曾金生
(福建省龍巖二中初中部,福建龍巖 364000)
猜想是一種重要的思維方法,在數(shù)學(xué)中是指導(dǎo)解答數(shù)學(xué)問題的重要途徑。因此,數(shù)學(xué)猜想是在對數(shù)學(xué)問題的已知條件進行分析、綜合、類比的基礎(chǔ)上對問題的觀察和判斷,是結(jié)論性思維的特有性質(zhì)。所謂結(jié)論性思維通常是指在現(xiàn)有的情況下,用現(xiàn)有的知識、經(jīng)驗對問題推測形成一套定理[2]。教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中,應(yīng)開發(fā)學(xué)生的結(jié)論性思維,鼓勵學(xué)生大膽猜想,對問題進行結(jié)論性觀察及判斷,為學(xué)生提供猜想的空間,幫助學(xué)生在“猜”中獲取數(shù)學(xué)知識。古語云:“授之以魚,不如授之以漁?!币馑际墙處熜枰诿刻谜n上設(shè)計巧妙且需探索和挑戰(zhàn)的課題,讓學(xué)生自我猜想、自我創(chuàng)造。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,激發(fā)自我求知欲,向“猜想”的世界進發(fā),打開初中生的數(shù)學(xué)創(chuàng)造性思維新天地。
在傳統(tǒng)教學(xué)課堂上,學(xué)生發(fā)言不夠積極,教學(xué)氣氛沉悶。在數(shù)學(xué)課堂上,若學(xué)生的思維不夠活躍,就很容易進入數(shù)學(xué)的“死胡同”。換言之,數(shù)學(xué)教學(xué)的意義就是對學(xué)生進行思維上的訓(xùn)練,而“猜想”正是一種思維訓(xùn)練的方式。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,幫助學(xué)生養(yǎng)成猜想思維是十分有必要的。曾有數(shù)學(xué)家表示:“要想成為一個好的數(shù)學(xué)家,你首先必須是一個好的猜想家。”但如何培養(yǎng)學(xué)生的猜想思維呢?只空想,不行動是不行的,教師在數(shù)學(xué)教學(xué)中需要堅持不懈地引導(dǎo)初中生進行“猜想”,讓初中生以創(chuàng)造者、發(fā)明者的身份運用數(shù)學(xué),從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。一旦學(xué)生擁有了主動性,就會應(yīng)用創(chuàng)造性思維獨立解決問題,因此,教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的“猜想”思維也是在幫助學(xué)生獨立[3]。
教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)學(xué)問題的形成及數(shù)學(xué)問題的概念進行類比,通過對其“猜想”,產(chǎn)生結(jié)果,并對比其問題的形成過程,從而形成新的問題。在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時,學(xué)生通過對問題進行類比通??梢杂行У亟鉀Q數(shù)學(xué)問題,還可以在類比的過程中產(chǎn)生新的數(shù)學(xué)問題,在這一循環(huán)中不斷學(xué)習(xí)新知識。因此,教師在教學(xué)過程中應(yīng)積極引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)學(xué)問題進行類比猜想。
在進行數(shù)學(xué)知識點教學(xué)時,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注概念的生成過程極其重要。例如,在學(xué)習(xí)“因式分解”的知識點時,第一,教師應(yīng)讓學(xué)生先對小學(xué)知識“質(zhì)因數(shù)”進行分解概念練習(xí);第二,通過練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生猜想式子、因素、因式三者之間的關(guān)聯(lián),這也是類比猜想的其中一種。除此之外,在初中數(shù)學(xué)中常見的類比猜想有以下兩種。
教師可讓學(xué)生采用類比等式的性質(zhì)及一元一次方程的解法,大膽作出猜想。例如,二元一次方程、一元二次方程、一元一次不等式的定義可以類比一元一次方程的定義。
一般來說,三條線形成三個角的圖形,就可判定為三角形。教師可引導(dǎo)學(xué)生作出猜想,如三角形的判定方法可以由三角形全等的判定方法進行類比。
這里的歸納,不是籠統(tǒng)地將數(shù)學(xué)知識歸納為一個公式,而是循環(huán)可猜想的歸納。教師可以通過舉例來推斷數(shù)學(xué)本質(zhì)的普遍意義,它在中學(xué)教學(xué)中占據(jù)重要地位,教材中的許多性質(zhì)、規(guī)律都是這樣總結(jié)得出來的,如初中代數(shù)“同底數(shù)的冪的乘法法則”。
同理,a3×a2=(a×a×a)×(a×a)=a5
即a3×a2=a3+2
在此基礎(chǔ)上總結(jié)歸納,提出猜想:a 的任意N 次方值乘以a 的任意N 次方值,等于a 的N+N 次方。
得出結(jié)論:同底數(shù)的冪相乘,底數(shù)不變,指數(shù)相加。再如,公式(a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3,數(shù)學(xué)教師可先根據(jù)這個公式整合兩個問題拓展學(xué)生的思維。
問題1:(a+b)3和a3+b3兩個數(shù)值相等嗎?學(xué)生利用之前學(xué)過的同等冪相等的知識可以總結(jié)出,兩個數(shù)值是不會相等的。
問題2:(a+b)3=a3+□+b3,方框里應(yīng)填上什么代數(shù)值使其成立?
這時,學(xué)生的思維被打開,教師應(yīng)“乘勝追擊”,引導(dǎo)學(xué)生利用“同底數(shù)的冪的乘法法則”的方式試驗取值,大膽猜想。學(xué)生猜想求證后得出:代數(shù)值等于3a2b+3ab2。
經(jīng)上述試題,可以看出,學(xué)生通過開發(fā)思維發(fā)現(xiàn)問題中存在的規(guī)律,比教師直接告知學(xué)生公式的內(nèi)容的教學(xué)效果要好。學(xué)生自主猜想驗證,可以加深對知識的理解,幫助學(xué)生更好地應(yīng)用知識,解決問題。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生對新舊知識產(chǎn)生心理遷移,就是遷移猜想。換言之,就是讓學(xué)生做到活用以前的數(shù)學(xué)概念來理解新概念。例如,在學(xué)習(xí)二次根式的加減法時,首先,教師可提出問題:你們知道整式的含義嗎?引導(dǎo)學(xué)生對舊概念進行復(fù)習(xí),從而對其進行猜想,這時,學(xué)生經(jīng)復(fù)習(xí)后了解,只有同類項才可以合并在一起。其次,讓學(xué)生試著把整式中的字母換成二次根式,知識點發(fā)生遷移。學(xué)生會根據(jù)之前復(fù)習(xí)的知識得到新的概念,只有二次根式才可以合并,從而驗證了不能隨意進行合并的猜想。最后,教師進行二次根式的講解,大幅度降低了學(xué)習(xí)二次根式的難度。
綜上所述,數(shù)學(xué)猜想作為重要的教學(xué)方式,具有科學(xué)輔佐知識講解的作用,是當(dāng)前數(shù)學(xué)課堂上學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的有效方式,可以使學(xué)生樂于思考。數(shù)學(xué)猜想貫穿于數(shù)學(xué)教學(xué)的全過程,把數(shù)學(xué)帶入新的領(lǐng)域,教師應(yīng)努力分析研究這一教學(xué)方式,幫助學(xué)生拓展數(shù)學(xué)思維,提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。