严谨的思维习惯是良好思维素质的重要特征.如何培养学生严谨的思维习惯,是数学教学的一个重要课题.现根据我在教学第一线十多年的工作实践,谈谈在中学教学中对学生严谨思维习惯培养方面的几点做法.
一、提高学生语言表达能力,克服含混模糊的语言表达习惯
学生在表述概念时,往往不重视表述的严密性,因而常出现错误,对学生语言表述中出现的错误,教师要及时予以剖析并加以纠正.例如,指明“把直线画短些”,“把平面画大些”的错误所在;揭示“不在任何一个平面内”与“不在同一平面内”的区别;分析在椭圆定义中“平面内”、“常数大于|FF|”两个条件缺一不可的原因.
在表述定理、公式和法则时,教师应该要求学生作完整的叙述,不能默许学生作随意增减.例如,“若两条直线都有斜率,则这两条直线互相垂直的充要条件是斜率互为负倒数”中的“两条直线都有斜率”这一前提不能丢掉;在等比数列前n项和公式中,公比q≠1的条件不能少,并进一步要求学生按公式q≠1和q=1两种情况,全面掌握求等比数列前n项和的公式.
在表述数量、位置、逻辑关系时,教师应要求学生做到语言准确、贴切.例如,不能把“全不相等”说成“不全相等”;不能把“两两相交且不过同一个点的三条直线”与“两两相交的三条直线”相混淆.
在培养学生语言表述能力的过程中,教师严密的语言表述对学生起着潜移默化的作用.教师要注意课堂教学语言的锤炼,给学生作出表率.
二、准确运用概念,克服粗疏的思维习惯
概念是思维的细胞,学生在运用概念解题时,往往不能全面、准确地把握住有关概念的实质,仅仅注意到定义中的某一部分条件.如忽视象限角概念中“角的终边不在坐标轴上”这一条件,出现“若α是第二象限的角,则2α是第三或第四象限的角“这一错误判断;又如,有的学生忽视奇、偶函数对定义域的要求,即定义域所表示点集必须关于原点对称,从而出现“函数f(x)=x+7cosx(-1≤x≤3)是偶函数”的错误.
例1.判断函数量f(x)=的奇、偶性.
学生往往这样解答:
∵f(-x)==,
∴f(-x)≠f(x)且f(-x)≠-f(x).
∴f(x)既不是奇函数,又不是偶函数.
这是个错误解,错在没有先求函数的定义域,然后将函数的解析式恒等变形.
由1-x≥0|x+2|-2≠0得出函数的定义域为[-1,0)∪(0,1].将函数恒等变形,得f(x)=,f(x)是奇函数.
三、深刻理解定理、公式、法则,克服生搬硬套的思维习惯
定理、公式、法则都有各自适用范围,绝不能不问条件,到处生搬硬套.对学生滥用定理、公式、法则所产生的解题错误,教师注意及时剖析并予纠正,从而培养学生灵活、准确运用定理、公式、法则的严谨思维习惯.
例2.已知方程x+x+p=0的两虚根为α、β,且|α-β|=3,求实数p的值.
错解:由α+β=-1,αβ=p,|α-β|=3,得|α-β|=(α-β)=(α+β)-4αβ.
∴1-4p=9, ∴p=-2.
实际上,当p=-2时,原方程的两根为1和-2,并非虚根.产生错误的原因是将实数范围内成立的等式“|x|=x”生硬地搬到复数范围去使用.正确解法是:
设a=a+bi(ab∈Rb≠0),则β=a=a-bi,|α-β|=|2bi|=2|b|=3,∴b=±3/2.
由α+β=-1,得a=-1/2,∴P=aβ=a+b=5/2.
四、周密审题,深入钻研、克服单一化,表面化的思维习惯
探讨问题不能只考虑一种情况、一种结果,要全面深入地分析,看看有没有其他情况、其他结果.力戒单一化、表面化的思维习惯.
例3.把下面方程化为普通方程,并说明它表示什么曲线:
x=(t+)……① (t是参数)y=(t-)……②
如果只考虑到a≠0、b≠0的一般情况,没有去处理a、b至少有一个为零的特殊情况,那么只能得到片面的结果:消qqq0niGNWOCxAhPgbRJiWIh/J+3XZHDFBtfGLSU2jto=参数t,得到x/a-y/b=1,它表示双曲线.正确解答是:
(1)当a≠0、b≠0时,所求普通方程为x/a-y/b=1,它表示双曲线;
(2)当时a=0、b≠0时,所求普通方程x=0(y∈R),它表示y轴;
(3)当时a≠0、b=0,由①得x=(t+)≥a.
∴所求普通方程为y=0(x≥|a|或x≤-|a|),它表示x轴上两条射线;
(4)当a=b=c时,所求普通方程x+y=0,它表示原点.
例4.实数a、b满足a+b=1,求点M(a+b,ab)轨迹.
不少学生常常做出如下解答:
设x=a+b,y=ab,则:
1=a+b=(a+b)-2ab=x-2y.
∴点M的轨迹是抛物线,其方程为x=2(y+).
其实,如果能周密审题、深入钻研,由a+b=1可得(a+b)≤2(a+b)=2,x≤2,就会发现点M的轨迹是抛物线的一段,其方程为x=2(y+)(-≤x≤).
五、剖析“可解”的错题,克服轻信、盲从的思维习惯
有些数学题,虽然“可解”,然而由于编题者考虑欠周密,以至成为错题.剖析这种错题,对于帮助学生克服轻信、盲从的思维习惯,增强思维的批判性大有裨益.
例5.一个直角三角形的周长为10,斜边上的中线长为2,求此三角形的面积.
解题能力比较强的学生常作如下解答:
设两直角边长分别为a、b,因斜边长为4,则:
a+b=6①a+b=16 ②
①-②,得2ab=20.
∴三角形的面积S=ab=5.
在上述解答中,将ab作整体处理,解法简捷.然而,正是这种处理掩盖了a、b不可能是实数这一实质.其实,由a+b=6,ab=10,可知a、b是方程x-6x+10=0的两个根,由Δ<0,得a、b不是实数.至此,我们发现这道例题是一道错题.进一步深入钻研,可以推导出直角三角形中,周长p与斜边长c的关系是(-1)p<c<p/2.在例4中,p=10,c=4,不适合于(-1)p<c,所以不存在周长为10,斜边上的中线长为2的直角三角形.
作为数学教师,我们在平时的数学教学实践中,要善于抓住各种机会,利用多种形式、持之以恒地注重培养学生严谨的思维习惯.