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【摘 要】善于逆向思维,是思维灵活的一种表现。一般的学生从正向思维转变为逆向思维是存在一定困难的,而有能力的学生在完成这种转变时是迅速且自如的,这就是能力不同的学生在思维的速度方面的素质差异。所以注重对学生的逆向上思维训练,是培养学生数学能力及培养学生创造性思维能力的重要方面。
【关键词】初中数学;逆向思维;能力培养
要培养学生的创新意识,提高学生的创新能力,逆向思维的培养训练是至关重要的。但是,对于多数的中学生,往往不习惯于或者不善于逆向思维。因此,在数学教学中,要结合教学实际,有意识地加强逆向思维的训练,引导和培养学生的逆向思维意识和习惯,帮助学生克服单向思维定势,引导学生从正向思维过渡到正、逆双向思维,从而帮助学生提高分析问题、解决问题的能力。
1. 逆向思维训练在教学中的具体实施
(1)定义教学中逆向思维的训练。作为定义的数学命题,其逆命题总是存在,并且是成立的。因此,学习一个新概念,如果注意从逆向提问,学生不仅对概念辨析得更清楚,理解得更透彻,而且能够培养学生养成双向考虑问题的良好习惯。如在几何的教学中,特别是入门阶段,对每一个定义,都要引导学生分清其正逆方向的关系,对今后推理论证的教学很有裨益。值得注意的是教师在平时教学中,经常强调一个定理的逆命题不一定成立,在讲定义时,如不强调它一定具有可逆性,将会引起学生对定义的逆用产生怀疑。
(2)公式教学中逆向思维的训练。数学中的公式总是双向的,可很多学生只会从左到右顺用公式,对于逆用,尤其是利用变形的公式更不习惯。事实上,若能够灵活地逆用公式,再解题时就能得心应手,左右逢源。在此应特别注意两点:第一、强调公式的顺用和逆用,“聚合”和“展开”。第二、逆用公式是求代数式的值、化简、计算的常用手段。例:计算:2007-2006×2008 .分析:直接相乘很难求得结果,根据各因式的特点,将乘法的平方差公式逆用就可化难为易。解:原式=20072-(2007-1)(2007+1)=20072 -(20072 -1)=1。
(3)运算法则教学中逆向思维的训练。数学中的很多运算都有一个与它相反的运算作为逆运算,如:加法和减法、乘法和除法、乘方和开方都是互为逆运算,彼此依存,共同反映某种变化中的数量关系。而且在同一级运算中,可以互相转化,如利用相反数的概念减法可以转化为加法,利用倒数的概念可以转化为乘法。例2、已知:xm=8,xn=2 求:x2(m-n) 的值.分析:该题将同底数幂除法法则逆用后得到结果。解:原式 =[x(m-n)]2=(xm÷xn)2=(8÷2)2=16。
(4)定理教学中逆向思维的训练。不是所有的定理的逆命题都是正确的,引导学生探究定理的逆命题的正确性,不仅能使学生学到的知识更加完备,而且能激发学生去探索新的知识。勾股定理、一元二次方程根的判别式定理、平行四边形的性质定理等的逆命题都是存在的,经过我们的逆向探索,应用十分广泛。
2. 数学教学中逆向思维能力的具体训练
(1)引导学生从正、逆两个方面去理解概念。 如教学“相反数”概念时,不但可以问学生:“5的相反数是什么数”?还可以问:“-0.5是什么数的相反数”?“-3和什么数是互为相反数”?“互为相反数的两个数有何特征”?这样从正、逆两个方面提出问题,可以帮助学生深刻地理解相反数的概念。又如,在教学“余角”和“补角”的概念时,应要求学生从两个方面去理解:如果∠1+∠2=180°,那么∠1和∠2互为补角;如果∠1和∠2互为补角,那么∠1+∠2=180°。如此,才能让学生把握“互为补角”的实质:①∠1和∠2互为补角,表示∠1是∠2的补角,同时,∠2也是∠1的补角;②互为补角的定义规定的是“两个角”,而不是一个角或者是两个角以上的角。因此,诸如“∠1是补角”、“若∠1+∠2+∠3=180°,则∠1、∠2、∠3互为补角”等说法都是错误的;③“互为补角”是两个角之间的数量关系,它与两个角的位置无关。
(2)编排逆向训练的习题。 为了训练学生的逆向思维,在教学中要有意识地编排顺、逆双向配对的练习题供学生训练。有甲乙丙三堆火柴,首先从甲堆中拿出等于乙丙两堆之和的火柴,并按乙丙两堆火柴数分别放入乙丙两堆中,乙堆中取处等于甲丙两堆火柴之和的火柴,并按甲丙两堆的火柴数分别放入甲丙两堆中,最后从丙堆中取出等于甲乙两堆之和的火柴,并按甲乙两堆火柴数分别放入甲乙两堆中.这时三堆火柴均为8根,问各堆原有几根火柴?分析:此问题中,由最后各堆均有8根火柴知道,共有24根火柴,前后3次调整,我们按照与活动顺序相反的方向去考虑。甲、乙 、丙第三次调整后火柴堆放情况 8 、8、 8 ,第三次调整前火柴堆放情况(从甲,乙中各取一半还入丙中)4、4、16, 第二次调整前火柴堆放情况 (从甲,丙中各取一半还入乙中) 2、14、8 ,第一次调整前火柴堆放情况 (从乙,丙中各取一半還入甲中)13、7 、4 , 火柴原来各堆分别是甲13根,乙7根,丙4根。 可见,有些问题按其发生顺序去解,令人茫然,若从结果逆推,极易得解。以上练习题,由于顺、逆双向对比明显,学生通过练习,可以逐步养成逆向思维的习惯,提高逆向思维的能力和解题的灵活性,进而形成良好的思维品质。
(3)在解题中注意逆向思维的训练。 在解题过程中,一般都是由所给条件直接向结论逼近,但有些问题,特别是几何问题,需要改变思考的角度,经常要从反面去考虑,或者从结论要成立所必须具备的条件去考虑,以获取解题的突破和简捷的方法。例3:已知A、B为直线XY同侧的两点,试在直线XY上求一点C,使∠ACX=∠BCY。简析:这是一道作图题,解作图题的关键在于分析,而作图问题的分析,多是采用逆推法。例4:某市有100名学生参加围棋比赛,采用输一场即被淘汰的单淘汰赛,轮空者为当然胜者,每场比赛都得定出胜负,请问:共需要进行多少场比赛,才能选出冠军?简析:本题从目标正面直接求解,计算繁难,容易出错,但如果改从目标反面入手,就是去计算产生99名被淘汰者的比赛场数:按比赛规则,每比赛一场就产生一名被淘汰者,100人参赛,选出冠军一人,就相当于要产生99名被淘汰者,所以共需要比赛99场。
总之,加强逆向思维的训练,可改变其思维结构,培养思维灵活性、深刻性和双向能力,提高分析问题和解决问题的能力。迅速而自然地从正向思维转到逆向思维的能力,正是数学能力增强的一种标志。因此,我们在课堂教学中务必加强学生逆向思维能力的培养与塑造,以充分发挥学生的思考能力,训练其思维的敏捷性,从而激发起学生学习数学的主观能动性和探索数学奥秘的兴趣。
【关键词】初中数学;逆向思维;能力培养
要培养学生的创新意识,提高学生的创新能力,逆向思维的培养训练是至关重要的。但是,对于多数的中学生,往往不习惯于或者不善于逆向思维。因此,在数学教学中,要结合教学实际,有意识地加强逆向思维的训练,引导和培养学生的逆向思维意识和习惯,帮助学生克服单向思维定势,引导学生从正向思维过渡到正、逆双向思维,从而帮助学生提高分析问题、解决问题的能力。
1. 逆向思维训练在教学中的具体实施
(1)定义教学中逆向思维的训练。作为定义的数学命题,其逆命题总是存在,并且是成立的。因此,学习一个新概念,如果注意从逆向提问,学生不仅对概念辨析得更清楚,理解得更透彻,而且能够培养学生养成双向考虑问题的良好习惯。如在几何的教学中,特别是入门阶段,对每一个定义,都要引导学生分清其正逆方向的关系,对今后推理论证的教学很有裨益。值得注意的是教师在平时教学中,经常强调一个定理的逆命题不一定成立,在讲定义时,如不强调它一定具有可逆性,将会引起学生对定义的逆用产生怀疑。
(2)公式教学中逆向思维的训练。数学中的公式总是双向的,可很多学生只会从左到右顺用公式,对于逆用,尤其是利用变形的公式更不习惯。事实上,若能够灵活地逆用公式,再解题时就能得心应手,左右逢源。在此应特别注意两点:第一、强调公式的顺用和逆用,“聚合”和“展开”。第二、逆用公式是求代数式的值、化简、计算的常用手段。例:计算:2007-2006×2008 .分析:直接相乘很难求得结果,根据各因式的特点,将乘法的平方差公式逆用就可化难为易。解:原式=20072-(2007-1)(2007+1)=20072 -(20072 -1)=1。
(3)运算法则教学中逆向思维的训练。数学中的很多运算都有一个与它相反的运算作为逆运算,如:加法和减法、乘法和除法、乘方和开方都是互为逆运算,彼此依存,共同反映某种变化中的数量关系。而且在同一级运算中,可以互相转化,如利用相反数的概念减法可以转化为加法,利用倒数的概念可以转化为乘法。例2、已知:xm=8,xn=2 求:x2(m-n) 的值.分析:该题将同底数幂除法法则逆用后得到结果。解:原式 =[x(m-n)]2=(xm÷xn)2=(8÷2)2=16。
(4)定理教学中逆向思维的训练。不是所有的定理的逆命题都是正确的,引导学生探究定理的逆命题的正确性,不仅能使学生学到的知识更加完备,而且能激发学生去探索新的知识。勾股定理、一元二次方程根的判别式定理、平行四边形的性质定理等的逆命题都是存在的,经过我们的逆向探索,应用十分广泛。
2. 数学教学中逆向思维能力的具体训练
(1)引导学生从正、逆两个方面去理解概念。 如教学“相反数”概念时,不但可以问学生:“5的相反数是什么数”?还可以问:“-0.5是什么数的相反数”?“-3和什么数是互为相反数”?“互为相反数的两个数有何特征”?这样从正、逆两个方面提出问题,可以帮助学生深刻地理解相反数的概念。又如,在教学“余角”和“补角”的概念时,应要求学生从两个方面去理解:如果∠1+∠2=180°,那么∠1和∠2互为补角;如果∠1和∠2互为补角,那么∠1+∠2=180°。如此,才能让学生把握“互为补角”的实质:①∠1和∠2互为补角,表示∠1是∠2的补角,同时,∠2也是∠1的补角;②互为补角的定义规定的是“两个角”,而不是一个角或者是两个角以上的角。因此,诸如“∠1是补角”、“若∠1+∠2+∠3=180°,则∠1、∠2、∠3互为补角”等说法都是错误的;③“互为补角”是两个角之间的数量关系,它与两个角的位置无关。
(2)编排逆向训练的习题。 为了训练学生的逆向思维,在教学中要有意识地编排顺、逆双向配对的练习题供学生训练。有甲乙丙三堆火柴,首先从甲堆中拿出等于乙丙两堆之和的火柴,并按乙丙两堆火柴数分别放入乙丙两堆中,乙堆中取处等于甲丙两堆火柴之和的火柴,并按甲丙两堆的火柴数分别放入甲丙两堆中,最后从丙堆中取出等于甲乙两堆之和的火柴,并按甲乙两堆火柴数分别放入甲乙两堆中.这时三堆火柴均为8根,问各堆原有几根火柴?分析:此问题中,由最后各堆均有8根火柴知道,共有24根火柴,前后3次调整,我们按照与活动顺序相反的方向去考虑。甲、乙 、丙第三次调整后火柴堆放情况 8 、8、 8 ,第三次调整前火柴堆放情况(从甲,乙中各取一半还入丙中)4、4、16, 第二次调整前火柴堆放情况 (从甲,丙中各取一半还入乙中) 2、14、8 ,第一次调整前火柴堆放情况 (从乙,丙中各取一半還入甲中)13、7 、4 , 火柴原来各堆分别是甲13根,乙7根,丙4根。 可见,有些问题按其发生顺序去解,令人茫然,若从结果逆推,极易得解。以上练习题,由于顺、逆双向对比明显,学生通过练习,可以逐步养成逆向思维的习惯,提高逆向思维的能力和解题的灵活性,进而形成良好的思维品质。
(3)在解题中注意逆向思维的训练。 在解题过程中,一般都是由所给条件直接向结论逼近,但有些问题,特别是几何问题,需要改变思考的角度,经常要从反面去考虑,或者从结论要成立所必须具备的条件去考虑,以获取解题的突破和简捷的方法。例3:已知A、B为直线XY同侧的两点,试在直线XY上求一点C,使∠ACX=∠BCY。简析:这是一道作图题,解作图题的关键在于分析,而作图问题的分析,多是采用逆推法。例4:某市有100名学生参加围棋比赛,采用输一场即被淘汰的单淘汰赛,轮空者为当然胜者,每场比赛都得定出胜负,请问:共需要进行多少场比赛,才能选出冠军?简析:本题从目标正面直接求解,计算繁难,容易出错,但如果改从目标反面入手,就是去计算产生99名被淘汰者的比赛场数:按比赛规则,每比赛一场就产生一名被淘汰者,100人参赛,选出冠军一人,就相当于要产生99名被淘汰者,所以共需要比赛99场。
总之,加强逆向思维的训练,可改变其思维结构,培养思维灵活性、深刻性和双向能力,提高分析问题和解决问题的能力。迅速而自然地从正向思维转到逆向思维的能力,正是数学能力增强的一种标志。因此,我们在课堂教学中务必加强学生逆向思维能力的培养与塑造,以充分发挥学生的思考能力,训练其思维的敏捷性,从而激发起学生学习数学的主观能动性和探索数学奥秘的兴趣。