陳天紅
摘要:逆向解題思維是數(shù)學(xué)解題思維中的一種重要思維模式,它是在解題探索中,從對立統(tǒng)一的角度把握數(shù)學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系,能克服在解決數(shù)學(xué)問題時出現(xiàn)的思維定勢、方法刻板等現(xiàn)象,利于解題的敏捷性和靈活性、廣闊性和深刻性、獨立性和創(chuàng)造性,是體現(xiàn)數(shù)學(xué)解題與實踐應(yīng)用的良好過渡.在提高逆向思維能力的過程中,從逆向解決簡單的練習(xí)鞏固入手,逐步形成較為完整的逆向解題思維體系。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)解題;逆向思維;培養(yǎng)
中圖分類號:G633.6文獻標(biāo)識碼:B文章編號:1672-1578(2014)24-0231-02
逆向思維是指根據(jù)一種觀念(概念、原理、思想)、方法及研究對象的特點,從它的相反或否定的方面去進行思考,以產(chǎn)生新的觀念.在數(shù)學(xué)解題中,通常是從已知條件到結(jié)論的思維方式,然而,有部分數(shù)學(xué)問題若按照順向思維方式則是比較困難的,而且常常伴隨較大的運算量,有時甚至無法解決.在這種情況下,只要我們多注意思維的逆向性,正難則反,常會使問題簡化,收到令人滿意的效果。
1.在數(shù)學(xué)解題中培養(yǎng)逆向思維的重要性
在學(xué)習(xí)和研究數(shù)學(xué)的過程中,有機地、適當(dāng)?shù)刈⒁鈴乃紤]的數(shù)學(xué)問題的相反方面或否定方面進行思考,從對立統(tǒng)一的角度把握數(shù)學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系,有利于澄清對某些數(shù)學(xué)概念的模糊認識,更深刻、更透徹地理解教材,鞏固所學(xué)知識,并能克服在解決數(shù)學(xué)問題時出現(xiàn)的思維定勢、方法刻板等現(xiàn)象,從而大大地培養(yǎng)了解決數(shù)學(xué)問題的能力。
1.1打破思維定勢的局面。由于逆向思維的特點主要表現(xiàn)在:善于從不同的立場,不同的角度,不同的層次和不同的側(cè)面去進行探索,當(dāng)某一思路受阻礙時,能夠迅速地轉(zhuǎn)移到另一種思路上去,從而使問題得到順利解決.因而,它就打破了人們長期學(xué)習(xí)過程中,解決由此及彼的單一訓(xùn)練思維模式,從而改變了學(xué)生知識上的缺陷和思維過程中單向定勢的頑固習(xí)慣.因此,逆向思維對數(shù)學(xué)解題能力的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.1.1有利于解題的敏捷性和靈活性。通常在解決數(shù)學(xué)問題時不能一次找到正確的解題思路,需要及時、靈活地進行思維轉(zhuǎn)換、再次探索,而逆向思維則正是以其逆向性和雙向性來探索問題,這樣就可以形成從多角度去研究問題的情境,那么解決問題的速度就自然提高,時間也因而縮短,這就恰當(dāng)?shù)胤从沉怂季S的敏捷性和靈活性.反之,如果長久堅持一種習(xí)慣了的、有迷惑力的、然而確實也是錯誤的單一思維模式,就會浪費精力、貽誤時間,并且加劇思維的遲鈍.同時,還應(yīng)注意逆向思維解題要涉及一系列定理、公式、規(guī)律性例題的逆運用,正難則反,常常會使問題得到簡化,經(jīng)常性地注意這方面的訓(xùn)練對人們用簡單問題去解決復(fù)雜問題可是很有啟發(fā)。
1.1.2有利于解題的廣闊性和深刻性。我們知道思維的逆向是建立在比較好的正向思維基礎(chǔ)上,它是一般、簡單思維的拓展和加深,有利于溝通知識內(nèi)部之間的聯(lián)系,是形成良好知識系統(tǒng)的重要工具.比如:逆向思維可以將一個知識點否定,去考慮與之相反的知識點所涉及的問題,因而它就不只是涉及解原問題,還包括了解與原問題相關(guān)的系列問題,在此揭露了逆向思維有利于解題的廣闊性和深刻性。
具體地,解題的廣闊性是指能從眾多的知識領(lǐng)域和多方面的題型出發(fā)來解決問題,是思路開闊而全面的表現(xiàn).逆向解完一道題后,再考慮解該題的基本特征與特殊因素,進行多角度的觀察、聯(lián)想、找到更多的思維通路,領(lǐng)會更多逆向思維的妙處,這是有助于培養(yǎng)解題的廣闊性。
而解題的深刻性則表現(xiàn)在能透過表面現(xiàn)象和外部聯(lián)系,揭露題目的本質(zhì),進而深入的考慮問題.逆向解完一道題后,反思題目特征,加深對題目的本質(zhì)領(lǐng)悟,抓住逆向思維在解決問題中的可逆之處,從而獲得一系列的逆向解題思路成果,這也正培養(yǎng)了人們解題的深刻性。
1.1.3有利于解題的獨立性和創(chuàng)造性。逆向解題思維是相對于習(xí)慣思維而言的,也就是從事物的相反方向來考慮問題的思維方法,它常常與事物常理相悖,起到出奇不意的效果.因此,在獨創(chuàng)性解題思維中,逆向思維可是最活躍的部分。
解題的獨立性是指在解題過程中獨立思考、獨立檢查,有根據(jù)地作出肯定或否定質(zhì)疑的品質(zhì).逆向解一道題時,要認真分析解題過程有沒有思維回路,哪些過程可以合并,哪些過程又可以轉(zhuǎn)換,解題中的"逆"是否合情合理.顯而易見,逆向思維是培養(yǎng)解題獨立性的良好途徑。
而解題的創(chuàng)造性是指在解題過程中,能以獨特的心理操作方式來展開解題思維,是其解題成果新穎、與眾不同的品質(zhì).逆向解題時,思考此題要求的結(jié)論,能否從其它的角度重新審視題目,得出更加簡捷優(yōu)美的解法,因而逆向思考有助于培養(yǎng)解題的創(chuàng)造性。
1.2體現(xiàn)知識"質(zhì)"的飛躍。在解題意識上,如果懷著為了解題而解題的觀點就失去了素質(zhì)教育的意義.創(chuàng)新教育呼喚數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于實踐、應(yīng)用于生活,而利用逆向思維解題,利于人們把解決此類型題目的思維應(yīng)用于生活,或許這就是人們在生活實踐中的一種必要思維了.因而不僅表現(xiàn)了數(shù)學(xué)題飛出了課本,連解題思想、解題方法也飛出了課本。
如這樣一個題:小遠買了1角錢的郵票和2角錢的郵票共100張,一共花了17元錢,問他買了1角和2角郵票各多少張?解決此問題時,先假設(shè)買來的100張全是2角的郵票,那么總錢數(shù)應(yīng)為2×100=200(角)=20(元).可實際上小遠只花了17元錢,比假設(shè)少了3元錢,這是因為其中有1角錢的郵票.若有一張1角的郵票,總錢數(shù)就少了1角.由此可求出1角郵票張數(shù)為3(元)=30(角),30÷1=30(張).則2角郵票張數(shù)為:100-30=70(張)。
因而用逆向思維來解決生活中的問題是簡單而且必要的.實際上,逆向思維就是一種求異思維,正確運用逆向思維不僅是解題本身的需要,也間接表露出生活實踐的需要.
2.如何培養(yǎng)在解題中的逆向思維能力
對逆向思維的培養(yǎng)首先要體會逆向思維解題的重要性,當(dāng)然并非正向思維就是一種陳舊的思維形式,逆向思維是建立在正向思維的基礎(chǔ)之上的,它離不開正向常規(guī)思維,我們要重視正向思維的訓(xùn)練,與此同時加強逆向思維的訓(xùn)練,克服思維定勢,要認識到這是實在的與數(shù)學(xué)解題有著密切聯(lián)系的思維形式。
其次,培養(yǎng)逆向思維要重視互逆概念的比較,互逆公式的使用,加強分析法、反證法等重要方法的訓(xùn)練,并且還有如運算與逆運算、函數(shù)與反函數(shù)、分析與綜合、順證與反證等都為逆向思維的培養(yǎng)提供了豐富的材料,以利于揭示逆向思維的解題規(guī)律。
2.1在概念中滲透逆向思維。在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概念的過程中,要注重相關(guān)概念對應(yīng)的逆向問題,以培養(yǎng)雙向考慮問題的習(xí)慣.在數(shù)學(xué)教材中,很多概念都可以提出逆向問題,譬如乘法公式、分母有理化等,注意對這些重要概念逆向提問,學(xué)生不僅對概念辨析得更清楚,理解得更透切,更能培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成逆向考慮問題的好習(xí)慣。
有時還可以針對某些概念舉出逆向運用的簡單例子,讓學(xué)生們獨立的、自覺的去探索這些簡單問題的解法,讓他們在概念逆運用的過程中有逆向解題這么一個意識.這樣在遇到一些難度較大、而正面解決又比較困難的數(shù)學(xué)問題時,就會自然的改變思考角度,從反面入手試試,這樣或許會出現(xiàn)柳暗花明的境地。
2.2在公式、定理、法則中滲透逆向思維。公式、定理、法則的運用有正向的,也有逆向的,人們往往對正向運用比較熟悉,錯誤較少,而對其逆運用常不習(xí)慣,錯誤較多,并容易形成消極的思維定勢.為了解決這個問題,要求在剛開始學(xué)習(xí)公式、定理、法則時就引起高度重視,并還要從最簡單的公式、定理、法則的逆運用開始。
在學(xué)習(xí)公式過程中應(yīng)注意公式的順用與逆用,以及公式的"聚合"與"展開".學(xué)了某一公式的順用之后,緊接著舉一些該公式逆用的例子,可以給學(xué)生一個完整的印象.如學(xué)會用公式a2=|a|解題后,應(yīng)練習(xí)用|a|=a2解題的相應(yīng)例子,這對培養(yǎng)解題逆向思維很有益處.關(guān)于公式的"聚合"與"展開",我們知道有的公式從左到右是"展開",如(a±b)2=a2±2ab+b2,而有的從左到右是"聚合",如a2±2ab+b2=(a±b)2.我們不僅要求會對"展開"的公式"聚合",還要求會對"聚合"的公式進行"展開",并且這兩個過程在解決較復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題時更需要表現(xiàn)出應(yīng)用自如.這樣可是培養(yǎng)逆向思維能力的有效途徑.
當(dāng)然不是所有定理的逆命題都是正確的,但對于那些可逆定理書中只給了一部分,而另一部分教材中沒有直接給出,卻在解題中應(yīng)用到了,如根的判別式的逆定理、韋達定理的逆定理等.因此,引導(dǎo)學(xué)生探求定理的逆命題的正確性,不僅能使學(xué)生學(xué)到的知識更加完備,而且激發(fā)了學(xué)生逆向思維的培養(yǎng)。
最后在運算法則中也涉及逆向思維,如加法和減法、乘法和除法、乘方和開方等都是一對對互為逆運算,它們彼此相互依存,共同反映某種變化中的數(shù)量關(guān)系.同時通過這些簡單運算法則的逆向運算,加快了逆向思維在解題中的運算速度,增強了在解題中的逆向意識。
2.3在簡單的練習(xí)鞏固中滲透逆向思維。如果一開始在那些較抽象、有一定難度的數(shù)學(xué)題中應(yīng)用逆向思維不僅本身有一定難度,對培養(yǎng)逆向思維能力也沒有多大的積極作用.這就要求我們從簡單的、基本的練習(xí)入手應(yīng)用逆向思維.逆向解題思維的訓(xùn)練是一個持久的過程,需要精心安排練習(xí),題目應(yīng)由簡單到復(fù)雜、由單一到多向進行轉(zhuǎn)化.在完成這些練習(xí)之后有明顯的逆向解題思路,感覺到逆向解題所獨有的妙處,在激發(fā)學(xué)生興趣的過程中,而有效地訓(xùn)練他們的逆向思維。
3.結(jié)論
培養(yǎng)學(xué)生的雙向思維是創(chuàng)新教育的重要目的,而逆向解題思維則是雙向思維的重要組成部分.因此,理解逆向解題思維的重要性勢在必行,認識到它是打破消極思維定勢的重要工具,能夠靈活地將書面知識、數(shù)學(xué)題庫運用于生活實踐.在其具體運用多向性上,要求我們找到逆向解題各分類的思維入向口,有很清晰的思維過程.這就涉及到由基本知識入手,由簡單練習(xí)入手,它不是訓(xùn)練一兩題就達到較好效果,需要眾多的練習(xí)鞏固以及長期堅持才能把握逆向解題的思維精華,日益形成一套完整的逆向解題思維系統(tǒng)。