文/劉靜
摘 要:《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準》明確將“獲得分析問題和解決問題的一些基本方法,體驗解決問題方法的多樣性,發(fā)展創(chuàng)新意識.”作為總目標之一,以上提到“作為教育任務(wù)的數(shù)學(xué)不是現(xiàn)成的數(shù)學(xué),而是創(chuàng)造的數(shù)學(xué)”。提出通過數(shù)學(xué)問題解決的學(xué)習(xí),可以發(fā)展數(shù)學(xué)思維能力,發(fā)展學(xué)生獨立地、創(chuàng)造性地解決問題的能力,而問題解決的主要形式和途徑是數(shù)學(xué)解題的關(guān)鍵。從創(chuàng)設(shè)良好的數(shù)學(xué)問題情境,激發(fā)創(chuàng)造熱情;關(guān)注數(shù)學(xué)解題的思維過程,培養(yǎng)創(chuàng)造意識;優(yōu)化數(shù)學(xué)解題的引導(dǎo)策略,發(fā)展創(chuàng)造力三部分對在數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)創(chuàng)造力作了理性思考,并聯(lián)系教學(xué)實踐做了操作性的闡述.
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)解題;教學(xué)過程;發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力
一、解題教學(xué)發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力的理念解析
創(chuàng)造力一般是指產(chǎn)生新的想法,發(fā)現(xiàn)和制造新的事物的能力.創(chuàng)造力與一般能力的區(qū)別在于它的新穎性和獨創(chuàng)性.它的主要成分是發(fā)散思維,即無定向、無約束地由已知探索未知的思維方式.數(shù)學(xué)本身的特點使它與創(chuàng)造力有著不解之緣。數(shù)學(xué)問題解決的能力是數(shù)學(xué)能力的核心.解題在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動中有其不可替代的重要作用:(1)解題是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容;(2)解題是掌握數(shù)學(xué),學(xué)會“數(shù)學(xué)地思維”的基本途徑;(3)解題是評價學(xué)習(xí)的重要方式。數(shù)學(xué)教學(xué)的一個很重要的任務(wù),就是教學(xué)生學(xué)習(xí)如何解數(shù)學(xué)題,教學(xué)生學(xué)會“數(shù)學(xué)地思維”.學(xué)數(shù)學(xué),就要解數(shù)學(xué)題,數(shù)學(xué)解題學(xué)習(xí)對學(xué)生鞏固知識、培養(yǎng)素質(zhì)、發(fā)展能力和促進個性心理發(fā)展都具有極其重要的作用和意義.
二、在數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力
(一)關(guān)注數(shù)學(xué)解題思維過程,培養(yǎng)創(chuàng)造意識
我們在數(shù)學(xué)問題的解決過程中,不僅要關(guān)心問題的結(jié)果,更要關(guān)心求得結(jié)果的過程,即問題解決的整個思考過程.數(shù)學(xué)解題思維過程的四個階段實質(zhì)是:理解、轉(zhuǎn)換、實施、反思,關(guān)注數(shù)學(xué)問題解決的過程,就應(yīng)關(guān)注解題的每個階段:
1.理解題目
任何問題解決的過程,首先是理解這個問題,對它進行表征以形成問題空間.例如:
求■+■(x≥0)的最小值.
學(xué)生從代數(shù)意義上理解問題,因此,嘗試用函數(shù)的思想解決問題,但感到困難.此時我們可以帶學(xué)生重新審題:(1)你能重述問題嗎?(2)你用到了所有的條件嗎?(3)你能從幾何角度來理解■的意義嗎?
學(xué)生在熟悉題目的基礎(chǔ)上對問題進行幾何敘述,從而解決問題.具有創(chuàng)造力的人在解決問題時,總是以獨特的方式聯(lián)結(jié)不同的概念、知識,從而對問題作出創(chuàng)造性的理解.
2.擬定計劃
當學(xué)生開始解決數(shù)學(xué)問題時,我引導(dǎo)學(xué)生對自己提出開闊思路的問題:
(1)見到過這個問題嗎?見到過類似的問題嗎?(條件、圖、結(jié)論)
(2)見過與問題相關(guān)的問題嗎?(相關(guān)問題的條件,結(jié)論和方法可以利用嗎?)
例如,在四邊形ABCD中AD=BC,點E、F分別是AB、CD的中點,延長AD、BC與直線EF分別交于P、Q兩點,求證:∠APE=∠BQE
這時可以聯(lián)想到已經(jīng)做過的問題:在四邊形ABCD中AD=BC,點E、F、M分別是AB、CD、AC的中點,求證:△EFM是等腰三角形.
不難發(fā)現(xiàn)兩題條件是相同的,三角形中位線定理可以利用,因而解決新問題的大門鑰匙已經(jīng)握在手中了.
創(chuàng)造力來自基本的認知過程,通過關(guān)注學(xué)生這一階段觀察、比較、分析、特殊化、一般化、模型化等數(shù)學(xué)思維方法的訓(xùn)練,必定促使其數(shù)學(xué)創(chuàng)造力的發(fā)展.
3.實施計劃
執(zhí)行解題方案時,要檢查每一個步驟.在這一過程中我既會采用抽象、分類、歸納、演繹等邏輯思維的方式,也常常運用直覺靈感等非邏輯思維的方式來解決問題.在實施解題計劃時我們要清楚地“看出”這個步驟的正確性,并且“證明”這個步驟的正確性.
例如,已知x2+■=14,求x+■_______.
比較條件和目標,直覺告訴我們運算過程與乘法公式(a+b)2=a2+b2+2ab有關(guān).但問題的解決還需借助恰當?shù)倪壿嬐评恚簒2+■與(x+■)2相差一項2x·■=2也就是說后者比前者大2.于是就有(x+■)2=16則x+■=±4.
直覺靈感屬非邏輯思維方式,它具有爆發(fā)性、靈活性,富有創(chuàng)造力.非邏輯思維能力的發(fā)展有賴于長期的有目的的邏輯思維,而邏輯思維也往往借助于直覺、靈感,發(fā)展學(xué)生的直覺思維和邏輯思維能力,從而促進創(chuàng)造力的發(fā)展.
4.回顧反思
引導(dǎo)學(xué)生自己去做,就必然出現(xiàn)學(xué)生經(jīng)常不用教師講的或課本上現(xiàn)成的方法和思路去解決問題的現(xiàn)象.教師對解決錯誤問題時僅僅加以點評、引導(dǎo)、總結(jié)是遠遠不夠的.反思應(yīng)該是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)必不可少的一個環(huán)節(jié).引導(dǎo)學(xué)生進行反思是數(shù)學(xué)問題解決過程中重要的引導(dǎo)策略.
例如,如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,CD是AB上的中線,且CD=1,若△ABC的周長為2+■,求△ABC的面積.
■
通常設(shè)AC=x,BC=y用方程組x+y=■(1)x2+y2=22 (2)
求得x=■y=■或x=■y=■再求的S△ABC=■.
這時應(yīng)當回顧解題過程:題目要求什么?為什么要解方程組?求出x,y的值后是怎樣求面積的?不難看出本題的求解過程還可以優(yōu)化:把(1)式平方減去(2)式,得2xy=1,可得S△ABC=■xy=■.
解題回顧的過程中,要回顧:一開始是怎樣探索的,走過哪些彎路,產(chǎn)生過哪些錯誤,為什么會出現(xiàn)這些彎路和錯誤等.久而久之,就可以總結(jié)出帶有規(guī)律性的經(jīng)驗.這些帶有規(guī)律性的經(jīng)驗,有的是解題的策略,有的是解題的元認知知識,它們都是今后解題的行動指南。
(二)優(yōu)化數(shù)學(xué)解題的引導(dǎo)策略,發(fā)展創(chuàng)造力
1.一題多解,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維
一題多解是從不同的角度、不同的方位審視分析同一題中的數(shù)量關(guān)系,用不同解法求得相同結(jié)果的思維過程.教學(xué)中適當?shù)囊活}多解,可以激發(fā)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)和去創(chuàng)造的強烈欲望,從而培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì),發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維.
例如,如圖,已知四邊形ABCD中,AB=CD,M、N分別是AD、BC的中點,EF⊥MN,求證:∠AEF=∠DFE.
同學(xué)們有以下證法:
解法一(如圖1):
延長BA,NM,CD,交于點G,H,連接BD,取中點P,連接MP,NP
∵AB=CD,M,N,P為中點,∴MP=NP(中位線的意義)
∴∠PNM=∠PMN=∠BGN=∠CHN.
∵MN⊥EF,∴∠HOF=∠HOE=90°∴∠FEA=∠EFD
解法二(如圖2):
分別過點D,B作AB,AD的平行線,交于點G連接CG,取CG的中點H,連接NH,DH
∵AB=CD,且AB∥DG,AD∥BG.∴AB=DG=CD,∠AEF=∠DLF,可證△CGD為等腰三角形,得NH=DM且NH∥DM,∴四邊形MDHN為平行四邊形,
易得∠AEF=∠DFE
解法三(如圖3):
過點M,B,C,M作AB,AM,DM,CD的平行線,交于點O,P,連接OP
∵M為中點,易得BP=OC,
∵N為中點,可得△BPN≌△CON,∴PN=ON
可得MN⊥OP,∵EF⊥MN,易得∠AEF=∠DFE
■
學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性空前高漲,信心倍增.
2.多題一解,培養(yǎng)學(xué)生提煉數(shù)學(xué)模型的能力
發(fā)展數(shù)學(xué)創(chuàng)造力,需要有把握問題的實質(zhì)的能力,學(xué)生在解決問題的學(xué)習(xí)中,必須要以已有的解題經(jīng)驗為基礎(chǔ),同時要在新問題與舊經(jīng)驗之間建構(gòu)起意義上的聯(lián)系.新課程標準也要求培養(yǎng)學(xué)生的建模思想.
例如,(1)如圖4,已知等腰△ABC中,AB=AC.D是底邊BC上任一點,過點D作DE⊥AB,垂足為E,作DF⊥AC,垂足為F,求證:DE+DF為定值.
■
圖4 圖5
(2)如圖5,已知正方形ABCD中,G是BC邊上任一點,對角線BD,AC交于點O,過點G作GE⊥BD,垂足為E,GF⊥AC,垂足為F,求證:GE+GF為定值.
至此,再將問題的背景變化到其他四邊形,如,矩形、等腰梯形等,或者將條件中點的位置更一般化,如(圖4)中的D是直線BC上一點等.
學(xué)生通過分析對比,不僅加深了對圖形的幾何性質(zhì)的理解,更重要的是體驗了化歸的思想.
總之,在日常教學(xué)中,我們不僅要培養(yǎng)學(xué)生具有現(xiàn)代化科學(xué)的系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和基本技能,更應(yīng)注重學(xué)生數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的積累,促使學(xué)生學(xué)會思考,具有獨立地、創(chuàng)造性地解決問題的能力.筆者通過創(chuàng)設(shè)良好的數(shù)學(xué)問題情境,激發(fā)創(chuàng)造熱情;關(guān)注數(shù)學(xué)解題的思維過程,培養(yǎng)創(chuàng)造意識;優(yōu)化數(shù)學(xué)解題的引導(dǎo)策略,發(fā)展創(chuàng)造力三部分對數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中發(fā)展創(chuàng)造力進行了理性思考和實踐探究。
參考文獻:
[1]馬忠林.數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)論.廣西教育出版社,2001.
[2]邵瑞珍.教育心理學(xué).上海教育出版社,1998.
[3]G·波利亞.怎樣解題.科學(xué)出版社,1982.
[4]羅增儒,羅新兵.作為數(shù)學(xué)教育任務(wù)的數(shù)學(xué)解題.數(shù)學(xué)教育學(xué)報,2005(01).
編輯 王團蘭
摘 要:《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準》明確將“獲得分析問題和解決問題的一些基本方法,體驗解決問題方法的多樣性,發(fā)展創(chuàng)新意識.”作為總目標之一,以上提到“作為教育任務(wù)的數(shù)學(xué)不是現(xiàn)成的數(shù)學(xué),而是創(chuàng)造的數(shù)學(xué)”。提出通過數(shù)學(xué)問題解決的學(xué)習(xí),可以發(fā)展數(shù)學(xué)思維能力,發(fā)展學(xué)生獨立地、創(chuàng)造性地解決問題的能力,而問題解決的主要形式和途徑是數(shù)學(xué)解題的關(guān)鍵。從創(chuàng)設(shè)良好的數(shù)學(xué)問題情境,激發(fā)創(chuàng)造熱情;關(guān)注數(shù)學(xué)解題的思維過程,培養(yǎng)創(chuàng)造意識;優(yōu)化數(shù)學(xué)解題的引導(dǎo)策略,發(fā)展創(chuàng)造力三部分對在數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)創(chuàng)造力作了理性思考,并聯(lián)系教學(xué)實踐做了操作性的闡述.
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)解題;教學(xué)過程;發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力
一、解題教學(xué)發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力的理念解析
創(chuàng)造力一般是指產(chǎn)生新的想法,發(fā)現(xiàn)和制造新的事物的能力.創(chuàng)造力與一般能力的區(qū)別在于它的新穎性和獨創(chuàng)性.它的主要成分是發(fā)散思維,即無定向、無約束地由已知探索未知的思維方式.數(shù)學(xué)本身的特點使它與創(chuàng)造力有著不解之緣。數(shù)學(xué)問題解決的能力是數(shù)學(xué)能力的核心.解題在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動中有其不可替代的重要作用:(1)解題是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容;(2)解題是掌握數(shù)學(xué),學(xué)會“數(shù)學(xué)地思維”的基本途徑;(3)解題是評價學(xué)習(xí)的重要方式。數(shù)學(xué)教學(xué)的一個很重要的任務(wù),就是教學(xué)生學(xué)習(xí)如何解數(shù)學(xué)題,教學(xué)生學(xué)會“數(shù)學(xué)地思維”.學(xué)數(shù)學(xué),就要解數(shù)學(xué)題,數(shù)學(xué)解題學(xué)習(xí)對學(xué)生鞏固知識、培養(yǎng)素質(zhì)、發(fā)展能力和促進個性心理發(fā)展都具有極其重要的作用和意義.
二、在數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力
(一)關(guān)注數(shù)學(xué)解題思維過程,培養(yǎng)創(chuàng)造意識
我們在數(shù)學(xué)問題的解決過程中,不僅要關(guān)心問題的結(jié)果,更要關(guān)心求得結(jié)果的過程,即問題解決的整個思考過程.數(shù)學(xué)解題思維過程的四個階段實質(zhì)是:理解、轉(zhuǎn)換、實施、反思,關(guān)注數(shù)學(xué)問題解決的過程,就應(yīng)關(guān)注解題的每個階段:
1.理解題目
任何問題解決的過程,首先是理解這個問題,對它進行表征以形成問題空間.例如:
求■+■(x≥0)的最小值.
學(xué)生從代數(shù)意義上理解問題,因此,嘗試用函數(shù)的思想解決問題,但感到困難.此時我們可以帶學(xué)生重新審題:(1)你能重述問題嗎?(2)你用到了所有的條件嗎?(3)你能從幾何角度來理解■的意義嗎?
學(xué)生在熟悉題目的基礎(chǔ)上對問題進行幾何敘述,從而解決問題.具有創(chuàng)造力的人在解決問題時,總是以獨特的方式聯(lián)結(jié)不同的概念、知識,從而對問題作出創(chuàng)造性的理解.
2.擬定計劃
當學(xué)生開始解決數(shù)學(xué)問題時,我引導(dǎo)學(xué)生對自己提出開闊思路的問題:
(1)見到過這個問題嗎?見到過類似的問題嗎?(條件、圖、結(jié)論)
(2)見過與問題相關(guān)的問題嗎?(相關(guān)問題的條件,結(jié)論和方法可以利用嗎?)
例如,在四邊形ABCD中AD=BC,點E、F分別是AB、CD的中點,延長AD、BC與直線EF分別交于P、Q兩點,求證:∠APE=∠BQE
這時可以聯(lián)想到已經(jīng)做過的問題:在四邊形ABCD中AD=BC,點E、F、M分別是AB、CD、AC的中點,求證:△EFM是等腰三角形.
不難發(fā)現(xiàn)兩題條件是相同的,三角形中位線定理可以利用,因而解決新問題的大門鑰匙已經(jīng)握在手中了.
創(chuàng)造力來自基本的認知過程,通過關(guān)注學(xué)生這一階段觀察、比較、分析、特殊化、一般化、模型化等數(shù)學(xué)思維方法的訓(xùn)練,必定促使其數(shù)學(xué)創(chuàng)造力的發(fā)展.
3.實施計劃
執(zhí)行解題方案時,要檢查每一個步驟.在這一過程中我既會采用抽象、分類、歸納、演繹等邏輯思維的方式,也常常運用直覺靈感等非邏輯思維的方式來解決問題.在實施解題計劃時我們要清楚地“看出”這個步驟的正確性,并且“證明”這個步驟的正確性.
例如,已知x2+■=14,求x+■_______.
比較條件和目標,直覺告訴我們運算過程與乘法公式(a+b)2=a2+b2+2ab有關(guān).但問題的解決還需借助恰當?shù)倪壿嬐评恚簒2+■與(x+■)2相差一項2x·■=2也就是說后者比前者大2.于是就有(x+■)2=16則x+■=±4.
直覺靈感屬非邏輯思維方式,它具有爆發(fā)性、靈活性,富有創(chuàng)造力.非邏輯思維能力的發(fā)展有賴于長期的有目的的邏輯思維,而邏輯思維也往往借助于直覺、靈感,發(fā)展學(xué)生的直覺思維和邏輯思維能力,從而促進創(chuàng)造力的發(fā)展.
4.回顧反思
引導(dǎo)學(xué)生自己去做,就必然出現(xiàn)學(xué)生經(jīng)常不用教師講的或課本上現(xiàn)成的方法和思路去解決問題的現(xiàn)象.教師對解決錯誤問題時僅僅加以點評、引導(dǎo)、總結(jié)是遠遠不夠的.反思應(yīng)該是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)必不可少的一個環(huán)節(jié).引導(dǎo)學(xué)生進行反思是數(shù)學(xué)問題解決過程中重要的引導(dǎo)策略.
例如,如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,CD是AB上的中線,且CD=1,若△ABC的周長為2+■,求△ABC的面積.
■
通常設(shè)AC=x,BC=y用方程組x+y=■(1)x2+y2=22 (2)
求得x=■y=■或x=■y=■再求的S△ABC=■.
這時應(yīng)當回顧解題過程:題目要求什么?為什么要解方程組?求出x,y的值后是怎樣求面積的?不難看出本題的求解過程還可以優(yōu)化:把(1)式平方減去(2)式,得2xy=1,可得S△ABC=■xy=■.
解題回顧的過程中,要回顧:一開始是怎樣探索的,走過哪些彎路,產(chǎn)生過哪些錯誤,為什么會出現(xiàn)這些彎路和錯誤等.久而久之,就可以總結(jié)出帶有規(guī)律性的經(jīng)驗.這些帶有規(guī)律性的經(jīng)驗,有的是解題的策略,有的是解題的元認知知識,它們都是今后解題的行動指南。
(二)優(yōu)化數(shù)學(xué)解題的引導(dǎo)策略,發(fā)展創(chuàng)造力
1.一題多解,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維
一題多解是從不同的角度、不同的方位審視分析同一題中的數(shù)量關(guān)系,用不同解法求得相同結(jié)果的思維過程.教學(xué)中適當?shù)囊活}多解,可以激發(fā)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)和去創(chuàng)造的強烈欲望,從而培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì),發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維.
例如,如圖,已知四邊形ABCD中,AB=CD,M、N分別是AD、BC的中點,EF⊥MN,求證:∠AEF=∠DFE.
同學(xué)們有以下證法:
解法一(如圖1):
延長BA,NM,CD,交于點G,H,連接BD,取中點P,連接MP,NP
∵AB=CD,M,N,P為中點,∴MP=NP(中位線的意義)
∴∠PNM=∠PMN=∠BGN=∠CHN.
∵MN⊥EF,∴∠HOF=∠HOE=90°∴∠FEA=∠EFD
解法二(如圖2):
分別過點D,B作AB,AD的平行線,交于點G連接CG,取CG的中點H,連接NH,DH
∵AB=CD,且AB∥DG,AD∥BG.∴AB=DG=CD,∠AEF=∠DLF,可證△CGD為等腰三角形,得NH=DM且NH∥DM,∴四邊形MDHN為平行四邊形,
易得∠AEF=∠DFE
解法三(如圖3):
過點M,B,C,M作AB,AM,DM,CD的平行線,交于點O,P,連接OP
∵M為中點,易得BP=OC,
∵N為中點,可得△BPN≌△CON,∴PN=ON
可得MN⊥OP,∵EF⊥MN,易得∠AEF=∠DFE
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學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性空前高漲,信心倍增.
2.多題一解,培養(yǎng)學(xué)生提煉數(shù)學(xué)模型的能力
發(fā)展數(shù)學(xué)創(chuàng)造力,需要有把握問題的實質(zhì)的能力,學(xué)生在解決問題的學(xué)習(xí)中,必須要以已有的解題經(jīng)驗為基礎(chǔ),同時要在新問題與舊經(jīng)驗之間建構(gòu)起意義上的聯(lián)系.新課程標準也要求培養(yǎng)學(xué)生的建模思想.
例如,(1)如圖4,已知等腰△ABC中,AB=AC.D是底邊BC上任一點,過點D作DE⊥AB,垂足為E,作DF⊥AC,垂足為F,求證:DE+DF為定值.
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圖4 圖5
(2)如圖5,已知正方形ABCD中,G是BC邊上任一點,對角線BD,AC交于點O,過點G作GE⊥BD,垂足為E,GF⊥AC,垂足為F,求證:GE+GF為定值.
至此,再將問題的背景變化到其他四邊形,如,矩形、等腰梯形等,或者將條件中點的位置更一般化,如(圖4)中的D是直線BC上一點等.
學(xué)生通過分析對比,不僅加深了對圖形的幾何性質(zhì)的理解,更重要的是體驗了化歸的思想.
總之,在日常教學(xué)中,我們不僅要培養(yǎng)學(xué)生具有現(xiàn)代化科學(xué)的系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和基本技能,更應(yīng)注重學(xué)生數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的積累,促使學(xué)生學(xué)會思考,具有獨立地、創(chuàng)造性地解決問題的能力.筆者通過創(chuàng)設(shè)良好的數(shù)學(xué)問題情境,激發(fā)創(chuàng)造熱情;關(guān)注數(shù)學(xué)解題的思維過程,培養(yǎng)創(chuàng)造意識;優(yōu)化數(shù)學(xué)解題的引導(dǎo)策略,發(fā)展創(chuàng)造力三部分對數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中發(fā)展創(chuàng)造力進行了理性思考和實踐探究。
參考文獻:
[1]馬忠林.數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)論.廣西教育出版社,2001.
[2]邵瑞珍.教育心理學(xué).上海教育出版社,1998.
[3]G·波利亞.怎樣解題.科學(xué)出版社,1982.
[4]羅增儒,羅新兵.作為數(shù)學(xué)教育任務(wù)的數(shù)學(xué)解題.數(shù)學(xué)教育學(xué)報,2005(01).
編輯 王團蘭
摘 要:《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標準》明確將“獲得分析問題和解決問題的一些基本方法,體驗解決問題方法的多樣性,發(fā)展創(chuàng)新意識.”作為總目標之一,以上提到“作為教育任務(wù)的數(shù)學(xué)不是現(xiàn)成的數(shù)學(xué),而是創(chuàng)造的數(shù)學(xué)”。提出通過數(shù)學(xué)問題解決的學(xué)習(xí),可以發(fā)展數(shù)學(xué)思維能力,發(fā)展學(xué)生獨立地、創(chuàng)造性地解決問題的能力,而問題解決的主要形式和途徑是數(shù)學(xué)解題的關(guān)鍵。從創(chuàng)設(shè)良好的數(shù)學(xué)問題情境,激發(fā)創(chuàng)造熱情;關(guān)注數(shù)學(xué)解題的思維過程,培養(yǎng)創(chuàng)造意識;優(yōu)化數(shù)學(xué)解題的引導(dǎo)策略,發(fā)展創(chuàng)造力三部分對在數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)創(chuàng)造力作了理性思考,并聯(lián)系教學(xué)實踐做了操作性的闡述.
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)解題;教學(xué)過程;發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力
一、解題教學(xué)發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造力的理念解析
創(chuàng)造力一般是指產(chǎn)生新的想法,發(fā)現(xiàn)和制造新的事物的能力.創(chuàng)造力與一般能力的區(qū)別在于它的新穎性和獨創(chuàng)性.它的主要成分是發(fā)散思維,即無定向、無約束地由已知探索未知的思維方式.數(shù)學(xué)本身的特點使它與創(chuàng)造力有著不解之緣。數(shù)學(xué)問題解決的能力是數(shù)學(xué)能力的核心.解題在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動中有其不可替代的重要作用:(1)解題是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容;(2)解題是掌握數(shù)學(xué),學(xué)會“數(shù)學(xué)地思維”的基本途徑;(3)解題是評價學(xué)習(xí)的重要方式。數(shù)學(xué)教學(xué)的一個很重要的任務(wù),就是教學(xué)生學(xué)習(xí)如何解數(shù)學(xué)題,教學(xué)生學(xué)會“數(shù)學(xué)地思維”.學(xué)數(shù)學(xué),就要解數(shù)學(xué)題,數(shù)學(xué)解題學(xué)習(xí)對學(xué)生鞏固知識、培養(yǎng)素質(zhì)、發(fā)展能力和促進個性心理發(fā)展都具有極其重要的作用和意義.
二、在數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造力
(一)關(guān)注數(shù)學(xué)解題思維過程,培養(yǎng)創(chuàng)造意識
我們在數(shù)學(xué)問題的解決過程中,不僅要關(guān)心問題的結(jié)果,更要關(guān)心求得結(jié)果的過程,即問題解決的整個思考過程.數(shù)學(xué)解題思維過程的四個階段實質(zhì)是:理解、轉(zhuǎn)換、實施、反思,關(guān)注數(shù)學(xué)問題解決的過程,就應(yīng)關(guān)注解題的每個階段:
1.理解題目
任何問題解決的過程,首先是理解這個問題,對它進行表征以形成問題空間.例如:
求■+■(x≥0)的最小值.
學(xué)生從代數(shù)意義上理解問題,因此,嘗試用函數(shù)的思想解決問題,但感到困難.此時我們可以帶學(xué)生重新審題:(1)你能重述問題嗎?(2)你用到了所有的條件嗎?(3)你能從幾何角度來理解■的意義嗎?
學(xué)生在熟悉題目的基礎(chǔ)上對問題進行幾何敘述,從而解決問題.具有創(chuàng)造力的人在解決問題時,總是以獨特的方式聯(lián)結(jié)不同的概念、知識,從而對問題作出創(chuàng)造性的理解.
2.擬定計劃
當學(xué)生開始解決數(shù)學(xué)問題時,我引導(dǎo)學(xué)生對自己提出開闊思路的問題:
(1)見到過這個問題嗎?見到過類似的問題嗎?(條件、圖、結(jié)論)
(2)見過與問題相關(guān)的問題嗎?(相關(guān)問題的條件,結(jié)論和方法可以利用嗎?)
例如,在四邊形ABCD中AD=BC,點E、F分別是AB、CD的中點,延長AD、BC與直線EF分別交于P、Q兩點,求證:∠APE=∠BQE
這時可以聯(lián)想到已經(jīng)做過的問題:在四邊形ABCD中AD=BC,點E、F、M分別是AB、CD、AC的中點,求證:△EFM是等腰三角形.
不難發(fā)現(xiàn)兩題條件是相同的,三角形中位線定理可以利用,因而解決新問題的大門鑰匙已經(jīng)握在手中了.
創(chuàng)造力來自基本的認知過程,通過關(guān)注學(xué)生這一階段觀察、比較、分析、特殊化、一般化、模型化等數(shù)學(xué)思維方法的訓(xùn)練,必定促使其數(shù)學(xué)創(chuàng)造力的發(fā)展.
3.實施計劃
執(zhí)行解題方案時,要檢查每一個步驟.在這一過程中我既會采用抽象、分類、歸納、演繹等邏輯思維的方式,也常常運用直覺靈感等非邏輯思維的方式來解決問題.在實施解題計劃時我們要清楚地“看出”這個步驟的正確性,并且“證明”這個步驟的正確性.
例如,已知x2+■=14,求x+■_______.
比較條件和目標,直覺告訴我們運算過程與乘法公式(a+b)2=a2+b2+2ab有關(guān).但問題的解決還需借助恰當?shù)倪壿嬐评恚簒2+■與(x+■)2相差一項2x·■=2也就是說后者比前者大2.于是就有(x+■)2=16則x+■=±4.
直覺靈感屬非邏輯思維方式,它具有爆發(fā)性、靈活性,富有創(chuàng)造力.非邏輯思維能力的發(fā)展有賴于長期的有目的的邏輯思維,而邏輯思維也往往借助于直覺、靈感,發(fā)展學(xué)生的直覺思維和邏輯思維能力,從而促進創(chuàng)造力的發(fā)展.
4.回顧反思
引導(dǎo)學(xué)生自己去做,就必然出現(xiàn)學(xué)生經(jīng)常不用教師講的或課本上現(xiàn)成的方法和思路去解決問題的現(xiàn)象.教師對解決錯誤問題時僅僅加以點評、引導(dǎo)、總結(jié)是遠遠不夠的.反思應(yīng)該是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)必不可少的一個環(huán)節(jié).引導(dǎo)學(xué)生進行反思是數(shù)學(xué)問題解決過程中重要的引導(dǎo)策略.
例如,如圖,在Rt△ABC中,∠C=90°,CD是AB上的中線,且CD=1,若△ABC的周長為2+■,求△ABC的面積.
■
通常設(shè)AC=x,BC=y用方程組x+y=■(1)x2+y2=22 (2)
求得x=■y=■或x=■y=■再求的S△ABC=■.
這時應(yīng)當回顧解題過程:題目要求什么?為什么要解方程組?求出x,y的值后是怎樣求面積的?不難看出本題的求解過程還可以優(yōu)化:把(1)式平方減去(2)式,得2xy=1,可得S△ABC=■xy=■.
解題回顧的過程中,要回顧:一開始是怎樣探索的,走過哪些彎路,產(chǎn)生過哪些錯誤,為什么會出現(xiàn)這些彎路和錯誤等.久而久之,就可以總結(jié)出帶有規(guī)律性的經(jīng)驗.這些帶有規(guī)律性的經(jīng)驗,有的是解題的策略,有的是解題的元認知知識,它們都是今后解題的行動指南。
(二)優(yōu)化數(shù)學(xué)解題的引導(dǎo)策略,發(fā)展創(chuàng)造力
1.一題多解,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維
一題多解是從不同的角度、不同的方位審視分析同一題中的數(shù)量關(guān)系,用不同解法求得相同結(jié)果的思維過程.教學(xué)中適當?shù)囊活}多解,可以激發(fā)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)和去創(chuàng)造的強烈欲望,從而培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì),發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維.
例如,如圖,已知四邊形ABCD中,AB=CD,M、N分別是AD、BC的中點,EF⊥MN,求證:∠AEF=∠DFE.
同學(xué)們有以下證法:
解法一(如圖1):
延長BA,NM,CD,交于點G,H,連接BD,取中點P,連接MP,NP
∵AB=CD,M,N,P為中點,∴MP=NP(中位線的意義)
∴∠PNM=∠PMN=∠BGN=∠CHN.
∵MN⊥EF,∴∠HOF=∠HOE=90°∴∠FEA=∠EFD
解法二(如圖2):
分別過點D,B作AB,AD的平行線,交于點G連接CG,取CG的中點H,連接NH,DH
∵AB=CD,且AB∥DG,AD∥BG.∴AB=DG=CD,∠AEF=∠DLF,可證△CGD為等腰三角形,得NH=DM且NH∥DM,∴四邊形MDHN為平行四邊形,
易得∠AEF=∠DFE
解法三(如圖3):
過點M,B,C,M作AB,AM,DM,CD的平行線,交于點O,P,連接OP
∵M為中點,易得BP=OC,
∵N為中點,可得△BPN≌△CON,∴PN=ON
可得MN⊥OP,∵EF⊥MN,易得∠AEF=∠DFE
■
學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性空前高漲,信心倍增.
2.多題一解,培養(yǎng)學(xué)生提煉數(shù)學(xué)模型的能力
發(fā)展數(shù)學(xué)創(chuàng)造力,需要有把握問題的實質(zhì)的能力,學(xué)生在解決問題的學(xué)習(xí)中,必須要以已有的解題經(jīng)驗為基礎(chǔ),同時要在新問題與舊經(jīng)驗之間建構(gòu)起意義上的聯(lián)系.新課程標準也要求培養(yǎng)學(xué)生的建模思想.
例如,(1)如圖4,已知等腰△ABC中,AB=AC.D是底邊BC上任一點,過點D作DE⊥AB,垂足為E,作DF⊥AC,垂足為F,求證:DE+DF為定值.
■
圖4 圖5
(2)如圖5,已知正方形ABCD中,G是BC邊上任一點,對角線BD,AC交于點O,過點G作GE⊥BD,垂足為E,GF⊥AC,垂足為F,求證:GE+GF為定值.
至此,再將問題的背景變化到其他四邊形,如,矩形、等腰梯形等,或者將條件中點的位置更一般化,如(圖4)中的D是直線BC上一點等.
學(xué)生通過分析對比,不僅加深了對圖形的幾何性質(zhì)的理解,更重要的是體驗了化歸的思想.
總之,在日常教學(xué)中,我們不僅要培養(yǎng)學(xué)生具有現(xiàn)代化科學(xué)的系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識和基本技能,更應(yīng)注重學(xué)生數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗的積累,促使學(xué)生學(xué)會思考,具有獨立地、創(chuàng)造性地解決問題的能力.筆者通過創(chuàng)設(shè)良好的數(shù)學(xué)問題情境,激發(fā)創(chuàng)造熱情;關(guān)注數(shù)學(xué)解題的思維過程,培養(yǎng)創(chuàng)造意識;優(yōu)化數(shù)學(xué)解題的引導(dǎo)策略,發(fā)展創(chuàng)造力三部分對數(shù)學(xué)解題教學(xué)過程中發(fā)展創(chuàng)造力進行了理性思考和實踐探究。
參考文獻:
[1]馬忠林.數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)論.廣西教育出版社,2001.
[2]邵瑞珍.教育心理學(xué).上海教育出版社,1998.
[3]G·波利亞.怎樣解題.科學(xué)出版社,1982.
[4]羅增儒,羅新兵.作為數(shù)學(xué)教育任務(wù)的數(shù)學(xué)解題.數(shù)學(xué)教育學(xué)報,2005(01).
編輯 王團蘭