潘水良

[摘? 要] 直覺思維是直接領(lǐng)悟的思維能力，沒有一項(xiàng)創(chuàng)造性思維活動(dòng)離得開直覺思維，它是一切思維活動(dòng)的源泉，很值得數(shù)學(xué)教師加以培養(yǎng)和發(fā)展.文章以數(shù)學(xué)審美為媒介，以合作探究為手段，以思維能力的養(yǎng)成為目標(biāo)，在數(shù)學(xué)美的體現(xiàn)和培養(yǎng)學(xué)生的直覺思維方面做些闡釋.

[關(guān)鍵詞] 高中數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)美;直覺意識(shí);直覺思維

直覺思維是思維方式中較為獨(dú)特的一種，其主要特征體現(xiàn)在它的迅捷性、果斷性和創(chuàng)造性，它一直扮演著介于邏輯與經(jīng)驗(yàn)間的一種特殊角色，是一項(xiàng)蒙著神秘面紗的創(chuàng)造性思維活動(dòng). 然而，目前在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師更多的是關(guān)注邏輯思維能力的培養(yǎng)，而缺少對(duì)直覺思維能力的培養(yǎng)，長此以往，對(duì)學(xué)生思維能力的整體發(fā)展十分不利. 事實(shí)上，直覺思維才是引領(lǐng)數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵步子，而直覺的形成，需要具有數(shù)學(xué)美的鑒賞力，經(jīng)歷情感體驗(yàn). 下面，筆者將從數(shù)學(xué)美與直覺思維的關(guān)系以及用數(shù)學(xué)美來設(shè)計(jì)課堂思維的層面闡述直覺思維養(yǎng)成渠道.

溝通數(shù)學(xué)美與直覺意識(shí)，建構(gòu)能力養(yǎng)成渠道

阿達(dá)瑪認(rèn)為，數(shù)學(xué)直覺的本身就是“美的意識(shí)”;而龐加萊畢生事業(yè)就是追求“簡單與宏遠(yuǎn)”;愛因斯坦最為欣賞宇宙的統(tǒng)一美與和諧美……科學(xué)家們都以美學(xué)來譜寫一篇又一篇的科學(xué)理論“篇章”，讓數(shù)學(xué)美承載著喚起數(shù)學(xué)直覺的重任.

不可否認(rèn)，美的意識(shí)是促進(jìn)數(shù)學(xué)直覺的源泉，審美能力的提升有助于激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)事物間的和諧關(guān)系的直覺意識(shí)，審美能力的高低與數(shù)學(xué)直覺能力有著直接的關(guān)系.高中生在進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)，基于對(duì)數(shù)與形的直接感受，再與自身的已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相融合形成美的意識(shí)，不斷喚起一種數(shù)學(xué)直覺. 這就要求教師需轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念，充分挖掘數(shù)學(xué)之美，通過促發(fā)美的意識(shí)這一有效載體，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)直覺思維能力的目的[1]■.

基于數(shù)學(xué)美，預(yù)設(shè)能力養(yǎng)成路徑

直覺思維能力應(yīng)該以審美為載體，通過多種教學(xué)策略形成路徑. 我們都知道，能力的培養(yǎng)只有在體現(xiàn)能力的活動(dòng)中才能實(shí)現(xiàn)，新課程改革立意下的數(shù)學(xué)教學(xué)本質(zhì)就是要將課堂本位交于學(xué)生，讓學(xué)生的能力得以自然發(fā)展. 因此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生基于整體觀察的視角，充分挖掘問題間的本質(zhì)聯(lián)系，以數(shù)學(xué)的對(duì)稱美、和諧美、嚴(yán)謹(jǐn)美等美感為主軸，作為思維生長的載體，使學(xué)生通過多方位和多角度的聯(lián)想以及適時(shí)的總結(jié)和反思，搭建能力養(yǎng)成路徑.

1. 以“充分聯(lián)想”為源泉，鼓勵(lì)直覺思維

在問題的解決中，充分利用聯(lián)想，為學(xué)生的思維“推波助瀾”，促進(jìn)多維立體交叉的思維信息網(wǎng)絡(luò)的形成，啟迪靈活多變的直覺思維，最終完成對(duì)問題的咀嚼.

例1：已知■<α<β<■，且sin（α+β）=■，cos（α-β）=■，則sin2α的值為_____.

分析：不少學(xué)生自然而然地去求解sinα和cosα，繁化了解題過程，導(dǎo)致了錯(cuò)誤.若整體建構(gòu)找尋出2α、α+β及α-β三者直接的關(guān)系，那么很快就可以將本題轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)的基本運(yùn)算，從而迅速獲解.

解：因?yàn)椤?α<β<■，所以■<α+β<π，-■<α-β<0，據(jù)sin（α+β）=■，cos（α-β）=■，可得cos（α+β）=-■，sin（α-β）= -■，sin2α=sin[（α+ β）+（α-β）]=sin（α+β）cos（α-β）+cos（α+β）sin（α-β）=■.

2. 以“整體洞察”為線索，促發(fā)直覺思維

相較于邏輯思維，直覺思維具有綜合性的特征，而非邏輯思維所展現(xiàn)出的細(xì)節(jié)分析，它更側(cè)重于探究內(nèi)容與方向的整體把握和細(xì)致觀察. 這就要求學(xué)生在解決問題時(shí)，需整體洞察問題的結(jié)構(gòu)特征、數(shù)式特征、圖形特征等，并通過聯(lián)想實(shí)現(xiàn)問題的化歸，擺脫思維定式的束縛，充分促發(fā)直覺思維的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)思維的創(chuàng)新.

例2：設(shè)F1和F2為雙曲線■-y2=1的兩個(gè)焦點(diǎn)，且有雙曲線上的一點(diǎn)P滿足∠F1PF2=90°，試求出△F1PF2的面積.

分析：據(jù)題意，可得△F1PF2的面積S=■PF1·PF2. 又有PF1-PF2=4，①PF■+PF■=20，②

此時(shí)直接去探究PF1及PF2的值較為煩瑣，而此處需探求的僅僅是PF1·PF2的值.那么可以由②-①2變形可得PF1·PF2=2，因此S=■PF1·PF2=■×2=1.

3. 以“建立模型”為抓手，凸顯直覺思維

數(shù)學(xué)建模是一種基本的數(shù)學(xué)思想，還是大數(shù)據(jù)下生活中不可或缺的解決問題的工具之一，彰顯了數(shù)學(xué)知識(shí)間的聯(lián)系與應(yīng)用，更是凸顯直覺思維的有效策略. 它所體現(xiàn)出來的是一種數(shù)學(xué)應(yīng)用能力，學(xué)生在建立數(shù)學(xué)模型處理數(shù)學(xué)問題時(shí)，不僅凸顯了直覺思維，與此同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了自身的知識(shí)結(jié)構(gòu)的內(nèi)化，提高了創(chuàng)新能力.

例3：點(diǎn)P為球O上的一點(diǎn)，過點(diǎn)P作三棱錐P-ABC，使得PA，PB，PC兩兩垂直，且點(diǎn)A，B，C在球面上，若設(shè)PA，PB，PC的長分別是a，b，c，試求出球的表面積.

分析：在考慮本題時(shí)，若學(xué)生的思維定位于三棱錐的圖形，那么解決起來難度較大. 可以從球的對(duì)稱性著手，補(bǔ)形該三棱錐為長、寬、高分別是a，b，c的長方體，該長方體的對(duì)角線為球的直徑，則有a2+b2+c2=4R2，所以S=4πR2=π（a2+b2+c2）. 本題的本質(zhì)是將不規(guī)則圖形通過輔助線進(jìn)行補(bǔ)形，從而挖掘出其中的隱含條件，簡化問題的解決過程，而在整個(gè)問題的解決過程中，數(shù)學(xué)的對(duì)稱美起到了極大的助推效果，其中直覺思維的參與也體現(xiàn)得淋漓盡致.

4. 以“靈活多變”為載體，拓展直覺思維

思維的發(fā)展往往是從問題開始的.教師在教學(xué)過程中可以“一題多解、一題多用、一題多變”為依托，引導(dǎo)學(xué)生沿著多個(gè)方向展開思考，采用多種方法和途徑，并多角度、多層次、全方位進(jìn)行思考，從而拓展直覺思維的靈動(dòng)性，達(dá)到培養(yǎng)思維敏捷性、發(fā)散性和創(chuàng)新性的目的[2]■.

例4：證明：A（1，5），B（0，2），C（2，8）三點(diǎn)共線.

證法1：首先，求出過其中兩點(diǎn)的直線方程，再證第三點(diǎn)在該直線上，即可得證. 具體證明過程如下：據(jù)A（1，5），B（0，2），可得直線AB的方程為3x-y+2=0①，將C（2，8）代入方程①，成立，由此可證點(diǎn)C（2，8）在直線AB上，由此可得A，B，C三點(diǎn)共線.

證法2：通過證明過同一點(diǎn)的兩條直線的斜率相等，得出這兩條直線相重合，從而得證. （證明過程略）

證法3：據(jù)三點(diǎn)可確定三條線段，證明其中的兩條線段長之和與第三條線段相等，因此這三條線段無法構(gòu)成三角形，從而得證. （證明過程略）

證法4：借助證明向量■與■共線，亦可得證. （證明過程略）

例5：已知a，b，c，d，e5個(gè)不同元素，每次排列需取全，且a和e必排在首位或末尾，試寫出所有排法.

變式1：已知a，b，c，d，e5個(gè)不同元素，每次排列需取全，且a和e均不可排在首位或末尾，試寫出所有排法.

變式2：已知a，b，c，d，e5個(gè)不同元素，每次排列需取全，且a和e不可相鄰，試寫出所有排法.

變式3：已知a，b，c，d，e5個(gè)不同元素，每次排列需取全，且a和e排在一起，試寫出所有排法.

變式4：已知a，b，c，d，e5個(gè)不同元素，每次排列需取全，且a必在e的左側(cè)（可相鄰，也可不相鄰），試寫出所有排法.

5. 以“充分反思”為依托，領(lǐng)悟直覺思維

基于思維培養(yǎng)的數(shù)學(xué)教學(xué)，不僅需要以知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)進(jìn)行解題活動(dòng)，更需注重解題后的反思，讓學(xué)生通過多角度和多方位的反思活動(dòng)來修正錯(cuò)誤，領(lǐng)悟錯(cuò)誤的本質(zhì)，從而達(dá)到領(lǐng)悟直覺思維的目的.

例6：一數(shù)學(xué)教師現(xiàn)有5張不同的試卷分發(fā)給4名學(xué)生，且每人至少領(lǐng)到1張，試求出有多少種不同的分配方式.

分析：因?yàn)橹庇X的引領(lǐng)，學(xué)生得出思路：首先，從5張?jiān)嚲碇腥〕?張，分別發(fā)給4名學(xué)生，然后將剩余的1張分別發(fā)給4名學(xué)生中的任意一個(gè)，因此得出A■A■=480（種），這是學(xué)生容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤.因此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生簡化問題，探究“3張?jiān)嚲矸职l(fā)給2名學(xué)生”的情形，運(yùn)用列舉法不難得出得出結(jié)果“6種分法”，而從以上思路進(jìn)行探究結(jié)果為“12種分法”，這樣一來，學(xué)生便體會(huì)到原解法是存在問題的. 在親歷思考、討論和反思后，學(xué)生找尋出錯(cuò)誤根源在于原解法中存在著一定程度上的重復(fù). 此時(shí)再從元素間的相互對(duì)應(yīng)關(guān)系著手，答案就顯而易見了. 由此不難看出，通過理清錯(cuò)誤根源，可以對(duì)數(shù)學(xué)的計(jì)數(shù)原理有更深層次的認(rèn)識(shí)，可以提高直覺思維的批判性，可以讓直覺思維的培養(yǎng)得到有效落實(shí)[3]■.

總之，作為數(shù)學(xué)教師應(yīng)追求高品質(zhì)的培養(yǎng)學(xué)生直覺思維的過程，讓直覺思維從浮于表象的提升真正走向?qū)嵸|(zhì)，讓學(xué)生在發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)美、體會(huì)數(shù)學(xué)美、運(yùn)用數(shù)學(xué)美的同時(shí)，得到思維的訓(xùn)練和發(fā)展.讓數(shù)學(xué)課堂真正做到將學(xué)生能力的培養(yǎng)落實(shí)到數(shù)學(xué)活動(dòng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，讓數(shù)學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)得以落實(shí).

參考文獻(xiàn)：

[1]? 李樹臣. 形成和發(fā)展數(shù)學(xué)能力的兩個(gè)根本途徑[J]. 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考，2002（09）.

[2]? 錢從新. 運(yùn)用推廣與引申的方法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[J]. 數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào)，2003，12（1）.

[3]? 趙思林，朱德全. 試論數(shù)學(xué)直覺思維的培養(yǎng)策略[J]. 數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào)，2010，19（2）.