工作實踐,談談在中學教學中對學生嚴謹思維習慣培養(yǎng)方面的幾點做法.
一、提高學生語言表達能力,克服含混模糊的語言表達習慣
學生在表述概念時,往往不重視表述的嚴密性,因而常出現(xiàn)錯誤,對學生語言表述中出現(xiàn)的錯誤,教師要及時予以剖析并加以糾正.例如,指明“把直線畫短些”,“把平面畫大些”的錯誤所在;揭示“不在任何一個平面內”與“不在同一平面內”的區(qū)別;分析在橢圓定義中“平面內”、“常數(shù)大于|FF|”兩個條件缺一不可的原因.
在表述定理、公式和法則時,教師應該要求學生作完整的敘述,不能默許學生作隨意增減.例如,“若兩條直線都有斜率,則這兩條直線互相垂直的充要條件是斜率互為負倒數(shù)”中的“兩條直線都有斜率”這一前提不能丟掉;在等比數(shù)列前n項和公式中,公比q≠1的條件不能少,并進一步要求學生按公式q≠1和q=1兩種情況,全面掌握求等比數(shù)列前n項和的公式.
在表述數(shù)量、位置、邏輯關系時,教師應要求學生做到語言準確、貼切.例如,不能把“全不相等”說成“不全相等”;不能把“兩兩相交且不過同一個點的三條直線”與“兩兩相交的三條直線”相混淆.
在培養(yǎng)學生語言表述能力的過程中,教師嚴密的語言表述對學生起著潛移默化的作用.教師要注意課堂教學語言的錘煉,給學生作出表率.
二、準確運用概念,克服粗疏的思維習慣
概念是思維的細胞,學生在運用概念解題時,往往不能全面、準確地把握住有關概念的實質,僅僅注意到定義中的某一部分條件.如忽視象限角概念中“角的終邊不在坐標軸上”這一條件,出現(xiàn)“若α是第二象限的角,則2α是第三或第四象限的角“這一錯誤判斷;又如,有的學生忽視奇、偶函數(shù)對定義域的要求,即定義域所表示點集必須關于原點對稱,從而出現(xiàn)“函數(shù)f(x)=x+7cosx(-1≤x≤3)是偶函數(shù)”的錯誤.
例1.判斷函數(shù)量f(x)=的奇、偶性.
學生往往這樣解答:
∵f(-x)==,
∴f(-x)≠f(x)且f(-x)≠-f(x).
∴f(x)既不是奇函數(shù),又不是偶函數(shù).
這是個錯誤解,錯在沒有先求函數(shù)的定義域,然后將函數(shù)的解析式恒等變形.
由1-x≥0|x+2|-2≠0得出函數(shù)的定義域為[-1,0)∪(0,1].將函數(shù)恒等變形,得f(x)=,f(x)是奇函數(shù).
三、深刻理解定理、公式、法則,克服生搬硬套的思維習慣
定理、公式、法則都有各自適用范圍,絕不能不問條件,到處生搬硬套.對學生濫用定理、公式、法則所產生的解題錯誤,教師注意及時剖析并予糾正,從而培養(yǎng)學生靈活、準確運用定理、公式、法則的嚴謹思維習慣.
例2.已知方程x+x+p=0的兩虛根為α、β,且|α-β|=3,求實數(shù)p的值.
錯解:由α+β=-1,αβ=p,|α-β|=3,得|α-β|=(α-β)=(α+β)-4αβ.
∴1-4p=9, ∴p=-2.
實際上,當p=-2時,原方程的兩根為1和-2,并非虛根.產生錯誤的原因是將實數(shù)范圍內成立的等式“|x|=x”生硬地搬到復數(shù)范圍去使用.正確解法是:
設a=a+bi(ab∈Rb≠0),則β=a=a-bi,|α-β|=|2bi|=2|b|=3,∴b=±3/2.
由α+β=-1,得a=-1/2,∴P=aβ=a+b=5/2.
四、周密審題,深入鉆研、克服單一化,表面化的思維習慣
探討問題不能只考慮一種情況、一種結果,要全面深入地分析,看看有沒有其他情況、其他結果.力戒單一化、表面化的思維習慣.
例3.把下面方程化為普通方程,并說明它表示什么曲線:
x=(t+)……① (t是參數(shù))y=(t-)……②
如果只考慮到a≠0、b≠0的一般情況,沒有去處理a、b至少有一個為零的特殊情況,那么只能得到片面的結果:消qqq0niGNWOCxAhPgbRJiWIh/J+3XZHDFBtfGLSU2jto=參數(shù)t,得到x/a-y/b=1,它表示雙曲線.正確解答是:
?。?)當a≠0、b≠0時,所求普通方程為x/a-y/b=1,它表示雙曲線;
?。?)當時a=0、b≠0時,所求普通方程x=0(y∈R),它表示y軸;
?。?)當時a≠0、b=0,由①得x=(t+)≥a.
∴所求普通方程為y=0(x≥|a|或x≤-|a|),它表示x軸上兩條射線;
?。?)當a=b=c時,所求普通方程x+y=0,它表示原點.
例4.實數(shù)a、b滿足a+b=1,求點M(a+b,ab)軌跡.
不少學生常常做出如下解答:
設x=a+b,y=ab,則:
1=a+b=(a+b)-2ab=x-2y.
∴點M的軌跡是拋物線,其方程為x=2(y+).
其實,如果能周密審題、深入鉆研,由a+b=1可得(a+b)≤2(a+b)=2,x≤2,就會發(fā)現(xiàn)點M的軌跡是拋物線的一段,其方程為x=2(y+)(-≤x≤).
五、剖析“可解”的錯題,克服輕信、盲從的思維習慣
有些數(shù)學題,雖然“可解”,然而由于編題者考慮欠周密,以至成為錯題.剖析這種錯題,對于幫助學生克服輕信、盲從的思維習慣,增強思維的批判性大有裨益.
例5.一個直角三角形的周長為10,斜邊上的中線長為2,求此三角形的面積.
解題能力比較強的學生常作如下解答:
設兩直角邊長分別為a、b,因斜邊長為4,則:
a+b=6①a+b=16 ②
?、?②,得2ab=20.
∴三角形的面積S=ab=5.
在上述解答中,將ab作整體處理,解法簡捷.然而,正是這種處理掩蓋了a、b不可能是實數(shù)這一實質.其實,由a+b=6,ab=10,可知a、b是方程x-6x+10=0的兩個根,由Δ<0,得a、b不是實數(shù).至此,我們發(fā)現(xiàn)這道例題是一道錯題.進一步深入鉆研,可以推導出直角三角形中,周長p與斜邊長c的關系是(-1)p<c<p/2.在例4中,p=10,c=4,不適合于(-1)p<c,所以不存在周長為10,斜邊上的中線長為2的直角三角形.
作為數(shù)學教師,我們在平時的數(shù)學教學實踐中,要善于抓住各種機會,利用多種形式、持之以恒地注重培養(yǎng)學生嚴謹?shù)乃季S習慣.