紀(jì)昌江
從邏輯學(xué)上講,若說明一個命題是正確的,必須經(jīng)過嚴(yán)密的推證;而要說明一個命題是錯誤的,卻只須舉出一個“反例”,即舉出一個符合命題的條件而不符合該命題的結(jié)論(或與某一已經(jīng)證實的正確結(jié)論)的示例就可以了,這種與命題相矛盾的示例即稱為反例.
對于一個命題來說,反例是簡明有力的否定方法;而對于學(xué)生的學(xué)習(xí)過程來說,它又是加深對概念、定理等數(shù)學(xué)對象理解的重要手段,更是我們認識一個新問題(或新數(shù)學(xué)對象)過程中的認知規(guī)律之一. 在數(shù)學(xué)教學(xué)中教師若能通過反例的教學(xué),對學(xué)生所犯的錯誤加以剖析,讓學(xué)生從分析中認識到“錯誤”產(chǎn)生的原因,這對學(xué)生準(zhǔn)確而深刻地把握概念,掌握知識與方法,預(yù)防知識性或方法性的錯誤,乃至提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,形成嚴(yán)謹?shù)乃季S品質(zhì),都將會起到積極的作用.
一、運用反例,深入概念內(nèi)涵,拓展概念外延
教育心理學(xué)研究表明:“概念或規(guī)則的正例傳遞了最有利于辨別的信息. ”即人們在獲得一個正確認識的過程中,往往要經(jīng)過正反兩方面的比較和鑒別,才能完整地將新的認知“同化”于原有的認知結(jié)構(gòu)之中. 因為正面示例,只是回答了什么情況下“是”的問題,而“反例”顯然通過另一個側(cè)面抓住該概念的本質(zhì),回答了什么情況下“不是”的問題,即從認知的反方向,幫助學(xué)生加深對概念的認識.
例1 在學(xué)習(xí)定理“兩邊極其夾角對應(yīng)相等的兩個三角形全等”時,同學(xué)們自然想到結(jié)論“有兩邊及其中一邊的對角對應(yīng)相等”,教師可以引導(dǎo)學(xué)生動手畫圖,尋找是否會出現(xiàn)“例外”的情況,結(jié)果會出現(xiàn)這樣的反例:如圖,在△ABC和△ABD中,AB = AB,BC = BD,∠A = ∠A,但△ABC與△ABD不全等. 由此可以引導(dǎo)學(xué)生思考:需要再添加什么條件兩個三角形就全等了,由畫圖可知,只要兩個三角形都是銳角三角形,它們就全等了.
二、引入反例,深刻理解定理,全面掌握性質(zhì)
學(xué)生在學(xué)習(xí)一個新的定理、性質(zhì)時,往往會因為種種原因而忽略定理、性質(zhì)中關(guān)鍵詞語的理解與挖掘,從而造成認知“缺陷”,導(dǎo)致問題解決時的錯誤運用. 若在教學(xué)中恰當(dāng)引入反例,可以幫助學(xué)生牢記定理的關(guān)鍵詞語,并從“認知策略”上全面認識和掌握新知識,繼而形成良好的思維習(xí)慣與方式.
三、構(gòu)造反例,準(zhǔn)確把握法則,靈活運用公式
新課程要求變革傳統(tǒng)、單一的課堂,讓學(xué)生有機會在產(chǎn)生知識的過程中學(xué)習(xí). 心理學(xué)家對人類認知活動的研究表明:對一個新事物的理解與運用,只有建立成功的經(jīng)驗和失敗的教訓(xùn)的互相作用之下,有了一定的過程,才能真正地正確理解及靈活運用. 數(shù)學(xué)中的很多性質(zhì)、法則都是以公式的形式出現(xiàn)的,它們也一般都有一定的適用范圍. 運用過程中,學(xué)生出一點錯誤本屬正?,F(xiàn)象. 但是,教師應(yīng)該讓這種“正常”現(xiàn)象,盡快地在學(xué)生的認知過程中“自覺”消失. 教學(xué)中若有目的地恰當(dāng)引用一些反例,能加深學(xué)生對公式、法則的適用條件的認識與理解,使他們達到對公式、法則有效的理解與掌握,從而在對比中積累“靈活運用”的機智,讓這種“正?!爆F(xiàn)象化歸“不正常”,最終從暫存的記憶中抹去.
四、借助反例,增強防范意識,提高糾錯能力
由命題結(jié)構(gòu)可知,中學(xué)范疇的數(shù)學(xué)結(jié)論可劃分為三類:① 充要條件型,② 充分條件型,③ 必要條件型. 特別是②③兩種類型,在問題解決的應(yīng)用時,學(xué)生經(jīng)常會出現(xiàn)差錯,并且極不易發(fā)現(xiàn)錯誤所在. 倘若讓學(xué)生在“反例”和“反問”中探索、討論,則可增長“策略性知識”,修正原有的“陳述性知識”模塊,提升其思維的準(zhǔn)確性和防錯意識,幫助他們發(fā)現(xiàn)問題,分析錯誤原因,找出正確的解題方法.
例4 已知關(guān)于x的方程x2 - mx - m + 3 = 0的兩個根都大于-5,求m的取值范圍.
錯解 由題意得, x1 > -5,x2 > -5,Δ ≥ 0,所以x1 + x2 = m > -10,x1x2 = -m + 3 > 25,Δ = m2 - 4(-m + 3) ≥ 0,
即m > -10,m < -22,m ≥ 2或m ≤ -6,所以這樣的m不存在.
反例 若取m = 2時方程為x2 - 2x + 1 = 0,它的兩個根為1都大于-5. 所以這道題并非無實數(shù)解. 所以上述解答是錯誤的.
事實上,x1 > -5x2 > -5與x1 + x2 > -10x1x2 > 25并不等價. 前者是后者的充分條件,但不是必要條件,其錯誤的原因是將充分條件當(dāng)作“充要條件”使用了.
新課程改革要求教師幫助學(xué)生設(shè)計恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)活動和形成有效的學(xué)習(xí)方式. 數(shù)學(xué)教學(xué)中,適時地、恰當(dāng)?shù)匾胍恍┓蠢瑢τ陟柟毯驼莆崭拍?、公式、定理和法則,培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的思維能力,特別是批判思維、逆向思維和邏輯思維能力,活躍課堂氣氛,都有著不可估量的作用.