論解數(shù)學(xué)題的思維程序
解數(shù)學(xué)題時, 教師讓學(xué)生掌握解題思維的程序是非常重要的。因此,一個數(shù)學(xué)教師有必要探索數(shù)學(xué)的解題思維程序,并在解題教學(xué)中盡可能多地做出示范,使學(xué)生對于解題思維的程序、思維受阻后的迂回及轉(zhuǎn)換有一個較為清晰的認(rèn)識,從根本上提高學(xué)生的解題能力及科學(xué)思維素質(zhì)。
我從“釋題”、“分析”、“解題”、 “反思”這四個環(huán)節(jié)來揭示解題的思維程序、一般規(guī)律及其作用。
一、釋題
釋題的目的是為了弄清問題,教會學(xué)生從問題的敘述入手,觀察揣摩整個問題,仔細(xì)地研究題目的意義,盡可能認(rèn)識感知問題的表向,并指導(dǎo)學(xué)生很好地完成下列工作:
①找出問題的已知條件和所求;
②將問題的已知條件和所求分成若干個部分;
③畫出圖形或列出一些數(shù)據(jù);
④在圖形或數(shù)據(jù)中引入的符號,并盡可能更多地將已知和所求“標(biāo)”出來。
通過上述的釋題工作,不但能教會學(xué)生將手頭的“問題”弄得盡可能清晰、鮮明,而且教者也在釋題過程中不知不覺地向?qū)W生滲透了解題策略中的“具體化原則”,使學(xué)生通過上述這些具有一般性的工作程序,逐步悟出釋題的真諦——“問題解決”的奧妙,常常存在于對題目的“最初認(rèn)識”過程之中。
二、分析
全神貫注地進(jìn)行解題的思維程序,是完成解題目標(biāo)的關(guān)鍵之所在,也是培養(yǎng)和提高學(xué)生科學(xué)思維素質(zhì)最有利的時機(jī)。
⑴尋找突破口,并努力向所求靠攏所謂的突破口,常常是指人們在釋題中較為敏感的那些因素。所以我們從“問題” 的敘述中,努力尋找那些最熟悉最感興趣最多疑最難下手的部分,它們往往便是問題的突破口。一般有以下幾種情形:
①是“問題”已知條件的一部分;
②是“問題”的所求;
③是“問題”的圖形;
④是“問題”中的一個特殊數(shù)據(jù)或表達(dá)式子。
我們之所以會認(rèn)為某部分是問題的突破口,是因為我們是由此部分可想到下列問題中的若干個。
①由此可導(dǎo)出一些有用的東西;
②由此聯(lián)想到了一個較為熟悉的定理;
③由此聯(lián)想到了一個較為熟悉的解題方法;
④由此聯(lián)想到了一個較為熟悉的解題規(guī)律;
⑤由此聯(lián)想到了某個解題策略;
⑥由此聯(lián)想到了早已解決并能用得上的問題;
⑦由此能構(gòu)造出一個有用的圖形、函數(shù)、多項式或其它數(shù)學(xué)對象?傊涯闼氲降膯栴}都找出來,通過學(xué)習(xí)篩選并有序地排列,然后再與所求進(jìn)行比較,這一過程是由突破口向所求靠攏的過程,也是促使你熟悉解題技能,培養(yǎng)探索數(shù)學(xué)問題能力的過程。
⑵思維受阻后的迂回與轉(zhuǎn)換在由突破口向“問題解決”靠攏的過程中,一帆風(fēng)順地進(jìn)行并不多見,常常會“卡殼”于某一細(xì)節(jié)之中。此時,教師想方設(shè)法教會學(xué)生怎樣從“無計可施”的窘境中擺脫出來,則顯得十分重要。
思維受阻后的迂回與轉(zhuǎn)換一般要經(jīng)歷如下思考程序:
①利用這個“突破口”可以把所求確定到什么程度?在此基礎(chǔ)上若完成解題目標(biāo),還需要些什么重要條件?
②回到已知中去,能否找到繼續(xù)解決問題所必須而原來并未注意到的重要條件?圖形與已知條件是否充分?能否引入輔助元素而創(chuàng)設(shè)?
③是否有繼續(xù)解決問題所必須而原來并不具備的條件?
④重新揣摩“所求”;貞浤闶欠窠鉀Q過與其類似的問題?是否了解解決問題的一般方法和規(guī)律?經(jīng)歷了上述幾項思維程序后,仍然不能擺脫困境,還可以考慮如下問題:
⑤是否考慮了“問題”中包括的所有的概念?
⑥是否利用或違背了某個概念的規(guī)律性的東西?
⑦解決此問題是否另有途徑(重新選擇突破)?
通過“分析”這一步,可以看出,設(shè)法啟發(fā)學(xué)生“思維受阻”時找到應(yīng)采取的策略,正是我們所要達(dá)到的目的之一,這就要求教師在平時的解題教學(xué)中,不要輕易地丟掉學(xué)生找到的“突破口”,更不要輕易地放棄一個勇于發(fā)言,而又“啟而不發(fā)”的學(xué)生的某些意見。要知道這恰恰是教師向?qū)W生展現(xiàn)思維受阻后迂回和轉(zhuǎn)換這一思維過程的最有利時機(jī)。不要過分地計較教學(xué)進(jìn)度,重要的是學(xué)生得到了多少比純數(shù)學(xué)問題本身更為重要的東西,即當(dāng)問題有所變化,乃至變化較大時,學(xué)生也能應(yīng)付,這才是解決問題的最可貴之處。
三、解題
解題是對釋題、分析加以落實和驗證的過程。當(dāng)人們抓住了問題的主要條件,包括可能成立的解題細(xì)節(jié),便可進(jìn)入解題這一程序。解題包括兩項工作:
①完成釋題、分析中認(rèn)為可行的一切細(xì)節(jié),并加以完善,解題過程應(yīng)力求清晰、詳盡規(guī)范;
②邊完成解題細(xì)節(jié),邊用邏輯推理或直觀觀察的方法加以驗證。
解題絕非是釋題、分析的終結(jié),而常常是“問題”的再分析,乃至再釋題的開始。經(jīng)過釋題、分析這兩大環(huán)節(jié),進(jìn)入解題這一環(huán)節(jié)后,有時仍然存在某些紕漏乃至謬誤,需要在重新釋題和分析中去解決。這便是 “實踐認(rèn)識再實踐再認(rèn)識”的認(rèn)知規(guī)律在解題活動中的體現(xiàn)。要讓學(xué)生學(xué)會并掌握這種 “循環(huán)往復(fù)”的解題思維規(guī)律,能在解題受挫時,回到已知中去尋求新的解題方法。
四、反思
學(xué)生常犯的錯誤是,當(dāng)他們得到問題的解答并很干脆地寫下解題步驟時,他們的思維便松懈了。我們應(yīng)提醒學(xué)生做好以下幾項工作:
⑴檢驗與改進(jìn)
①能否一眼看出答案的正確性?
②能否檢驗這個解答?
③考慮解題的細(xì)節(jié),尤其是較冗長的部分,能否使它盡可能地短些?
⑵總結(jié)與應(yīng)用
①總結(jié)本題應(yīng)用了哪些知識?通過此題的解答,你對所學(xué)的這些知識又有了哪些新的認(rèn)識?
②總結(jié)本題的解題方法,找出其規(guī)律性和一般性,并試圖應(yīng)用于其它問題。
③此題的結(jié)論或整個命題能否應(yīng)用于解決其它問題?
⑶引伸與拓廣
①能否將此問題的所求加以改變?
②能否將此題目的條件加以變更得出新的所求?
③能否將此題的已知條件和所求進(jìn)行重新組合,得到新的有用的問題?
不難看出,學(xué)生在上述“反思”這一環(huán)節(jié)中,不但可以將手頭的問題處理得盡善盡美,而且還可以使學(xué)生對所學(xué)的知識認(rèn)識得更深刻,對由此派生出來的新問題,新規(guī)律有較清醒的認(rèn)識。這對習(xí)題的類化、同化,對學(xué)生掌握解題思維規(guī)律, 都有很大的益處。
總之,我們利用解題所開創(chuàng)的有利時機(jī),通過“釋題、分析、解題、反思”這四個環(huán)節(jié),使學(xué)生逐步地掌握解題的思維規(guī)律和程序,通過解題思維程序的探討和示范,大大地拓展學(xué)生對問題認(rèn)識的廣度和深度,并賦予學(xué)生極大的認(rèn)識能力和創(chuàng)造能力。
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