解題教學(xué)是數(shù)學(xué)教學(xué)的一個重要組成部分,通過解題可以使學(xué)生鞏固和深化所學(xué)知識,培養(yǎng)思維品質(zhì).數(shù)學(xué)解題過程是一個創(chuàng)造性的思維活動過程,如果能在已有知識和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上通過直覺思維確定問題的研究方向,不僅有利于問題的正確快速求解,對于培養(yǎng)、優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì)也有著重要的作用.如何在高三解題教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)直覺思維呢?
一、扎實的基礎(chǔ)知識,是數(shù)學(xué)直覺思維生成的土壤
直覺是個體先前積累和儲備的經(jīng)驗、知識與當前問題碰撞孕育出的思維火花.“高手”在解數(shù)學(xué)題時,首先弄明題意并確定條件或結(jié)論的特征,然后一個“好的念頭”就指引了解題的大致方向,因為直覺思維是在一定知識經(jīng)驗儲備的基礎(chǔ)上發(fā)生的,知識儲備越豐富越廣泛,頭腦中可用的意識越多,判斷和猜想成功的幾率就越大,就越容易孕育直覺.所以,理解和掌握數(shù)學(xué)的基本知識、基本方法、基本技能,以及豐富的數(shù)學(xué)基本思想和基本活動經(jīng)驗,是培育學(xué)生數(shù)學(xué)直覺思維能力生成的土壤.
例1:給出以下四個命題,所有正確命題的序號為 .
(1)若定義在R上的偶函數(shù)f(x)在(0,+∞)上單調(diào)遞增,則f(x)在(-∞,0)上單調(diào)遞減;
(2)函數(shù)y=的定義域為R,則k的取值范圍是0 (3)要得到y(tǒng)=3sin(2x+)的圖像,只需將y=3sin2x的圖像右移個單位; (4)若函數(shù)f(x)=x3-ax在[1,+∞)上是單調(diào)遞增函數(shù),則a的最大值是3. 像這樣的問題,觀察(1)中“偶函數(shù)”就想到“其圖像關(guān)于原點對稱”,從而知(1)正確;觀察(2)知等價命題為“k∈(-∞,0]∪(1,+∞)則函數(shù)y=的定義域不是R”,但“當k=0時定義域是R”與之矛循,從而知(2)不正確;觀察(3)中“右移”就知(3)不正確了;觀察(4)知f ′(x)=3x2-a≥0,a≤3x2且x∈[1,+∞),易得a≤3. 故正確命題的序號為(1)(4). 沒有量的積累,就不會有質(zhì)的飛躍.如果沒有對“偶函數(shù)對稱性”、“等價命題”、“圖像平移”及“導(dǎo)數(shù)與單調(diào)性”等相關(guān)知識的正確把握,那么就不會對此題產(chǎn)生這么快速的直覺判斷;沒有扎實的數(shù)學(xué)功底作為土壤,就開不出數(shù)學(xué)直覺思維能力的奇葩. 因此,教師在高三解題教學(xué)中要善于挖掘習(xí)題中的基本概念和規(guī)律,把數(shù)學(xué)知識所揭示的本質(zhì)規(guī)律提煉、概括到方法的高度,讓學(xué)生真正理解與掌握數(shù)學(xué)知識和方法,才能為直覺的產(chǎn)生打下牢固的基礎(chǔ).要使學(xué)生明白,若沒有先前經(jīng)驗知識的積累,是無法迸發(fā)直覺思維的火花的.有了扎實的功底,面對數(shù)學(xué)問題時,就可以充滿自信,游刃有余地運用已有的數(shù)學(xué)知識與經(jīng)驗去觀察,去分析數(shù)學(xué)問題,然后迅速作出準確的直覺判斷,從而輕而易舉地得到正確的答案. 二、注重整體洞察,能催生數(shù)學(xué)直覺思維的幼芽 觀察是直覺的前哨.直覺思維的基本特征之一就是思維的綜合性,即對思維對象從整體上考察,調(diào)動自己的全部知識經(jīng)驗,通過豐富的想象做出敏銳而迅速的判斷,它省去了一步步分析推理的中間環(huán)節(jié),而采取了“跳躍式”的形式,去直接透視事物的本質(zhì),側(cè)重于在整體上把握對象而不拘泥于某個細節(jié).我們知道,觀察是人們對事物的一個知覺過程,知覺是將感覺信息組成有意義的對象.觀察作為一種有目的、有意識的感知活動,貫穿于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和探究活動的全過程.細致的觀察能觸發(fā)直覺思維,而直覺思維要求對數(shù)學(xué)對象進行整體觀察.高三數(shù)學(xué)解題教學(xué)中圖形的識別、規(guī)律的發(fā)現(xiàn)以及理解能力、記憶能力、抽象能力、想象能力和運算能力等都離不開觀察. 在解題教學(xué)中,常有這樣的情況,考察部分細節(jié)無從下手,整體考察則豁然開朗. 例2:在數(shù)列{an}中,Sn為其前n項和,若a1=,a2=2且Sn+1-3Sn+2Sn-1+1=0(n≥2),試判斷{an-1}(n∈N*)是不是等比數(shù)列,為什么? 要解此題,如果將Sn+1、Sn與Sn-1均用求和公式代入,將會十分繁瑣,而從Sn+1-3Sn+2Sn-1+1=0整體著眼,將已知等式重新組合,得(Sn+1-Sn)-2(Sn-Sn-1)+1=0, 又因為an+1=Sn+1-Sn,an=Sn-Sn-1(n≥2),所以an+1-2an+1=0,再變形an+1-1=2(an-1), 從而得=2(n≥2)(*).當n=1時,==2,因此(*)式對n∈N*成立.故{an-1}(n∈N*)是等比數(shù)列.實施整體代換,解題過程十分簡捷、明快.整體代換在解題中往往能起到化難為易、化繁為簡的作用,高考中以簡化數(shù)列、解幾運算居多. 由此可見,在教學(xué)過程中,教師要善于從整體的角度、整體的結(jié)構(gòu)、整體的功能等方面,啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生對數(shù)學(xué)問題進行多角度、多層次地觀察,使其直接接觸問題的本質(zhì),尋找解決問題的最佳方案,數(shù)學(xué)直覺思維能力的幼芽也能在觀察中得到萌發(fā). 三、加強數(shù)形轉(zhuǎn)化意識,能養(yǎng)成數(shù)學(xué)直覺思維解題的習(xí)慣 數(shù)形結(jié)合的實質(zhì)就是將抽象的數(shù)學(xué)語言與直觀的圖形結(jié)合起來,使抽象思維和形象思維結(jié)合起來.在解決代數(shù)問題時,想到它的圖形,從而啟發(fā)思維,找到解題之路;或者在研究圖形時,利用代數(shù)的性質(zhì),解決幾何的問題. 數(shù)形結(jié)合可以實現(xiàn)抽象概念與具體形象的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化,化難為易,化抽象為直觀.直觀雖不等于直覺,但直觀形象卻有助于直覺思維的形成.在高三解題教學(xué)時,我們應(yīng)充分利用圖形、圖像、表格和數(shù)學(xué)模型等的直觀性,面對表征題目信息的“數(shù)”有明顯幾何意義的問題,要求學(xué)生能直覺想象出相應(yīng)的圖形,利用“形”的直觀化、形象化、簡單化來尋求解題途徑,從而提高解題效率. 例3:已知A={(x,y)│x≤1,y≤1},B={(x,y)│(x-a)2+(y -a)2≤1,a∈R},若A∩B≠,則a的取值范圍是 . 集合A所表示的點集用“形”表示則為正方形PQRS的內(nèi)部及其邊界,集合B所表示的點集用“形”表示則為以C(a,a)為圓心,以1為半徑的圓的內(nèi)部及其邊界,注意特殊點圓心C(a,a)在直線y=x上,故要使A∩B≠,則-1-≤a≤1+為所求. 加強培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)形轉(zhuǎn)化意識,使他們在做數(shù)學(xué)題時能夠由數(shù)思形,由數(shù)想形,可以刺激、誘發(fā)學(xué)生的直覺思維. 責(zé)任編輯羅峰 注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文