郑婷
数学新课程标准指出,人人学有价值的数学. 这些价值可以体现在数学思想方法上.特殊与一般是初中数学学习中关键的一个思维过程.它既是探路石,又是寻求解决问题的关键和灵感来源.在教学过程中,教师融合特殊化或者一般化的教学方式,能够培养学生不同阶段的创新能力,做到“人人学有价值的数学”.对于初中学生而言,有价值的数学学习,不仅要掌握学习内容,而且要运用数学思想方法正确解题.在数学教学中,特殊和一般的思想方法有着特殊的地位.学生掌握了这种思想方法,就能够学以致用解决遇到的问题.那么,如何运用特殊与一般的思想方法呢?下面就初中数学教学中特殊与一般的实践与研究谈点体会.
一、认识特殊与一般的思想方法
1.特殊与一般的基本内涵
人们开始认识一类新事物,往往都是先从认识这类新事物的某个个体开始,通过对该个体的初步了解和深入研究,逐步挖掘出这类事物的本质,找到特点,形成规律,上升认识,由感性到理性,由实践到理论.这个认知过程,就是由特殊到一般的思维过程.人们的探究不会因此止步.数学来源于生活,还要服务于生活.人们需要用这些理论来验证新的问题,指导新的问题.一直以来,特殊—一般—特殊循环反复的认知过程,就是人们认识新事物的基本过程之一.而数学课堂每天都在经历这样的过程,探究新知再应用新知.这是数学中一种重要的思想方法——特殊与一般.
2.特殊化和一般化的深层次认识
这种思想方法分成两类来理解,一种是特殊化思想方法,一种是一般化思想方法.特殊化思想方法是培养学生创新意识的必要条件,利用特殊的数、形、式来试探,有助于寻求解题的突破口,培养学生大胆猜想的意识,体现数学思考、猜想、验证、结论的思维过程.这种思想方法,有助于学生快速答题,一招制胜.那么,何时选用特殊化的思想方法呢?笔者有这样一些心得:(1)紧扣题目中隐含的特殊因素,它可能就是思维的突破口;(2)如果读不懂题目,可以用特殊情况代入题意,寻求解题的捷径;(3)用特殊值来验证结论的正确性.特殊化的方法虽然有奇效,但在主观题中不能作为主流方法,最终还是要用一般化的思想方法给予严谨的解答或证明.从学生掌握知识的本质来看,应该要启发学生一般化的思想方法.数学问题需要归类,不能让学生通过刷题达到高分的目标.一般化的方法,能让学生顿悟数学问题的本质属性,达到“做一题,通一片,会一类”的目的.
3.特殊化和一般化的关系
特殊化和一般化为解题搭建了一个平台,培养了一种逻辑能力,往往这两种思想方法紧密结合,特殊化离不开一般化的理论支持,一般化也需要特殊化的启蒙引导,两者不可割裂,互相转化为学生所用,实现数学价值.
二、具体实践策略和心得
1.由浅入深,入木三分,总结一般化的结论
实践策略:若直接给学生练习,有些学生觉得无从下手,会打退堂鼓,打击了学习的信心.笔者给出特殊角度,这样改编:对于图1,先给出条件∠A=60°,再求∠BOC的度数,大部分学生都能根据三角形的内角和为180°计算出结果.在已有的解题经验上,笔者再问:若∠A=n°,那么∠BOC的度数如何求?两个问题的设计比课本有一定的层次,符合学生的认知规律,因为七年级的学生刚刚接触几何的推理过程,需要由角的特殊值入手结合所学知识解决相应问题,然后上升到一般的情形推导出结论.对于图2,笔者用类比教法,经历特殊到一般的思维过程,也得出第二个一般结论.紧接着笔者再给出图3,出示题目:△ABC的内角∠ABC、外角∠ACD的平分线相交于点O,∠A=n°,求∠BOC的度数.笔者和学生利用内外角的关系推导出第三个结论.对于本道题的引领提升,笔者把图1、图2、图3戏称为角平分线三部曲,加深了学生的印象,通过层层推进的思考和说理,学生必有所收获.学生熟悉了这三个基本图形,那么填空、选择题都可以直接运用相应的结论,提高解题速度.为了检验学生的学习能力,笔者留给学生一道思考题:如图4,给出相应深层次的题目.这样,照顾到学习能力较强的学生,继续开发这部分学生的钻研潜力.
实践心得:一般性的结论都不是凭空出现的,都是建立在特殊情况的基础上,通过猜想归纳而得到.无论代数题还是几何题,随着数字或图形的变化,它原先一些性质有的不会改变,有的则发生了变化,而且这种变化是有一定规律的,这种规律可以作为猜想的一个重要依据.
2.多维角度,触类旁通,互相转化,培养思维
原题:(1)填空:21-20==2( ),22-21==2( ),23-22==2( )……(2)探索(1)中式子的规律,试写出第n个等式,并说明第n个等式成立;(3)计算20+21+22+…+21000.
实践策略:所有规律题都可以体验由特殊到一般再到特殊的认知过程.这道题目,从三种特殊情况开始,学生轻车熟路地做出答案,也得出第n个等式.既然有了一般规律,必然可以解决特殊化的数学问题,结合“裂项相消”法,成功实现教学目标.笔者提问:你们还有不同的解法吗?有的学生想到“错位相加法”,笔者为此点赞.在教学中,笔者引导学生抓住多维角度,鼓励不同的方法,总结这一类数列题目的特点,下次遇到相关题目能够知识迁移,触类旁通,特殊与一般互化,从而使学生的思维得到培养.
实践心得:这道题其实很简单.若要将简单变得不平凡,需要教师多收集题目.教师可以一环扣一环由简单方法引申到有一定难度的拓展方法,让学生体验小题大做的乐趣,培养学生的逻辑思维能力.
3.始于特殊,终于特殊,完善思维
原题:计算下列各式,你得到什么结论?试用字母表示数说明结论的正确性.
8×8-7×9;11×11-10×12;80×80-79×81.
实践策略:该类题难度不大.学生在七年级上学期学习了用字母表示数的相关知识,能根据给出的几个特殊值的算式,用字母总结出其中的等量关系转化成平方差的形式,必然可以简化运算.这道题的遗憾在于,没有将理论应用于实践,应该再出一道数值较大的算式,让学生计算.例如,笔者补充这样一题:5002-499×501.让学生学以致用,巩固提高,完善思维.
实践心得:特殊到一般是我们非常重视的思维过程,通过题目潜移默化地熏陶学生的探究思维,但是一般到特殊,我们会忽略,不太注重.一般性的结论是为解决特殊题目而服务的,培养学生这样一种自发的思考问题的方式,能使学生在解题过程中举一反三,活学活用.
4.图形特殊化,思维更直观,找到突破口
原题:如图5,将△ABC纸片沿DE折叠,使点A落在四边形BCDE内点A′的位置.探索∠A与∠1+∠2之间的数量关系,并说明理由.
实践策略:学生初次接触这道题,往往只能想到转化成三角形的内角和,但是通过外角的相关知识,更能迅速得出答案.笔者是这样设计的:利用几何画板给出如图6,
将图形特殊化,直接运用三角形外角的关系来解决,从而引导学生思考,回到原题,是否也可以运用类似的方法呢?这里体现了图形特殊化解决问题的重要作用.笔者再利用几何画板给出如图7,鼓励学生自主思考,于是有些学生有意识地转化成外角的相关知识,从而提高了教学效果.
实践心得:希尔伯特说:“在讨论数学问题时,我相信特殊化比一般化起着更加重要的作用.”希尔伯特又说:“特殊化是克服数学难题最重要的杠杆之一.”这些话,深刻地揭示了特殊化的重要作用.将几何图形特殊化,能够培养学生的直观思维能力,还能够培养学生的推导能力,从而提升学生的创新能力.
总之,在初中数学教学中,教师要重视课本上的题目,引导学生将特殊与一般内化为自身的一种能力.在解题过程中,学生应尝试把一般问题特殊化,或是特殊问题一般化,或是特殊化与一般化有机结合在一起,提高自己的观察、归纳、猜想、类比的能力.只有这样,才能提高学生的解题效率,实现人人学有价值的数学的目标.