淺談高中生數(shù)學(xué)思維能力的培養(yǎng)
發(fā)布時間:2018-06-21 來源: 美文摘抄 點(diǎn)擊:
摘要:數(shù)學(xué)思維能力是數(shù)學(xué)學(xué)科所獨(dú)有的思維能力。培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力是新課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念,也是數(shù)學(xué)教育的基本目標(biāo)。本文結(jié)合筆者在數(shù)學(xué)教學(xué)中的一些實(shí)踐,談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學(xué)生的思維能力。
關(guān)鍵詞:高中生;數(shù)學(xué)思維能力;培養(yǎng)
中圖分類號:G633.6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)12-0054
數(shù)學(xué)知識是在不斷發(fā)展的,因此,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,不但要幫助學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識、掌握方法,更重要的是培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。數(shù)學(xué)思維是以數(shù)學(xué)問題為載體,通過發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的形式,達(dá)到對現(xiàn)實(shí)世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系本質(zhì)的一般性認(rèn)識的思維過程。新課程標(biāo)準(zhǔn)指出:高中數(shù)學(xué)課程應(yīng)注重提高學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,這是數(shù)學(xué)教育的基本目標(biāo)之一。事實(shí)上,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力,有助于增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)和運(yùn)用數(shù)學(xué)的能力,有助于學(xué)生對客觀事物中蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)模式進(jìn)行思考和做出判斷。數(shù)學(xué)思維能力在形成理性思維中發(fā)揮獨(dú)特的作用。本文結(jié)合筆者的教學(xué)實(shí)踐,就如何培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維能力談幾點(diǎn)體會。
一、一題多解,培養(yǎng)思維的靈活性
有些問題,我們可以從不同的側(cè)面用不同的方法求出其解,通過方法的變化,培養(yǎng)學(xué)生多角度分析問題的能力。
案例1. 橢圓■+■=1的焦點(diǎn)是F1、F2,橢圓上一點(diǎn)P滿足PF1⊥PF2,下面結(jié)論正確的是——( )
A. P點(diǎn)有兩個 B. P點(diǎn)有四個
C. P點(diǎn)不一定存在 D. P點(diǎn)一定不存在
解法一:以F1F2為直徑構(gòu)圓,知:圓的半徑r=c=3<4=b,即圓與橢圓不可能有交點(diǎn)。故選D。
解法二:由題知(S△PF F )max=■×F1F2·b=3×4=12,而在橢圓中:S△PF F =b2tan■=16,∴不可能成立12>16故選D。
解法三:由題意知當(dāng)p點(diǎn)在短軸端點(diǎn)處
則PF1+PF2=6conθ+6sinθ=6■sin(θ+■)≤6■,而PF1+PF2=2a=10
即:10≤6■,不可能。故選D。
解法五:設(shè)圓方程為:x2+y2=9橢圓方程為:■+■=1
兩者聯(lián)立解方程組得:x2=-■不可能,故圓x2+y2=9與橢圓■+■=1無交點(diǎn)
即PF1不可能垂直PF2,故選D。
本例從不同角度看題設(shè)條件,從不同方向進(jìn)行思考,這樣就可以全面認(rèn)識數(shù)學(xué)問題的本質(zhì),從而培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維的靈活性。
二、一題多變,培養(yǎng)思維的發(fā)散性
在教學(xué)過程中,適時運(yùn)用變式教學(xué),有助于學(xué)生數(shù)學(xué)知識的靈活遷移,增強(qiáng)學(xué)生的辨析能力,激發(fā)學(xué)生的求知熱情,有助于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。所謂變式,廣義地說,就是同一事物非本質(zhì)屬性的轉(zhuǎn)換。從數(shù)學(xué)角度來說,就是對問題的條件或結(jié)論進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,或增減或轉(zhuǎn)換,也可以對問題的呈現(xiàn)方式、表達(dá)形式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兓,還可以是解題思想方法,思維方法的變化。在研究問題的過程中,為了揭示問題的本質(zhì)屬性,掌握解決問題的一般方法,我們常常通過對構(gòu)成問題的各個要素進(jìn)行局部的調(diào)整,得到形式雖異而解法類似的一系列問題,不斷強(qiáng)化學(xué)生對相關(guān)知識的理解和掌握。下面,筆者以三角函數(shù)值域的求法為例,談?wù)劙l(fā)散性思維的培養(yǎng)。
例如,在算法教學(xué)中有關(guān)算法結(jié)構(gòu)和語句筆者也設(shè)計(jì)下列變式:
案例2. 設(shè)計(jì)算法s=1+2+3+……+100
變式1. s=1+3+5+……+99
變式2. s=12+22+32+……+1002
變式3. s=12-22+32-42+……-992+1002
變式4. s=1+(1+2)+(1+2+3)+……+(1+2+3+……+100)
變式5. s=1+(1×2)+(1×2×3)+……+(1×2×3×……×100)
變式6. 已知1+2+3+……+n,當(dāng)S≤1000時,求n的最大值。
通過以上的變式,讓學(xué)生感悟出循環(huán)結(jié)構(gòu)就像遞推數(shù)列一樣尋找相鄰兩步和關(guān)系,理解了循環(huán)結(jié)構(gòu)的三要素是如何確定的。
三、多題一解,培養(yǎng)思維的深刻性
案例3. 在直線l:x+y-4=0上求一點(diǎn)M,使它到A(1,2)、 B(-1,3)的距離之和最小。
分析:(1)首先判斷是在直線的同側(cè)還是異側(cè)。(2)若在同側(cè),先求出A(或B)關(guān)于L的對稱點(diǎn)A′(或B′),再求直線 A′B(或AB′)所在的直線方程,與已知直線方程聯(lián)立,求出M點(diǎn)坐標(biāo)。(3)若在異側(cè),只需求出AB所在直線的方程,與已知直線方程聯(lián)立,求出M點(diǎn)坐標(biāo)。
解:令f(x,y)=x+y-4,f(1,2)=1+2-4=-1<0,f(-1,3)=-1+3-4=-2<0。所以、在直線同側(cè)。設(shè)關(guān)于的對稱點(diǎn)為,則利用對稱知識得: 所以A(2,3)所以A′B的方程為 y=3由y=3x+y-4得 x=1y=3得所以M(1,3)為所求的點(diǎn)。
案例4. 光線從A(1,0)發(fā)出,射到x軸上點(diǎn)M,經(jīng)反射后射到圓C:(x+3)2+(y-3)2=1上,求光線經(jīng)過的最短距離。
分析:求出A點(diǎn)關(guān)于軸的對稱點(diǎn)A′,這個最短距離可轉(zhuǎn)化為A′到圓C的最短距離。即A′C減去圓的半徑。由A′C的方程,可得M點(diǎn)坐標(biāo)。
案例5. 求■+■的最小值。
分析:這道題目用代數(shù)的方法來解決也比較困難?紤]到根號內(nèi)的部分非常接近兩點(diǎn)間的距離公式可如下整理、變形:■+■看作點(diǎn)(x,0)到(上接第54頁)點(diǎn)(1,1),(2,2)的距離之和最小問題。由于點(diǎn)(1,1),(2,2),在x軸同側(cè),可求(1,1)關(guān)于x軸的對稱點(diǎn)(1,1),那么(1,-1)與(2,2)之間的距離即為■+■的最小值。
以上三道題目,所使用的方法是一樣的,就像同一個人穿了幾套不同的衣服,其本質(zhì)是考查用對稱思想解題。通過多題一解的訓(xùn)練,領(lǐng)會同一數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法在不同題目背景下的不同體現(xiàn),能夠加深對數(shù)學(xué)思想和方法的理解,促進(jìn)數(shù)學(xué)能力和數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提高。
思維發(fā)展心理學(xué)認(rèn)為,思維是在實(shí)踐活動中發(fā)生和發(fā)展的。注重問題引申的推廣的教學(xué)活動中,學(xué)生由于被激發(fā)起好奇欲望、探索欲望的創(chuàng)造欲望,所以他們就積極地探索、研究,并且將所獲得的材料、信息在自己的大腦中進(jìn)行“分析和綜合、抽象和概括、歸納和類比、實(shí)驗(yàn)和猜想、一般化和特殊化等一系列新的、高級的、復(fù)雜的思維操作”。而經(jīng)過這樣的一個過程,學(xué)生不僅創(chuàng)造出新穎、獨(dú)特的“產(chǎn)品”,而且由于努力地、不斷地探索、推廣結(jié)論,久而久之,就會自然養(yǎng)成愛探索問題的良好習(xí)慣,進(jìn)而培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)思維能力。
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