郭文珠
(江西省南昌现代外国语象湖学校,江西 南昌 330200)
数学思维研究是数学教学领域中比较活跃的课题,学者们对数学思维的内涵有不同的看法。数学是研究数与形的科学,思维是人脑对客观事物的概括反映,数学思维则是以数与形为对象,通过判断推理解决问题,从而揭示对象联系的思维。
数学思维品质主要表现在思维的深刻性、广阔性、灵活性、批判性、创造性等方面。数学思维的深刻性是指思维的深度,表现为,能细致地分析和洞察问题的关键本质属性,克服思维的表面化,在教学中应重视概念的形成。数学思维的广阔性集中表现为,能从多方面考虑和用多方式表达,从不同的解法中选择最佳的一种。数学思维品质相互联系,广阔性与灵活性彼此制约,深刻性是品质的基础,必须全面发展数学思维的各个品质。
数学思维方式可以按不同标准分类,根据思维方向分为正向思维与逆向思维,根据思维结果分为创造性思维与一般性思维。对思维进行分类是为了方便研究,且思维的不同方式相互交错。数学思维是演绎的科学,演绎思维是从原理推理出个别结论。在初中几何中,证明定理离不开演绎推理。主要的创造性思维包括归纳思维、类比思维、求异思维。在数学教学中,教师偏重学生演绎性思维、创造性思维的培养,有利于发展学生的创造力。
在初中数学教材中,许多公式的引入是从某些具体例子开始的。部分学生由于知识结构的限制,得出结论后直接承认并应用,如有理数的运算法则,是从个例归纳推理出一般规律。探索解决问题时常运用归纳思维。培养归纳思维的素材有很多,数学思维教学要与培养归纳思维相结合。
数学概念教学要关注其形成过程,观察分析实例,让学生抽象出其共同属性。如代数式概念的教学,教师要先引入一些具体式子,引导学生观察、分析,概括出其共同属性,进而归纳代数式的概念,这样可促进学生对概念的理解,提高学生归纳思维能力。
数学中有大量的命题和法则。通过实验测量计算,体现具体图形数量关系的归纳过程。如三角形任意两边之差小于第三边,课本中让学生测量三角形三边的长度,计算两边的差与第三边做比较,以此得出三角形两边差小于第三边的结论。教材中通过这种方法得出命题的例子还有很多。
类比思维是初中数学的重要思维方法。合理的类比有助于增强学生的思辨能力、培养学生的创造性思维能力。类比的途径包括概念的类比、数与形的类比、有限数量关系与无限数量关系的类比等。
数学概念是基础知识的核心内容,孤立地理解、记忆往往事倍功半。由于部分概念具有相似性,学生可以先复习熟知的概念,创设问题情境进行类比,得出相同的性质,从而帮助自己更好地理解概念的本质。如在教学中心对称内容时,它与已经学过的轴对称相似,可以采取概念类比教学方式,通过与熟悉的概念类比区分新旧知识,在辨析中更好地认知新概念。初中数学中可以类比的概念有很多,如一元二次方程与二次函数的概念等。
为使学生分清平行四边形的知识结构关系,引导学生分析其性质,可从边、对角线的不同角度对四边形进行类比,指出不同对象间的区别,直观呈现其性质特征及内在联系。等式与方程的基本性质存在许多相似属性,以原有经验为基础进行对比记忆,有助于学生思维能力的提升。
初中数学教材中,有很多体现逆向思维的素材,如定义、运算等。因此,教师教学时可以从概念、公式的逆向运用来培养学生的逆向思维。同时,数学教材中还存在大量的互逆概念,可以先正后逆结合讲解,引导学生发掘互逆因素,避免学生对相似概念产生混淆,进而培养学生逆向思维。
如在教学“方程的解”概念时,为使学生明白使方程两边值相等的未知数值为方程的解,理解方程的解是使方程左右两边值相等的未知数值,而且教材中的大多公式可以用等号表示,用左边的式子表示右边,教师可让学生思考逆用公式。数学中,逆用公式的例子很多,教师必须注重培养学生对公式的逆用能力。如平方差公式(a+b)(a-b)=a2-b2,等式从右到左是因式分解,从左到右是多项式乘法。逆用平方差公式进行因式分解,可提升计算的准确率。
教材中有许多定理是互逆的,如平行线、等腰三角形的性质与判定定理等。在定理教学中,教师要关注其可逆性,并进行对比讲解,这对于学生思维的提高至关重要,如应用勾股定理逆定理体现数形联系等。初中数学教学中有很多互逆定理,如中垂线性质定理与判定定理等。
求异思维是从多角度思考得出不同答案,以体现思维的广阔性。在初中数学思维教学中,教师可以在概念变式与问题解决中培养学生求异思维。概念变式是对概念进行等价变换、多层次分析,引导学生看到其本质,达到多角度理解的目的。概念教学中坚持多表性原则,可以培养学生的求异思维。
教师通过创设不同的问题情境引导学生多角度思考问题。一题多变是变化题目中的部分条件,可生成不同的类比题,使学生对题目中的本质有更深刻的理解。一题多解是同一数学问题采用多种方法分析解决问题、总结规律,体现了数学与思维的广阔性,可以培养学生的创造性思维。
本文从数学思维的分类中总结出初中数学教学中蕴含的创造性思维,包括归纳思维、逆向思维等,进而提出主体性、过程性等教学原则,探讨思维培养,探究如何进行教学处理,分析培养学生创造性思维的途径,以此为一线教师进行数学思维教学提供有益参考。