陈达文
思维品质是一个人智力水平高低的标志,而数学思维品质是学习数学的过程中必不可少的基本素养.对于学生个体发展而言,数学思维品质存在着个体思维发展的年龄特征和个体差异,是数学基础知识、数学思想方法和数学能力等各方面综合体现的一种特殊标志,影响着对数学的理解与学习.下面笔者结合往年高考数学真题中的客观题教学,就提升学生数学思维品质加以实例剖析.
1 思维的严谨性
思维的严谨性是指考虑问题时要全面、严密、有理有据.提升学生思维品质的严谨性,必须严格要求,按部就班,按照一定的逻辑顺序进行全面、周密的思考,以充分的理由进行推理论证,加强训练.
例1 已知集合S={s|s=2n+1,n∈Z},T={t|t=4n+1,n∈Z},则S∩T=( ).
A.
B.S
C.T
D.Z
分析:从集合S入手,讨论当n分别是偶数、奇数时的集合元素情况,与集合T中的元素加以比较,结合集合的基本运算进行判断,即可得到答案C.
点评:通过对集合S中的变量n分偶数、奇数这两种不同的取值情况进行分类讨论,进而比较两个集合中对应元素之间的关系,得以确定两个集合的关系.解题过程严密有据,无懈可击,充分体现了数学思维的严谨性.
2 思维的广阔性
思维的广阔性是指站在更高的层面上去处理问题,增加问题的切入视角,扩大范围,把研究对象放在更大的环境中去考察,从而更大可能地发现更多的属性,得到更加广泛的结论,为研究性学习提供保障,创新开辟新的道路.
例2 设函数f(x)=1-x1+x,则下列函数中为奇函数的是( ).
A.f(x-1)-1
B.f(x-1)+1
C.f(x+1)-1
D.f(x+1)+1
分析:先根据函数f(x)的解析式进行变形与转化处理,确定函数f(x)的对称中心,然后通过函数图象的平移变换,使得变换后的函数图象的对称中心为(0,0),吻合奇函数的基本性质,从而得到答案B.
点评:根据以上问题及其破解,进一步深入研究,总结规律,提升思维品质的广阔性,可以得到一般性的结论——若函数y=f(x)的图象关于点(m,n)(m,n∈R)中心对称,则函数y+n=f(x+m)的图象关于坐标原点O(0,0)中心对称,即函数y=f(x+m)-n为奇函数.
3 思维的深刻性
思维的深刻性是指深入钻研与思考问题,深刻认识事物,善于挖掘复杂事物的内涵,把握问题的本质属性,努力克服思维的表面性与绝对化,不被表面现象所迷惑,从而得到新看法、新结论等,深层研究.
例3 如图1所示,已知正方体ABCD-A1B1C1D1,M,N分别是A1D,D1B的中点,则( ).
A.A1D与D1B垂直,MN∥平面ABCD
B.A1D与D1B平行,MN⊥平面BDD1B1
C.AD与D1B相交,MN∥平面ABCD
D.A1D与D1B异面,MN⊥平面BDD1B1
分析:通过证明A1D⊥平面ABD1,以及MN是△ABD1的中位线,可判断选项A正确;根据异面直线的判定可知A1D与直线D1B是异面直线,可判断选项B错误;根据异面直线的判定可知AD与D1B是异面直线,可判断选项C错误;由MN∥AB,可知MN不与平面BDD1B1垂直,可判断选项D错误.
点评:借助空间线面位置关系的判定定理与“性质”定理来分析,考查逻辑推理与空间想象能力,对数学思维的深刻性有很好的培养与提升,尽显思维的深刻性其能,顺利解决问题.
4 思维的灵活性
思维的灵活性是指思维活动在选择知识、切入角度、运用方法、开展过程等方面的灵活程度.在教学过程中,克服思维定式,往往通过“一题多解”“一题多变”“多题一解”“多题一法”等形式加以展开,多侧面进行分析与思考,提高创新性与灵活性.
例4 已知F1,F2是椭圆C:x29+y24=1的两个焦点,点M在C上,则|MF1|\5|MF2|的最大值为( ).
A.13
B.12
C.9
D.6
分析:根据题目条件,结合两个焦半径的乘积,在基本不等式背景、函数背景以及焦半径公式等背景下,从不同的思维视角来切入,利用不同的知识来确定对应的最值问题,实现数学思维的灵活性,达到一题多解的目的.
解法1:基本不等式法.
由椭圆C的方程x29+y24=1,可知a=3,
而点M在C上,利用椭圆的定义可得
|MF1|+|MF2|=2a=6.
利用基本不等式,可得
|MF1|\5|MF2|≤|MF1|+|MF2|22=9,
当且仅当|MF1|=|MF2|=3时,等号成立.
所以|MF1|\5|MF2|的最大值为9.
故选:C.
解法2:距离公式法.
由于F1,F2是椭圆C:x29+y24=1的两个焦点,则a=3,b=2,c=5,
可得F1(-5,0),F2(5,0).
设M(x,y),其中-3≤x≤3,则有
y2=41-x29,
于是可得
|MF1|\5|MF2|
=(x+5)2+y2·(x-5)2+y2
=59x2-9=9-59x2≤9,
当且仅当x=0时,等号成立.
所以|MF1|\5|MF2|的最大值为9.
故选:C.
解法3:焦半径公式法.
由于F1,F2是椭圆C:x29+y24=1的两个焦点,则知a=3,b=2,c=5,
可得椭圆C的离心率e=ca=53.
设M(x,y),其中-3≤x≤3,
结合椭圆的焦半径公式,有
|MF1|=a+ex=3+53x,
|MF2|=a-ex=3-53x.
于是|MF1|\5|MF2|=9-59x2≤9,当且仅当x=0时,等号成立.
所以|MF1|\5|MF2|的最大值为9.
故选:C.
点评:从以上问题所对应的三种思维视角切入,借助不同的数学知识与数学方法来破解,殊途同归,消除学生思维定势的消极影响,进行“一题多解”训练,充分展示数学思维的灵活性.
5 思维的批判性
思维的批判性是指有主见地评价事物,严格地估计思维材料,精确地检查思维过程,是思维过程中自我意识作用的结果.在数学解题过程中,对一些问题进行深入研究,自我鉴别,深层挖掘,发现问题,辨析真假,培养学生思维的批判性.
例5 已知f(x)=3sin x+2,对任意的x1∈0,π2,都存在x2∈0,π2,使得f(x1)=2f(x2+θ)+2成立,则下列选项中,θ可能的值是( ).
A.3π5
B.4π5
C.6π5
D.7π5
分析:结合题目条件,利用逻辑关系确定三角函数的最大值与最小值,对θ的可能取值进行分类讨论,分别确定在不同背景下三角函数的取值情况,进而得以分析与判断,实现批判性思维的发展.
点评:巧妙综合逻辑推理与三角函数的图象和性质,借助题目创新情境确定三角函数的最值情况,再通过三角函数的图象与性质确定限制条件下的最值情况,对比分析、判断,深层挖掘,辨误驳谬,有效破解综合应用问题,培养学生思维的批判性.
有意识地借助一些高考典型真题实例,合理引入课堂教学与学生学习,巧妙引导,加强督促,结合学生的参与和训练,能够很好地提升数学的思维品味,提高数学能力,受益终生.合理培养学生的思维品质,使学生真正学有所得,真正实现教学相长.