王友春
思維定勢(shì),是人們按習(xí)慣了的比較固定的思維方式去分析和解決問題的形式,是一種宏觀思維監(jiān)控意識(shí)削弱而進(jìn)入模式化信息加工程序的情景。學(xué)生在數(shù)學(xué)解題、建構(gòu)自己的知識(shí)體系時(shí),常常用固定的模式、思路來分析、解決問題,形成思維定勢(shì)。有些教師認(rèn)為思維定勢(shì)與提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)是矛盾的,提高解題能力就要訓(xùn)練學(xué)生打破思維定勢(shì)。筆者不同意此觀點(diǎn),正如圍棋中有“定式”,它是經(jīng)各代高手反復(fù)演練,對(duì)弈雙方都能獲利的招式,它有固定的應(yīng)對(duì)也有多變的變招,一個(gè)棋手不經(jīng)過“定式”的訓(xùn)練是不會(huì)入門的。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中同樣如此。
例如《必修4 三角恒等變換》的教學(xué),利用各類三角函數(shù)變換公式解題具有題型變化多,公式變形靈活等特點(diǎn),是考查邏輯思維能力、反映思維品質(zhì)的良好載體,這些決定了學(xué)好這一部分不僅需要足量的練習(xí)先形成思維定勢(shì)(造勢(shì)、蓄勢(shì)),更要注重幫助學(xué)生揭示解題的思維過程、解后反思,不斷克服思維定勢(shì)產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng)(破勢(shì)),讓學(xué)生以模仿、探究、掌握、體驗(yàn)等方式不斷地富有創(chuàng)新地完成學(xué)習(xí),以下是筆者的一個(gè)相關(guān)教學(xué)片段和反思。
一、造勢(shì)——形成思維定勢(shì)
問題1:已知cosα+cosβ= ,sinα-sinβ= ,求cos(α+β)。
師:請(qǐng)學(xué)生回顧公式Cα+β,和同角三角函數(shù)的平方和關(guān)系cos2α+sin2α=1,尋找與本題的聯(lián)系。(經(jīng)過一分鐘左右地思考,有學(xué)生舉手說欲發(fā)言,如學(xué)生A和學(xué)生B……)
生A:將已知條件中兩式平方后構(gòu)造出cosαcosβ與sinαsinβ,求和并用“cos2α+sin2α=1”后,逆用公式Cα+β得:2cos(α+β)=- ,即cos(α+β)=- 。(學(xué)生回答很好,教師表示贊許,并請(qǐng)學(xué)生A板演過程(略))
反思:學(xué)生A的思路是處理這類問題的常規(guī)方法,它使學(xué)生先形成基本的思維定勢(shì),這種定勢(shì)對(duì)解決以下問題是有積極效應(yīng)的。
二、蓄勢(shì)——積蓄思維定勢(shì)
問題1中應(yīng)用了“cos2α+sin2α=1”和公式Cα+β,依此例請(qǐng)學(xué)生們練習(xí)一題,增加對(duì)上述一類公式的理性認(rèn)識(shí):
問題2,已知8sinα+5cosβ=6,sin(α+β)= ,求8cosα+5sinβ。
經(jīng)過幾分鐘思考,有些學(xué)生舉手想發(fā)表思路或見解。
生C:我由問題1的啟發(fā),發(fā)現(xiàn)8sinα+5cosβ=6(1)的左邊與所求當(dāng)中:sinαcosα系數(shù),cosβsinβ系數(shù)相同,故假設(shè)8cosα+5sinβ=k(3),(1)2+(3)2此過程中利用公式:“cos2α+sin2α=1,Sα+β”和sin(α+β)= (2)式,進(jìn)而求出k。
反思:?jiǎn)栴}2進(jìn)一步將思維定勢(shì)的積極效應(yīng)擴(kuò)大。
三、破勢(shì)——打破思維定勢(shì)
在以上三個(gè)問題的基礎(chǔ)上,筆者預(yù)料到學(xué)生可能已形成了思維定勢(shì),即熟悉了題中處理問題的方法,很多學(xué)生往往很難靈活運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí),無法產(chǎn)生創(chuàng)新思維,而這正是我們所追求的最高目標(biāo),故筆者又設(shè)置了下面的問題讓學(xué)生探究,克服思維定勢(shì)所產(chǎn)生的負(fù)效應(yīng):
問題3,已知sinα+sinβ=1,cosα+cosβ=0,求:cos2α+cos2β。
一段時(shí)間思考后,有幾位同學(xué)想發(fā)表自己的見解:
生F:由以上三題的啟示,此題將sinα+sinβ=1(1),cosα+cosβ=0(2)平方后求和得2+2cos(α-β) =1,即cos(α-β)=- ;將(1)(2)式平方后求差得:cos2α+cos2β +2cos(α+β)=-1(3),cos2α+cos2β=[(α+β)+(α-β)] +cos[(α+β)-(α-β)]=……=2cos(α+β)cos(α-β),可見求出cos(α+β)和cos(α-β)即可,但cos(α+β)無法由(3)直接求出,此時(shí)我想到:未知cos(α+β)是因?yàn)椋?)中有cos2α+cos2β,而它不正是我們所要求的嗎?于是設(shè)cos2α+cos2β=k,則(3)式即:k+2cos(α+β)=-1,再由k=2cos(α+β)·cos(α-β)推出k=1。
師:(啟發(fā))除了學(xué)生F的思路,有無更好的處理方式了?
生E:將(1)(2)式平方再求差得(3)式:cos2α+cosβ+2cos(α+β),即用公式Cα+β,從而求cosα,sinβ,cosβ,sinβ就可以了,于是再看(1),(2)式:由(1)可得sinα=1-sinβ。由(2)可得cosα=-cosβ,于是根據(jù)“sin2α+cos2α=1”有1=1-2sinβ+sin2β+cos2β=2-2sinβ推出sinβ= ,sinα= ,cosα=± ,cosβ=± ;再注意到(2)式中cosα,cosβ互為相反數(shù),∴cos(α+β)=cosαcosβ-sinαsinβ=- =-1,∴cos2α +cos2β=1
師:(啟發(fā))我們?nèi)艨傃刂?xí)慣的道路前行,只能走向緘默和平庸,有沒有捷徑?
生G:前兩種思路太繁,剛學(xué)過倍角公式,有cos2α=1-2sin2α,cos2β=1-2sin2β可先求出sinα,sinβ(學(xué)生E已求出);則有cos2α+cos2β=1-2sin2α+1-2sin2β= 2-2[( )2+( )2]=1
(其他學(xué)生有的驚呼“上當(dāng)”,有的則贊許生G,感到獲益良多)
師:用倍角公式解決此題,簡(jiǎn)潔、明了,克服了有前幾題產(chǎn)生的思維定勢(shì)造成用學(xué)生F和學(xué)生E的思路解決問題的繁瑣。
反思:
1.對(duì)于問題3,若受已有知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)(前三題)的影響可能就會(huì)繁化解題,本質(zhì)是思維定勢(shì)的產(chǎn)生了負(fù)效應(yīng),而在學(xué)生E的思路前,筆者并沒有作過多的提示,而是引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)打破了思維定勢(shì),這種打破也從另一方面鞏固了所學(xué),為新知識(shí)、技能建構(gòu)提供了基礎(chǔ)。
2.本節(jié)教學(xué)片段的價(jià)值:學(xué)生解題能力的提高和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升不會(huì)一蹴而就,首先在教學(xué)中要客觀地認(rèn)識(shí)并辨證地看待學(xué)生解題產(chǎn)生的思維定勢(shì),關(guān)鍵是引領(lǐng)學(xué)生克服思維定勢(shì)的負(fù)效應(yīng);其次數(shù)學(xué)課堂教學(xué)應(yīng)突出思維過程的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的探究能力,關(guān)注每一位學(xué)生的情感和學(xué)習(xí)態(tài)度,尊重他們的學(xué)習(xí)成果,并及時(shí)作出評(píng)價(jià),引領(lǐng)更多的學(xué)生參與到課堂活動(dòng)中來,而不僅僅把解決當(dāng)前的問題當(dāng)成教學(xué)的唯一目標(biāo),急于“推銷”自己的想法,想把學(xué)生的思維納入自己預(yù)先設(shè)計(jì)的軌道上來,這樣做的結(jié)果會(huì)讓學(xué)生形成條件反射,以套路和程式生搬,更易產(chǎn)生思維定勢(shì)的負(fù)效應(yīng)??傊敖處熞欢ㄒD(zhuǎn)變教育觀念,改變?nèi)瞬排囵B(yǎng)模式,積極實(shí)行啟發(fā)式和討論式教學(xué),激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考的和創(chuàng)新的意識(shí),切實(shí)提高教學(xué)質(zhì)量,讓學(xué)生感受和理解知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展過程,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新思維習(xí)慣”(江澤民),讓學(xué)生在已有基礎(chǔ)上步入創(chuàng)新之路!
(作者單位:江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)蔣王中學(xué))