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这里的“求变意识”指在数学教学中对题型进行多角度、多层次(如改变命题的题设、结论等)的演变,以启发学生的发散思维,提升学生数学素养的思维品质。笔者结合几则教学实例,谈谈培养学生“求变意识”的具体做法。
一、一题多解,培养思维的广阔性
一题多解既可以开阔思维,提高思维的敏捷性,又有利于培养学生的创新意识。教学中,教师围绕问题结论之间的关系,引导学生通过对比,进行多角度、多方向的思考,有助于学生打通知识的内在联系,培养其思维的广阔性。
二、一题多变,培养思维的深刻性
一题多变是培养学生创新思维能力的有效途径之一。教学中,教师适当地运用一题多变法,能激发学生发现和创新的欲望,加深他们学生对所学知识的理解,锻炼其思维的广阔性、深刻性和独创性。
我们来看下面这道题目。
如图1,要在燃气管道L上修建一个泵站,分别向A、B两工厂供气。请问:泵站修在什么地方,所用的输气管线最短?
这道题的解法很简单:作B关于L的对称点B’(如图2),则PB=PB’,只要PB’ PA最小,那么PA PB最小(两点之间线段最短),所以连接AB’交直线L于P,P就是泵站所建的位置。这是八年级数学中已经解决的问题。运用这个数学模型,我们可以解决很多数学问题。例如下面几个变式题。
这道题也是求两条线段之和的最小值,它是不是和解决“泵站问题”类似呢?学生通过比较发现,求EC ED的最小值实际上就是作C(或D)关于AB的对称点(图4),然后根据“两点之间线段最短”求出EC ED的最小值等于C’D。
分析作出图4后,有学生提出,如果连接图4的AC’,不就构成一个正方形了吗?(图5)教师肯定了这种想法,并鼓励学生尝试解题。
原题是利用轴对称性和“两点之间线段最短”来解决泵站问题,而变式1的题设也是以等腰直角三角形为几何背景求线段之和的最小值。等腰直角三角形本身就是一个轴对称图形,解决变式1所添加的辅助线也构成了正方形这个轴对称图形。换句话说,“泵站”问题是不是以轴对称图形为背景的图形变换呢?学生的好奇心被挑动了。教师适时给出了变式2和变式3。
变式2:如图6,P是边长为1的菱形ABCD对角线AC上的一个动点,M、N分别是AB、BC边上的中点,则PM PN的最小值是_____。
变式3:如图7,已知⊙O的半径为r,C、D是直径AB同侧圆周上的两点,弧AC的度数为96°,弧BD的度数为36°,动点P在AB上,则PC PD的最小值_____。
这些变式题以“泵站问题”为基础,或变换题目的条件和结论,或变换题目的形式,但题目的实质不变。这有利于从不同角度、不同方面提示题目的本质,使学生通过变式较深刻的理解同类型问题的内涵、特征和解答技巧。
三、对比辨析,培养思维的批判性
思维的批判性主要表现为有独立见解,敢于怀疑,有较强的辨识能力。在解题教学中,教师抓住典型性错误有意识地设置“陷阱”,引导学生进行错题辨析,并对比类似问题解法上的异同,能提高学生的辨识、判断能力,培养其思维的批判性。
多项选择题涉及的内容广泛,且命题者往往设置有“陷阱”,要选出正确的答案,必须用批判性的态度去思考,请看下面这道题目。
培养学生数学思维的批判性应首先落实在概念、公式、法则和定理的教学中。教师既要让学生明确它们的作用,又要让学生理解它们的真正含义。比如(1),a与b的关系可以通过对称轴的关系来建立,为此,学生必须熟悉抛物线的对称轴公式x=-[b2a]。找到了这层关系,由题意可得x=-[b2a]=1,于是很快就能判断出2a b=0这个结论正确。
数学思维批判性的特征在于有能力评价解题思路是否正确,能用批判性的态度分析解题过程,发现其中的不足,并加以改正和完善。如(2),由图学生很快发现各项系数的范围a>0,b<0,c<0,但单凭这些条件还不足以推出a b c的正负。在寻找条件的过程中,学生运用数形结合知识发现,当-1 问题越辩越明,自由讨论、争辩的学习氛围有利于发展学生思维的批判性。教学中,很多学生认为(5)正确。出现错误的原因,在于学生没有充分利用题目所给的已知条件。教师没有直接指出学生判断错误的原因,而是引导他们进一步读题,并自主交流讨论。通过讨论,学生发现要使△ABC为等腰直角三角形,有AB=BC=4,AB=AC=4和AC=BC三种情况,但并不一定能据此确定a的值的个数。于是,学生抱着质疑的态度进行验证。最后,学生通过计算得出,当AC=BC时,关于a的方程无解,因此a的值只有两个,结论(5)是错误的。
培养学生数学思维的批判性是一个复杂的过程,不能期望一蹴而就。教学中,教师有意识地对学生进行数学论证和计算方面的科学训练,学生数学思维的批判性就会逐步增强。
四、注重联想,培养思维的灵活性
思维的灵活性指解题时不局限于某一方面或受思维定势的影响,而能随机应变,触类旁通。
我们来看这样一道题目:设a2 2a-1=0,b4-2b2-1=0且1-ab2≠0,求[(ab2 b2 3a 1a)2]的值。不少学生一看到题目,就按照常规思维对求值的分式进行化简;还有的学生则去解关于a,b的方程,再代入求值。这些思维方法都没错,但这样解题计算量相当大,学生往往难以求出正确的值。其实,解这道题时,上述两种解法都不是最佳选择。学生如果能通过观察两个方程系数的特征,联想到[1a]和b2可以看作一元二次方程x2-2x-1=0的两个根,然后运用“韦达定理”来解决问题,解题的过程就会变得很简单。
数学的多个分支在内容和方法上都是密切联系,互相渗透的。在解决数学问题时,丰富而恰当的联想,能使看似复杂的问题变得熟悉起来,简单起来。因此,平时教学中,教师经常指导学生整理知识,让他们发现知识的纵向联系和横向联系。这样,学生思维的灵活性就会越来越强。
(作者单位:赤壁市蒲纺一中)
责任编辑 姜楚华
一、一题多解,培养思维的广阔性
一题多解既可以开阔思维,提高思维的敏捷性,又有利于培养学生的创新意识。教学中,教师围绕问题结论之间的关系,引导学生通过对比,进行多角度、多方向的思考,有助于学生打通知识的内在联系,培养其思维的广阔性。
二、一题多变,培养思维的深刻性
一题多变是培养学生创新思维能力的有效途径之一。教学中,教师适当地运用一题多变法,能激发学生发现和创新的欲望,加深他们学生对所学知识的理解,锻炼其思维的广阔性、深刻性和独创性。
我们来看下面这道题目。
如图1,要在燃气管道L上修建一个泵站,分别向A、B两工厂供气。请问:泵站修在什么地方,所用的输气管线最短?
这道题的解法很简单:作B关于L的对称点B’(如图2),则PB=PB’,只要PB’ PA最小,那么PA PB最小(两点之间线段最短),所以连接AB’交直线L于P,P就是泵站所建的位置。这是八年级数学中已经解决的问题。运用这个数学模型,我们可以解决很多数学问题。例如下面几个变式题。
这道题也是求两条线段之和的最小值,它是不是和解决“泵站问题”类似呢?学生通过比较发现,求EC ED的最小值实际上就是作C(或D)关于AB的对称点(图4),然后根据“两点之间线段最短”求出EC ED的最小值等于C’D。
分析作出图4后,有学生提出,如果连接图4的AC’,不就构成一个正方形了吗?(图5)教师肯定了这种想法,并鼓励学生尝试解题。
原题是利用轴对称性和“两点之间线段最短”来解决泵站问题,而变式1的题设也是以等腰直角三角形为几何背景求线段之和的最小值。等腰直角三角形本身就是一个轴对称图形,解决变式1所添加的辅助线也构成了正方形这个轴对称图形。换句话说,“泵站”问题是不是以轴对称图形为背景的图形变换呢?学生的好奇心被挑动了。教师适时给出了变式2和变式3。
变式2:如图6,P是边长为1的菱形ABCD对角线AC上的一个动点,M、N分别是AB、BC边上的中点,则PM PN的最小值是_____。
变式3:如图7,已知⊙O的半径为r,C、D是直径AB同侧圆周上的两点,弧AC的度数为96°,弧BD的度数为36°,动点P在AB上,则PC PD的最小值_____。
这些变式题以“泵站问题”为基础,或变换题目的条件和结论,或变换题目的形式,但题目的实质不变。这有利于从不同角度、不同方面提示题目的本质,使学生通过变式较深刻的理解同类型问题的内涵、特征和解答技巧。
三、对比辨析,培养思维的批判性
思维的批判性主要表现为有独立见解,敢于怀疑,有较强的辨识能力。在解题教学中,教师抓住典型性错误有意识地设置“陷阱”,引导学生进行错题辨析,并对比类似问题解法上的异同,能提高学生的辨识、判断能力,培养其思维的批判性。
多项选择题涉及的内容广泛,且命题者往往设置有“陷阱”,要选出正确的答案,必须用批判性的态度去思考,请看下面这道题目。
培养学生数学思维的批判性应首先落实在概念、公式、法则和定理的教学中。教师既要让学生明确它们的作用,又要让学生理解它们的真正含义。比如(1),a与b的关系可以通过对称轴的关系来建立,为此,学生必须熟悉抛物线的对称轴公式x=-[b2a]。找到了这层关系,由题意可得x=-[b2a]=1,于是很快就能判断出2a b=0这个结论正确。
数学思维批判性的特征在于有能力评价解题思路是否正确,能用批判性的态度分析解题过程,发现其中的不足,并加以改正和完善。如(2),由图学生很快发现各项系数的范围a>0,b<0,c<0,但单凭这些条件还不足以推出a b c的正负。在寻找条件的过程中,学生运用数形结合知识发现,当-1
培养学生数学思维的批判性是一个复杂的过程,不能期望一蹴而就。教学中,教师有意识地对学生进行数学论证和计算方面的科学训练,学生数学思维的批判性就会逐步增强。
四、注重联想,培养思维的灵活性
思维的灵活性指解题时不局限于某一方面或受思维定势的影响,而能随机应变,触类旁通。
我们来看这样一道题目:设a2 2a-1=0,b4-2b2-1=0且1-ab2≠0,求[(ab2 b2 3a 1a)2]的值。不少学生一看到题目,就按照常规思维对求值的分式进行化简;还有的学生则去解关于a,b的方程,再代入求值。这些思维方法都没错,但这样解题计算量相当大,学生往往难以求出正确的值。其实,解这道题时,上述两种解法都不是最佳选择。学生如果能通过观察两个方程系数的特征,联想到[1a]和b2可以看作一元二次方程x2-2x-1=0的两个根,然后运用“韦达定理”来解决问题,解题的过程就会变得很简单。
数学的多个分支在内容和方法上都是密切联系,互相渗透的。在解决数学问题时,丰富而恰当的联想,能使看似复杂的问题变得熟悉起来,简单起来。因此,平时教学中,教师经常指导学生整理知识,让他们发现知识的纵向联系和横向联系。这样,学生思维的灵活性就会越来越强。
(作者单位:赤壁市蒲纺一中)
责任编辑 姜楚华