提高学生独立思考能力探索

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  [摘 要]让学生掌握数学的学习方法,提高学生的数学学习能力,是中学数学教学的重要任务.研究提高学生独立思考的能力策略具有重要的现实意义.通过训练学生“下结论”“复述”“变式”“提问”“感悟”,可有效提高学生独立思考的能力.
  [关键词]独立思考能力;高中数学;策略
  [中图分类号] G633.6 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2018)32-0001-04
  数学是思维的体操.著名数学家波利亚在谈到数学课的目的时,最为强调的就是两点:一是教会学生思考;二是培养学生的兴趣、好奇心、毅力、意志、情感等非智力因素.这里的“思考”包括两个方面:一是指“有目的的思考”;二是既包括“形式的”思维,又包括“非形式的”思维.即“教学生证明问题,也教他们猜想问题”.
  事实上,数学学习的核心价值,就在于高水平的思维训练.具体来说,就是学会“想”问题.但是,“想”什么?怎样“想”? 这需要通过一定的手段去加以训练.
  一、训练“下结论”
  “下结论”是有目的思考的结果.对课堂上出现的每一个问题(无论是教师提出的还是学生提问的),都要求学生力争迅速形成“自己”的想法.
  学生可以通过观察、猜想或直觉思维,迅速给出自己的结论.结论正确与否并不是最重要的,关键它是学生“自己”的想法.这样的锻炼非常重要,是提高独立思考能力必须经过的一道“坎”.在解题中,“看条件下结论”是学生进行推理、判断的基础.
  [例1]观察右图,你能从中发现哪些结论?你能否发现以下众多的结论?
  (1)函数定义域为R;
  (2)函数值域为R;
  (3)函數图像过原点;
  (4)对应方程有三个根.一零根,一正根,一负根;
  (5)正根绝对值比负根绝对值大;
  (6)函数值有正、有负(存在很多不等式);
  (7)函数有极大值、极小值;
  (8)函数无最大值、最小值;
  (9)函数在区间上具有单调性;
  (10)函数具有凹凸性.
  ……
  教师坚持不懈地进行“下结论”的训练,学生就会逐步开阔眼界,能看到原来看不到的东西,想到原来想不到的东西,从而逐步提升分析问题和解决问题的能力.
  二、训练“复述”
  “复述”本质上是一种转化.对于课堂上学习的知识,学生要能用自己的语言表达出来,这是非常重要的.每个人都有自己的思维“图式”,学习的意义在于不断丰富和完善自身的思维结构.特别是数学的语言比较抽象,学生要把符号语言、图形语言很好地“翻译”为文字语言,能“讲”得出来,并不是一件容易做到的事,只有通过长期坚持训练才能做好.
  很多学生对知识常常 “只能意会不能言传”.这是很多学生解题表达时常思维不清的重要原因——“讲”不清楚.因此,对于课堂上教学的知识,教师要注重训练学生用自己的语言表达出来.“复述”是提升学生独立思考能力的重要手段.
  [例2] 请用“自己”的语言复述“曲线的方程”与“方程的曲线”概念.
  定义:在直角坐标系中,如果某曲线C上的点与一个二元方程f(x, y)=0的实数解建立了如下关系:
  (1)曲线上的点的坐标都是这个方程的解;
  (2)以方程的解为坐标的点都是曲线上的点.
  那么,这个方程叫曲线的方程,这条曲线叫方程的曲线.
  复述:
  (1)这两个条件反映的是“曲线上的点” 和“以方程的解为坐标的点”的关系.既“不多” 又“不少”, 刚合适!
  条件1:说明“曲线上的点”不多于“以方程的解为坐标的点”, 即说明曲线上的点都适合条件,“无一例外”.
  条件2:说明“曲线上的点”不少于“以方程的解为坐标的点”, 即说明适合条件的所有点都在曲线上,“毫无遗漏”.
  (2)定义的集合表述. 曲线可以看成点的集合,记为C;一个二元方程的实数解可以看成点的坐标,其解集也描述了一个点集,记为F.
  [条件1:C?F条件2:F?C?C=F, 即C={(x, y)|F(x, y)=0}].
  可见,加强“复述”训练,学生能用自己特有的思维方式去理解和记忆知识,所学知识就会内化为他们自身的学习系统,就会成为富有价值的知识.
  三、训练“变式”
  变式,是指相对于某种范式(即数学教材中具体的数学思维成果,含基础知识、知识结构、典型问题、思维模式等)的变化形式.它是解题思维展开的一种重要途径.
  训练变式,就是要学生注重观察有关概念、性质、公式、题型等是如何从简单演变派生到复杂的,从中理解变式的基本思想,学会归纳解决问题的方法、策略、技巧,熟练地掌握变式的思维方法,它对提高学生的辩证思维能力,促进学生不断地向思维的自觉领悟阶段转变,具有不可替代的作用.
  变式,常常通过以下方式进行.
  (1)语言变式
  数学语言通常有以下形式:文字语言、图形语言、符号语言.从某种意义上来说,数学解题就是不断实施语言的转化,从中发现解题思路,进而求解的过程.锻炼学生的数学语言转换能力是十分重要的.
  (2)图形变式
  教师要注重训练学生将图形由标准位置改变为非标准位置,由基本图形改变为非基本图形,这种训练能加强学生对概念的本质特征的理解.教师还要注重以基本图形为“生长点”,将其引申变换为组合图形而得到变式题组,以此培养学生的想象能力、变换能力及创新意识.
  (3) 概念变式
  它包括反映该概念本质属性的各种变化形式,如符号表示、等价说法、图形变式及反面实例等.   将以上n-1个式子相乘,得[ana1=12 · 23 · 34 · …· n-1n=1n ,] [∴an=1n .]
  [解法2: an=n-1nan-1=n-1n · n-2n-1an-2=n-1n · n-2n-1 … 23 · 12=1n .]
  小结:形如[an 1=f(n) an]的递推关系式,可采用叠乘或迭代递推的思想方法.题目变式有利于培养学生的问题意识、创新意识,有利于提高学生的解题能力.
  (7) 方法变式
  方法变式是指对同一个题目从不同角度加以思考,探求出不同的解决方案.一题多解的实质是问题解法的变式.一题多解是创新意识的具体运用,其作用有三:一是开拓解题思路,激发学生的探索兴趣;二是寻找解题捷径,培养学生的求简意识;三是创新解题模式,提高学生的创新能力.
  [例5]已知二次函数[f(x)]满足[f1 xx=x2 1x2 1x],求[f(x)]的表达式.
  分析一: 已知条件中自变量为复合的分式,从分式到整式是实施运算化简的目标,为此可用换元法去解决.
  解法1: 令[t=1 xx],则[x=1t-1,1x=t-1],
  [∴f(t)=1t-12 11t-12 (t-1)=1 (t-1)2 (t-1)=t2-t 1],[∴f(x)=x2-x 1].
  分析二:因为题设[f(x)]是二次函数,所以把[x2 1x2 1x]配凑成以[1 xx]为变量的二次函数,可得到[f(x)]的表达式.
  解法2: [f1 xx = x2 1x2 1x = 1 xx 2- 2xx2 1x=1 xx2-1x] [=1 xx2-1 xx 1],[∴f(x)=x2-x 1].
  分析三: 既然已知所求的函数肯定是二次函数,不妨直接设出二次函数的标准式[f(u)=au2 bu c,]其待定的三个系数[a,b,c]可通过自变量与函数的对应关系转化为一次方程组求解.
  解法3: 设所求二次函数为[f(u)=au2 bu c,]当[u=0]时,[c=f(0)].由[1 xx=0,]得[x=-1].[∴f(0)=(-1)2 1(-1)2 1-1=1].故[f(u)=au2 bu 1],从而[f(2)=4a 2b 1] ①,由[1 xx=2,]得[x=1,∴f(2)=1 11 11=3].
  同理[f(3)=9a 3b 1=7].②由①②两式解出[a=1 ,b=1],[∴f(x)=x2-x 1].
  四、训练“提问”
  学生在学习中,常常会遇到思维受阻的情况,或者思路与教师的想法不一致,或者在讨论中与其他同学的看法有冲突.这时,要让他们勇于提问,勇于阐述自己的理解,提出自己的疑问,通过与老师、同学的交流,肯定自己对问题的理解,或纠正自己理解上的偏差,从而对问题理解得更深刻、更全面.
  特别是,当学生在解题遇到困难向教师请教时,要让他们把自己解题的想法、遇到的困难、自己设想而又行不通的解决办法等向教师和盘托出,让教师了解学生的思路,诊断他们思维受阻的根源,提出解决问题的办法.这样,才能真正解除学生心头之疑,使问题的解决符合学生的认知水平.否则,学生仅仅问教师怎么做,教师可能会按自己的想法为学生作答,但这一解法未必和学生所想的一致,并未解决学生的疑问.
  五、训练“感悟”
  “悟”是一种更深层次的思考,它反映了一个人思考力的水平.
  一悟基本的知识要求.一节课,教师讲了哪些概念、性质、定理,它们的内涵和外延是什么,或者说这些知识有什么特点,要抓住哪些关键,它与已学知识有哪些联系,发展的主线是什么,这些都是要学生去思考、去发现的.因為教师不可能在短短的时间内把所有的问题都讲全、讲透,对很多问题只能做些点拨、提示,需要学生自己去感悟理解.如果学生缺乏这种主动“悟”的意识,他们就不能更全面地去理解知识的本质,对知识的理解就会“知其然,而不知其所以然”.
  二悟重要的解题方法.成功的解题方法,会指明思维的引发、展开、分析、判断等一系列决策过程的基本程序,是学生今后学习可以类比的一种模式.因此,学生要注重思考这一方法的基本特征、主要步骤、基本技巧,及能够解决的问题,把它内化为自己的认识,实现将别人的方法变成“自己”的方法.
  三悟蕴含的数学思想.如果说解题方法是实施层面的“技巧型”的办法,那么怎样感悟其背后蕴藏着的丰富的数学思想就更为重要了.因为数学思想是一种策略上的、全局性的方法,要真正让学生做到能举一反三、触类旁通,就必须让他们有这种高度和意识.
  四悟知识的广泛应用.对知识的学习,不仅要会,更重要的是要学会联系.因为只有联系,知识才能“活”起来.因此,学生听课要注意教师对知识的来龙去脉的分析,要认真领悟所学知识的作用,能初步运用这些知识去解决问题.课本上的练习、习题就是一种最直接的运用,学生要认真做,感受知识在运用上的变化,只有这样才能真正把知识学懂、用活.
  (责任编辑 黄桂坚)
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