对猜想教学与思维能力培养的探讨

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   波利亚说过:“所有聪明才智的获得往往是通过猜想开始的”,“数学事实首先是被猜想,然后是被证实。”作为教师,启发学生进行猜想,首先要带动学生主动探索,我们决不能急于把自己全部的秘密都吐露出来,而是要让学生去猜想,猜想解题的方向,猜想问题的结论,猜想由特殊到一般的可能,猜想知识的综合应用,让学生把各种想法说出来,让学生成为学习的主人,进一步培养和发展学生的思维能力,优化他们的思维品质。笔者结合新课程改革多年的教学实践和尝试,对猜想教学进行了以下探讨。
   一、重视猜想教学,培养思维的严谨性
   在数学教学过程中,笔者常常通过观察、实验、比较、联想、类比、归纳等方法,让学生猜想解题的方法和思路。猜想是否正确,可以通过运算或证明最终确定,这样学生思维的严谨性就得到了有效地锻炼。
   例1在平面几何里,有勾股定理:设△ABC的两边AB,AC互相垂直,则AB2+AC2=BC2。拓展到空间,类比平面几何的勾股定理,设三棱锥A-BCD的三个侧面ABC、ACD、ADB两两垂直 ,提出的猜想有四个:
   猜想①:AB2+AC2+AD2=BC2+CD2+BD2;
   猜想②:S2△ABC×S2△ACD×S2△ADB=S2△BCD;
   猜想③:S2△ABC+S2△ACD+S2△ADB=S2△BCD;
   猜想④:AB2×AC2×AD2=BC2×CD2×BD2.
   教师:请同学们看看哪个猜想是正确的,并说说你的理由。
   (大约三分钟后,笔者在教室巡视时发现大多数同学已经想好了。)
   教师:想好了吗?
   学生1:(迫不及待)第一个答案(很多同学点点头,表示赞同学生1的观点)。
   教师:(微笑,决不能急把答案说出来)为什么?
   学生1:平面几何的勾股定理类比到空间几何。
   教师:很好,把你的猜想与平面几何的勾股定理的特征对比一下,你发现问题了吗?
   (大多数的学生再次陷入思考)
   学生2:应该是第三个答案。
   教师:为什么?
   学生2:通过关于空间问题与平面问题的类比,
   多面体?圳多边形,
   面?圳边,
   体积?圳面积,
   面积?圳线段长
   …
   由此,可类比猜想本题的答案:S2△ABC+S2△ACD+S2△ADB=S2△BCD .
   教师:掌声鼓励(掌声热烈响起),同时掌声鼓励学生1(掌声再次热烈响起)。
   点评:猜想课堂教学是双边性的,教师不可包办代替,只有在学生出现思维障碍时,方可给予指导。教师在猜想课堂教学过程中,要积极调动学生大胆猜想,敢于创新,做到有的放矢,注重对学生思维的严谨性训练。
   二、 重视猜想教学,培养思维的发散性
   发散思维是指在思维过程中信息向各种可能的方向扩散,不局限于既定的模式,从不同的角度寻找解决问题的各种途径。思维的发散性,表现在思维过程中,不受一定的解题模式的束缚,从问题个性中探求共性,沿着不同方向、不同角度去猜想、延伸、开拓。
   例2 设{an}是首项为1的正项数列,且(n+1)· a2n+1-na2n+an+1an=0(n=1,2,3…),则它的通项公式是 。
   分析: 条件与结论之间的关系并不明显,但同学们从特殊入手,发现了问题的奥秘,从而提出了科学的猜想,并用数学归纳法严格地证明了猜想的正确性。以简驭繁,用特殊化思想求解,解题迅速、准确。由于an与an+1的关系是一次函数的关系,引导学生利用降次或从方程的角度解题。
   点评:在数学教学中,通过一题多变、一题多解(证)等训练,引导学生进行多种形式的探究,从而不断掀起学生的思维浪花,使他们既开阔了视野,增添了兴趣,也感受到数学的美妙与情趣,从而培养学生思维的发散性。
   三、重视猜想教学,培养思维的独创性
   教师要帮助学生多方位观察,积极思考,展现出新颖独特的思维风格和纵横驰聘的思想态势,从而培养他们的思维独特性。
   例3 求值:sin210°+sin250°+sin210° sin250°.
   分析:从客观上进行整体分析,抓住数学问题的整体结构和本质特征,引导学生从思维策略的角度作出猜测,能否构造对偶式,利用sin2x+cos2x=1进行化简。
   解:令x=sin210°+sin250°+sin210° sin250°
   y=cos210°+cos250°+cos210° cos250°
   点评:在数学教学中,调动学生的学习积极性,有意识地给学生创造良好的意境,鼓励他们提出富有个性的见解,激发他们猜想更好的方法,这样不但培养了学生的学习兴趣,让学生体验到学习的乐趣,同时也提高了学生思维独创的能力。
   四、重视猜想教学,培养思维的批判性和深刻性
   思维的批判性,在教学中表现为学生善于根据客观标准,从实际出发,对解题各环节、各方面的调整、纠正,检查解决问题的方向或方法是否正确。思维的深刻性,在教学中表现为对问题的猜想过程的抽象程度及对事物本质、规律的理解水平。思维的深刻性常常伴随思维的批判性的发展而增强。
   例4某交通岗共有3人,从周一到周日的七天中,每天安排一人值班,每人至少值2天班,有多少种排法?
   分析: 解决排列、组合的综合问题一般先组合后排列,本题要注意分组中“均匀分组问题”。
   学生猜想结果是否正确,经过一番争论,找出产生错误的原因,在全排列的过程中分组不均匀,重复计算了。
   点评:在数学解题中,不可避免地会出现争议的问题,应引导学生进行判别,对隐蔽的错误进行辨析,从而培养学生思维的批判性和深刻性。
   五、重视猜想教学,培养思维的灵活性和敏捷性
   在数学教学中,训练学生敏锐的感知解题的方向或方法,缩短运算环节和推理过程,迅速地接触问题的本质,从而解决问题,以培养学生思维的敏捷性。在数学解题中,善于根据问题的变化及时调整思路,改变原有的思维过程,寻找解决问题的最佳方法,有助于学生思维的灵活性的培养。
   例5 方程sinx=lgx的解有( )个。
   A.1 B.2 C.3 D.4
   解析:学生习惯于通过解方程求解,而此方程无法求解常令学生无从下手。若能引导学生灵活运用思维换一个角度思考,猜想能否运用数形结合思想转化为求函数图象交点的问题,作出图形,观察图形,从而很快得出结果。
   点评:在数学教学中,教师应鼓励学生大胆猜想,挖掘隐含条件;巧妙地构造某个数学对象,实行等价转化;灵活地运用各种思维方法和方式,找出解题的各种途径。
   总之,随着新课标地全面推广、开展和不断深入,教师应领会新课标的精神和理念,以学生的发展为本。在课堂教学中,让学生成为学习的主人,使学生思维能力的培养寓于猜想过程中,发展学生的思维能力,优化他们的思维品质。
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