摘 要: 教師在教學(xué)中更要引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會發(fā)散思維,即會轉(zhuǎn)換思考角度、轉(zhuǎn)變思維方式,用不同的思路從不同的途徑來掌握知識.本文作者就課堂教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力談?wù)剛€人的幾點(diǎn)體會和認(rèn)識.
關(guān)鍵詞: 課堂教學(xué) 概念教學(xué) 變式教學(xué) 情境創(chuàng)設(shè) 發(fā)散思維
發(fā)散思維是對已知信息進(jìn)行多方向、多角度的思考,不局限于既定的理解,從而提出新問題,探索新知識或發(fā)現(xiàn)多種解答和多種結(jié)果的思維方式.
新的《數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出,應(yīng)使學(xué)生“具有創(chuàng)新意識,能獨(dú)立思考,勇于有根據(jù)地懷疑,養(yǎng)成尊重事實(shí),大膽想象的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神”.“發(fā)散”是一種能力,即一個人發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的能力;“發(fā)散”又是一種思維活動,是智力思維能力的綜合反映.而正確培養(yǎng)和拓展學(xué)生的發(fā)散思維能力,對強(qiáng)化其創(chuàng)新意識,提高其數(shù)學(xué)素質(zhì)有著舉足輕重的作用.因此,教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會發(fā)散思維,即會轉(zhuǎn)換思考角度、轉(zhuǎn)變思維方式,用不同的思路從不同的途徑來掌握知識.這不僅有利于提高學(xué)生的靈活性、多面性與創(chuàng)造性,還有利于培養(yǎng)開拓型人才.我就課堂教學(xué)中如何培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力談?wù)剮c(diǎn)體會和認(rèn)識.
一、深化數(shù)學(xué)概念教學(xué),形成知識網(wǎng)絡(luò),做好知識準(zhǔn)備
數(shù)學(xué)概念是整個數(shù)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),是數(shù)學(xué)思想方法的載體.學(xué)生對基礎(chǔ)概念理解得深淺,掌握得透徹與否,將直接影響其在解題過程中思維的準(zhǔn)確性和廣闊性.所以,在教學(xué)中,學(xué)生對概念的掌握必須做到“四要”:一要了解概念的產(chǎn)生過程和背景;二要準(zhǔn)確表述概念的內(nèi)容(其中包括文字表述,符號表述,圖形表述);三要深刻挖掘的內(nèi)涵和外延(即條件限制的挖掘,特殊情形的挖掘,思想方法的挖掘);四要學(xué)會普遍聯(lián)系,揭示規(guī)律,明確概念所帶來的解題中思維的關(guān)鍵點(diǎn)(也即思維發(fā)散的關(guān)鍵點(diǎn)).例如:在教學(xué)“直線與圓的位置關(guān)系”的概念時,首先可以通過直觀教具顯示直線與圓存在幾種位置關(guān)系,讓學(xué)生了解概念的必要性.同時讓學(xué)生回顧點(diǎn)與線的位置關(guān)系及點(diǎn)到直線距離的度量方式,自然引出直線與圓的位置關(guān)系的概念,體現(xiàn)定義的合理性、完備性和科學(xué)性,最后通過直線與點(diǎn),以及直線與圓的關(guān)系的對比,反映度量的本質(zhì),揭示概念之間的內(nèi)在聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力.在整章知識學(xué)習(xí)結(jié)束后,應(yīng)該對整章知識進(jìn)行梳理及總結(jié),實(shí)現(xiàn)對教材基礎(chǔ)知識和基本方法的系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化.例如,對“函數(shù)概念與基本初等函數(shù)”一章知識進(jìn)行梳理時,首先可以引導(dǎo)學(xué)生按教材章節(jié)從整體上把知識劃分為幾個部分,并以此為主要內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分解,畫出知識結(jié)構(gòu)示意圖(如圖1).然后,讓學(xué)生根據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖進(jìn)行歸納聯(lián)系,并且要求學(xué)生對基本思想方法進(jìn)行總結(jié).
二、進(jìn)行變式教學(xué),鼓勵學(xué)生從不同角度思考問題
在課堂教學(xué)中進(jìn)行變式教學(xué),即教師要注意引導(dǎo)學(xué)生多角度思考,多途徑解題,使學(xué)生的思路逐步開闊,從而培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維.從數(shù)學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)來看,以下幾點(diǎn)應(yīng)特別重視.一是啟迪學(xué)生利用知識之間的橫向聯(lián)系來分析、解決數(shù)學(xué)問題,比如,對于一個數(shù)學(xué)問題,可要求學(xué)生從代數(shù)、幾何、三角、解析幾何或其他學(xué)科知識等多方面來思考,以尋求解決問題的途徑.二是“因題制宜”,啟迪學(xué)生從習(xí)慣思路的反方向去思考和分析問題,這在數(shù)學(xué)教學(xué)中常常表現(xiàn)為啟迪學(xué)生逆用定義、定理、公式和法則;啟迪學(xué)生逆向進(jìn)行推理,即順推繁復(fù)時考慮逆求;啟迪學(xué)生反向進(jìn)行證明,即直接解決困難時考慮間接解決;啟迪學(xué)生從反向形成新結(jié)論,即探討可能性或合理性存在邏輯困難時考慮探討新的可能性等.三是啟迪學(xué)生尋求多種多樣解決問題的途徑.比如,既考慮分析法,又考慮綜合法;既考慮直接證法,又考慮間接證法;既考慮常規(guī)方法,又考慮非常規(guī)方法,等等.下面我就解題中的幾種方法進(jìn)行說明.
1.一題多解.
一題多解可以引導(dǎo)學(xué)生從不同角度考慮問題,從而使他們得到各種不同的方法,以拓寬他們的思路,發(fā)散他們的思維,培養(yǎng)他們思維的變通性.
如一道由書本上的習(xí)題改編的題:“已知S是等差數(shù)列{a}的前n項(xiàng)和,S=S(p>q),則S=?搖 ?搖.”
解法一:基本量法.由S=na+d,以及S=S(p>q),解得:a=d,代入S=(p+q)a+d,即得S=0.
解法二:函數(shù)思想.S可以表示為關(guān)于n的二次函數(shù),其對稱軸為,由圖像可知其與x軸的交點(diǎn)一處為(0,0),另一處為(p+q,0),故S=0.
解法三:優(yōu)化基本量法.由S=An+Bn,以及S=S(p>q),代入得A(p+q)+B=0,,S=A(p+q)+B(p+q),代入即得S=0.此法雖然也是基本量法,但使解題過程得以簡化,同時也體現(xiàn)了整體代換的思想.
解法四:解填空題也可以構(gòu)造數(shù)列.例如:-3,-2,-1,0,1,2,3,4,…令q=2,p=5,S=S=-5,則S=0,從而可猜測S=0.
解法五:利用等差數(shù)列中的一個結(jié)論,若S是等差數(shù)列前項(xiàng)和,則數(shù)列{}是等差數(shù)列.設(shè){}的公差為d,則=+(p-q)d,=+pd,消去d得S=(S-S)=0.實(shí)際上此解法也可以理解成三點(diǎn)P(p,),Q(q,),N(p+q,)共線,利用斜率相等列式.
2.一題多變.
一題多變是充分利用教材,發(fā)揮教材中習(xí)題的作用,挖掘習(xí)題的潛能,引導(dǎo)學(xué)生步步深入,形成探索性思維.
在上拋物線的習(xí)題課時,以課本習(xí)題“過拋物線y=2px的焦點(diǎn)的一條直線和這條拋物線相交,兩個交點(diǎn)的縱坐標(biāo)為y、y,求證:yy=-p.”為例.首先讓學(xué)生認(rèn)真審題,互相討論,互相啟發(fā),集思廣益,不難得到幾種不同的證法.然后通過層層設(shè)問,及時引導(dǎo),創(chuàng)造良好的思維環(huán)境,結(jié)合圖形誘發(fā)學(xué)生的聯(lián)想,使他們有所發(fā)現(xiàn),從這一命題出發(fā),引申出一系列關(guān)于拋物線焦點(diǎn)的其他命題.
命題1:過拋物線焦點(diǎn)弦的端點(diǎn)作準(zhǔn)線的垂線,而垂足P、Q與焦點(diǎn)的連線互相垂直.
設(shè)問1:若以PQ為直徑畫圓,焦點(diǎn)與此圓的位置關(guān)系怎樣?(如圖2)
命題2:以拋物線的焦點(diǎn)弦在準(zhǔn)線上的射影為直徑的圓必過焦點(diǎn).
設(shè)問2:取PQ的中心M,則M為此圓的圓心,連MF、MA,△APM與△AFM全等嗎?為什么?
學(xué)生易答:因?yàn)閨MP|=|MF|,|AP|=|AF|,AM為公共邊,故△APM≌△AFM.
設(shè)問3:能判斷AB與MF的位置關(guān)系嗎?
答:由△APM≌△AFM得:∠AMF=∠APM=90°,故AF⊥MF,而AF與⊙M相切,于是得:
命題3:拋物線焦點(diǎn)弦在準(zhǔn)線上射影的中點(diǎn)與焦點(diǎn)的連線垂直于焦點(diǎn)弦.
命題4:拋物線的焦點(diǎn)弦與以它在準(zhǔn)線上射影為直徑的圓相切于焦點(diǎn).
設(shè)問4:取AB中點(diǎn)C,連接MC,能發(fā)現(xiàn)線段MC的長與焦點(diǎn)弦長有什么關(guān)系?
|MC|===
設(shè)問5:設(shè)MC與拋物線相交于點(diǎn)D,連接DF.△MFC是什么三角形?(如圖3)
答:由命題3可知是直角三角形.
設(shè)問6:D是斜邊MC的中點(diǎn)嗎?
由|MD|=|DF|及平面幾何知識易得:|DF|=|DC|,故D為MC的中點(diǎn).
總結(jié)可得:
命題5:拋物線焦點(diǎn)弦的中點(diǎn)到準(zhǔn)線的距離等于焦點(diǎn)弦長的一半,且其線段被拋物線平分.
設(shè)問7:連AB,BM,判斷△AMB的形狀.
從|MC|==|AC|=|BC|,可得∠MAC=∠AMC,∠CMB=∠CBM,因此∠AMC+∠CMB=∠CBM+∠MAC,故△AMB為直角三角形.
命題6:過拋物線焦點(diǎn)弦的中點(diǎn)作準(zhǔn)線的垂線,垂足與焦點(diǎn)弦兩端點(diǎn)的連線互相垂直.
類似還可得:
命題7:過拋物線焦點(diǎn)弦的中點(diǎn)作準(zhǔn)線的垂線,垂足必在焦點(diǎn)弦為直徑的圓上.
命題8:以拋物線焦點(diǎn)弦為直徑的圓必與準(zhǔn)線相切.
3.一題多思.
一題多思可以培養(yǎng)學(xué)生從新的角度、用新的觀點(diǎn)去認(rèn)識事物、解決問題,從而培養(yǎng)學(xué)生思維的獨(dú)創(chuàng)性.
例如為了讓學(xué)生徹底弄清楚軸對稱問題,以“求點(diǎn)A(6,4)關(guān)于直線4x+3y-11=0的對稱點(diǎn)A′的坐標(biāo).”為基本題,進(jìn)行一題多思,恰當(dāng)?shù)貙υ擃}進(jìn)行演變、引申、拓廣.
?。?)逆向思維:若A(6,4)與A′(-2,2)關(guān)于直線l對稱,求直線l的方程.
?。?)問題一般化:求點(diǎn)A(x,y)關(guān)于直線l∶Ax+By+C=0的對稱點(diǎn)A′的坐標(biāo).
(3)問題特殊化:求點(diǎn)A(6,4)關(guān)于直線l∶y=x,l∶y=-x的對稱點(diǎn)A′、A″的坐標(biāo).
?。?)問題引申:求直線:x-y-2=0關(guān)于直線:4x+3y-11=0的對稱直線的方程.
?。?)與最值結(jié)合:在直線上l∶4x+3y-11=0上找一點(diǎn)M,使它到A(6,4),B(5,1)兩點(diǎn)距離之和最小.
4.開放性問題.
在教學(xué)過程中教師可以結(jié)合課本的例題、練習(xí)題,以及自編的一些特別的練習(xí)題,要求學(xué)生由因?qū)す?,?zhí)果索因,促使學(xué)生廣開思路,多角度、多途徑地思考問題.
如圖4所示,在直四棱柱ABCD-ABCD中,當(dāng)?shù)酌嫠倪呅蜛BCD滿足?搖?搖條件時,有AC⊥BD(注:填上你認(rèn)為正確的一種條件即可,不必考慮所有可能的情形).
分析:由于AA⊥平面ABCD,容易得到AC⊥BD是AC⊥BD的充要條件,而題目只需填寫一個充分條件,答案舉例如下:
1.AC⊥BD
2.ABCD是正方形
3.ABCD是菱形
4.AB=AD且BC=DC
5.AB=BC且AD=DC
6.S=AC?BD
7.底面ABCD的對角線平分一組對角
8.底面ABCD關(guān)于對角線對稱
此題沒有一個固定的答案,抓住P7LLGKwXsAE3h1kFB1Imlg==關(guān)鍵條件AC⊥BD是解決問題的重點(diǎn).設(shè)計(jì)一些答案不唯一的試題,要求學(xué)生從不同角度分析比較,鼓勵學(xué)生各抒己見.
總之,解題教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的主渠道,在解題教學(xué)中注意培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維的能力,對于提高學(xué)生的思維品質(zhì),提高課堂教學(xué)質(zhì)量,改變一些學(xué)生高分低能的狀況,是一種行之有效的方法.
三、創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生求知欲,調(diào)動學(xué)生思維積極性
“興趣是最好的老師”,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,是數(shù)學(xué)教學(xué)中促進(jìn)發(fā)散思維的重要手段.
1.以舊引新,激發(fā)學(xué)生探求新知識的興趣.
例如,在介紹二面角的概念時,先復(fù)習(xí)提問初中角的概念,通過點(diǎn)類比線,通過射線類比半平面,使學(xué)生產(chǎn)生對新知識的求知欲,從而提高學(xué)生思維的積極性.
2.創(chuàng)設(shè)問題情境,引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí).
例如,在等比數(shù)列一節(jié)的教學(xué)中,可創(chuàng)設(shè)如下有趣的問題:龜兔賽跑,烏龜在前方1米處,兔子的速度是烏龜?shù)?0倍,當(dāng)它追到1米處時,烏龜前進(jìn)了米;當(dāng)它追到米處時,烏龜又前進(jìn)了米;當(dāng)它追到米時,烏龜又前進(jìn)了米……(1)分別寫出相同的各段時間里兔子和烏龜各自所行的路程;(2)兔子能追上烏龜嗎?讓學(xué)生觀察這兩個數(shù)列的特點(diǎn)引出等比數(shù)列的定義,由此導(dǎo)入新課,能夠有效地促進(jìn)學(xué)生積極思考,激發(fā)濃厚興趣,很快進(jìn)入主動學(xué)習(xí)狀態(tài).
總之,發(fā)散思維能力的培養(yǎng),主渠道是課堂教學(xué).教師要最大限度地發(fā)揚(yáng)課堂民主,調(diào)動學(xué)生參與學(xué)習(xí)的積極性,營造生動活潑的課堂氛圍,讓學(xué)生愉快思考,積極探索,大膽質(zhì)疑.教師要巧設(shè)問題,善設(shè)疑點(diǎn),給學(xué)生一個自由發(fā)揮的天地,提供積極參與的思維空間,學(xué)生對知識有了強(qiáng)烈的興趣,才會主動地、積極地參與到學(xué)習(xí)活動中,它要求教師在教學(xué)中注意發(fā)掘一切可以調(diào)動學(xué)生發(fā)散思維能力的因素,開發(fā)學(xué)生的智力潛能,從而從根本上提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力.
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