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利用数学变式培养创造性思维的探索与尝试

发布时间: 2022-03-19 13:17:59 浏览:

摘要:在对新世纪的中学生提出的素质要求中,核心是新时期的创新精神和创造能力,培养学生的创造性思维成了当今教育的首要任务。利用数学变式是培养学生创造性思维很有效的途径之一。本文总结了数学变式的多种方法,通过逆向变式提升思维的深刻性、灵活性;通过结论引申提升思维的新颖性、独创性;通过综合变式提升思维的广阔性、流畅性。尝试数学变式的教学,可以提高学生的思维能力和数学学习的能力,点燃创造性思维的火花。

关键词:数学变式;创造性思维;变式方法

培养学生的创造性思维,也就是培养学生具有创新精神和探究问题、独立思考能力,掌握提出问题、分析问题并进而解决问题的本领。经常说数学是思维的体操,可见数学对思维的培养有着不可忽视的作用,学生创造性思维的缺乏更让我们数学老师深感责任重大。在培养学生“基本功”的同时,我们要尝试着用多种途径培养学生的创造性思维,培养学生的创造力。

一、利用数学变式培养学生的创造性思维

变式教学是指教师在引导学生解答数学问题时,变更概念非本质的特征,变列问题的条件或结论;转换问题的形式或内容;创设实际应用的各种环境,使概念或本质不变的一种教学方式。为全面推进素质教育,本人在多年教学实践中常注重以下几个方面的尝试,获得了一定的成效,现归纳如下:

(一)逆向变式提升思维的深刻性、灵活性

“逆向变式”即在一定的条件下,将已知和求证进行转化,变成一种与原题目似曾相似的新题型。课堂教学结果表明:许多学生之所以处于低层次的学习水平,有一个重要因素,即逆向思维能力薄弱,定性于顺向学习公式、定理等并加以死板套用,缺乏创造能力、观察能力、分析能力和开拓精神。因此,在课堂教学中,经常设置互逆变式的题型,加强逆向思维的训练,有利于培养学生思维灵活性、深刻性,提高分析问题和解决问题的能力。

1.逆用定义、概念。数学定义、数学概念是可逆的,学生在解题时往往习惯于正向使用定义、概念,而对定义、概念的逆用却缺乏自觉性,以致影响了解题质量。教师对每一个定义、概念要有意识地引导学生从正反两方面考虑。例如:在教学“余角”和“补角”的概念时,应要求学生从两个方面去理解:如果∠1+∠2=180°,那么∠1和∠2互为补角;如果∠1和∠2互为补角,那么∠1+∠2=180°。如此,才能让学生把握“互为补角”的实质:①∠1和∠2互为补角,表示∠1是∠2的补角,同时,∠2也是∠1的补角。②互为补角的定义规定的是“两个角”,而不是一个角或者是两个以上的角。因此,诸如“∠1是补角”“若∠1+∠2+∠3=180°,则∠1、∠2、∠3互为补角”等说法都是错误的。③“互为补角”是两个角之间的数量关系,它与两个角的位置无关。定义、概念的逆用是大家熟悉的方法,大部分数学老师都不会忽略。

2.逆用定理、公式。数学的定理、公式,有些是可逆用的,有些是不可逆用的,如“对顶角相等”是正确的,而“相等的角是对顶角”是错误的。在教学中要善于变式,加深对知识的理解。又如同底数幂的运算、积的乘方等法则,善于逆用可轻而易举地帮助我们解答一些问题。如:①如果10m=5,10n=4,那么102m-3n= 。②22008×(-0.5)2009等于多少?等等。灵活逆用所学的幂的运算法则,常会有出奇制胜的效果。

(二)结论引申提升思维的新颖性、独创性

“引申”主要是指对例习题进行变通推广、重新认识,可以将静态的变为动态的,将有限的变为无限的,将特殊位置的变为一般的,将不开放的变为开放的,等等。如“两条直线相交有一个交点,三条直线相交最多有多少个交点?四条直线呢?n条直线呢?你能发现什么规律?”就是将有限的个数引申出一般的规律。

教材中的练习题是经过编者精心设计的,具有典型的范例,极具开采的潜能。在数学教学中,如果静止地、孤立地解答它,题目再好,充其量也只不过是解决了一个问题而已;如果对其深入研究,把它的结论进行引申与推广,变成一题多用、一题多变,这样不仅开阔学生的思路,开阔学生的视野,激发学生的情趣,有助于培养学生的探索精神和创新意识,而且能使学生举一反三、事半功倍;不仅能培养学生思维的灵活性和深刻性,而且能取得较好的教学效果。

例如:(浙教版九年级上册第109页习题2)已知:如图2,在△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,试写出图中的相似三角形。

这个题目对于大部分同学来讲还是非常普通,也是很基础的,但如果我们将这个题目略加改动,可能达到的效果就完全不同了。如把结论删去,改编为:根据已知条件,结合图形你能得出哪些结论?进行简单说理。这样此题就成为一个开放性题目了,结论也就不唯一了。如角方面:①∠1=∠B,∠2=∠A;三角形方面:②△ACD~△CBD,△ACD~△ABC,△ABC~△CBD;线段方面:③CD2=AD·BD,AC2=AD·AB,BC2=BD·AB(虽然在教材中射影定理已经不作要求,但结论本身的证明完全可以让学生解决)。

经过老师的引导与学生的参与,使一道单一的几何题变成一道丰富的探究题,进而可以继续引导学生进一步讨论:上面的结论可解决什么问题呢?在此不再一一进行列举。

这样引导的方式,可以使问题呈现出开放性,学生在这样的问题情境下思维就活跃,能够积极地投身于问题的解决中。通过这样的再练习,可以开拓学生的知识和解题思路,从而达到举一反三、触类旁通的目的。

(三)综合变式提升思维的广阔性、流畅性

当然,各种变式不是孤立单独应用的,在教学中,我们应当适当地采用各种方法,尽可能地把更多的知识串联在一起,通过题目的拓宽、加深、变化,培养学生的创新意识、创新能力和综合应用能力,提升思维的广阔性、流畅性。

二、排除误区,增强信心

尽管创造性思维的培养不是轻而易举的,但通过教育手段是必要的,也是可能的,这种观点有助于端正某些教师和家长对子女的看法,不要因为儿童小时候成绩不好、表现一般而放弃培养和教育。美籍华人心理学家刘安彦曾经指出:“并不是所有智力高的人都具有创造力,有许多智力中等的也能提供创造性的贡献,智力高低与否和个人的创造力并没绝对相关。”科学史上有一些现象:17岁创造“群论”的杰出数学家迦罗瓦两次考不上大学;科学巨人爱因斯坦首次考大学竟名落孙山;爱迪生只读了三个月的书就退学回家,被人认为不会有出息。还有许多大科学家,如瓦特、富兰克林、史蒂芬斯、道尔顿、法拉底等,小时候都不是高材生,因条件关系有的甚至连书也没读多少,可是他们都作出了巨大的成绩,具有惊人的创造才能,这是什么原因呢?美国心理学家特尔曼对800名男性进行了三十年的追踪研究表明:成就最大的20%与成就最小的20%之间,最明显的差别不在于智力水平,而在于是否有自信心、进取心、坚韧等良好的心理品质。据此,科学史上的这些现象就不难理解了。

所以说孩子的智商虽然已不可改变,但如果改进了教育手段和方法激发儿童求知欲,增强信心,培养良好情感和意志品质,同样也可以使他们大有作为。尝试利用变式教学,构建有价值的变式探索和研究,在研究中有意识地展示数学知识发生、发展和应用的过程,在教学中有目的地引导学生从“变”的现象中发现“不变”的本质,从“不变”的本质中探究“变”的规律,从而以达到“触类旁通”“不变应万变”的目的,培养他们思维的灵活性和独立性。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.数学课程标准.

[2]郑强.初中数学课堂教学的55个细节[M].成都:四川教育出版社,2006.

[3]伊红,等.初中数学教学案例专题研究[M].杭州:浙江大学出版社,2005.

[4]张厚粲.心理学[M].天津:南开大学出版社,2006.

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