數學思維是以數和形為思維對象,以數學語言為載體,以認識和發展數學規律為目的的一種思維活動。數學思維作為一般思維的特殊形式,有其思維活動的獨特形態,主要表現在數學思維意識力求概括化;數學思維的對象力求形式化;數學思維的背景力求直觀形象化;數學思維的過程力求邏輯化;數學思維的結果力求符號化。數學創新思維是數學活動中的最高層次的思維,它是在已有的知識經驗基礎上,擺脫思維的常規束縛,產生新穎的、前所未有的思維成果而進行的一種非常復雜的心理和智力活動。數學創新思維具有直覺性、發散性、批判性等主要品質。直覺是指在思考問題時,能夠直接洞察問題本質的思維品質。發散性又包括流暢性、變通性、獨特性。流暢性包括橫向流暢性和縱向流暢性,橫向流暢性指通過知識、方法間的對比、聯想,從已知方法中去發現新知識、方法的思維品質;縱向流暢性指對數學問題引申、推廣,從偶然中求必然,從特殊中求一般的思維品質。變通性是指在運動、變化中考察數學對象,善于從不同角度、不同方向思考問題或在一定條件下轉化數學對象,及時地、靈活地調整的思維品質。獨特性是運用不一般的方法去思考、分析和解決問題,常常具有新穎、獨特見解的思維品質。批判性是指以批判的眼光思考問題、解決問題的思維品質。
學生創新思維的培養可通過如途徑:
1. 加強變向練習,培養思維的運動性
要有所創新,就必須提出和解決眾人沒想到的問題和方法,而這些問題和方法又不是憑空產生的,它包含在很多平常的現象中,只有那些善于“由此思彼”的人才能想到,這種“由此思彼”的聯想能力,稱為運動思維能力。它通常表現為正向運動、逆向運動、縱向運動和橫向運動四種形式。從“創新”的角度看,逆向運動和橫向運動更值得重視,這里僅對兩種形式略作探討。
思維的逆向運動。即發現一種問題后,立即聯想到它的反面,從反面提出問題,如求函數y= 的定義域,容易求得此題的確答案是0<x≤1,如果反過來問:定義域為0<x≤1的函數有哪些?這就是一種逆向思維訓練,這個問題的答案是無窮無盡的。
思維的橫向運動。即發現一種問題后,立即聯想到與它相似的其它問題,如:
2. 善于歸納猜想,培養思維的創新性
歸納思維模式是加拿大課程理論學家塔芭女士提出的,是為了提高處理信息的能力而設計的。它普遍使用于各門學科中。中學數學的許多定理、公式往往也都是不完全歸納法得到的,著名的哥德巴赫猜想就是其成果。
在解決數學問題中,利用不完全歸納法往往可以發現問題的結論,探索出解題的方法。
問題:平面內的n條直線,可將平面最多分成幾部分?
分析:平面內的1條直線可分平面為2部分;
平面內的2條直線最多可分平面為2+2=4部分;
平面內的3條直線最多可分平面為2+2+3=7部分;
平面內的4條直線最多可分平面為幾部分?可以歸納猜想為2+2+3+4=11部分;
平面內的n條直線最多可分平面為幾部分?不難猜想得其結果為:2+2+3+4+5+……+n部分。
猜想是對客觀事物通過觀察、實驗、比較、聯想、類比等進行歸納的思維活動,這是一種合情合理,屬于綜合程度較高的,帶有一定直覺性的高級認識過程,是進行發明創造的重要心理因素。許多定理的創造,首先是猜想,然后才被證明。這已被數學史的無數事實所證明。教師在教學過程中,要精心設計教學情景,激發學生強烈的猜想欲望。猜想有時是正確的,有時是錯誤的。應該提倡并鼓勵學生猜想,猜想錯了也無妨,錯誤的猜想往往是正確猜想的先導。解數學題時運用猜想,往往能得到簡捷的解題方法和滿意的解題結果。
3. 提倡發散思維,培養思維的發展性
從心理學角度講,創新思維是集中性思維與發散性思維的有機結合,而發散思維是創新思維的主導成份。因此,在數學教學中,要重視應用各種方式對學生進行發散思維能力的培養。可以開展課堂討論,組織一題多解、一問多答、一圖多畫等訓練,使學生思維朝著各個方向發散開去。
如:正三角形兩個頂點的坐標是A(1,0)、B(2,1),第三個頂點C在第一象限,求C的坐標。
要求得本題的結果是不難的。但如果教師能就本題組織一題多解(如方程法、三角法、復數法、參數法、極坐標法等)的教學,那么將對鞏固基礎知識,提高基本技能,溝通知識的橫向聯系,培養發散思維能力,從而培養學生的創新思維是十分有益的。
應當指出,數學的創新思維與其它各項思維的形成發展是密切相關、相輔相成、互相促進的。教師應當在教學中有意識地全面培養。只要我們從點滴做起,堅持實踐,學生的創新思維能力的形成和提高就是可望且可及的。
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