馬勇
摘要:培養學生思維能力是數學教學的重要目標,如何能實現這一目標.靈活處理認真研究課本的例(習)題,挖掘并掌握其中豐富內涵,是一種行之有效辦法,其對培養學生思維發散性、靈活性、深刻性、創造性、廣闊性都有很大作用。
關鍵詞:思維能力;課本例題
例(習)題是教材的重要組成部分,這些例(習)題是編者從茫茫題海中經過反復篩選、精心選擇出來的,是學生掌握雙基的重要來源,也是教師傳授知識的紐帶,它蘊含著豐富的教學功能,處理好例(習)題的教學,對教學質量大面積的提高、學生智力的發展、思維品質的培養都是至關重要.
一、引申拓廣,培養思維的發散性
教學中,若對一些典型的例、習題進行變式處理,如改變原題的條件、結論、方法或逆向思維、反例分析等,即可以在演變多解過程中,使得學生在知識及方法的縱橫方向分別得以拓廣和延伸,培養學生的發散性思維.
例1:數學必修⑷P122第3題證明:對任意a,b,c,d∈R,恒有不等式(ac+bd)2≤(a2+b2) (c2+d2) (1)
先讓學生推證,發現他們用比較法、綜合法、反證法、放縮法都可以得到證明.此時進一步追問:能否有更新穎的證法呢?
引導學生抓住“a2+b2”、“c2+d2”、“ac+bd”的結構特征,因此可考慮用構造法證明.
證法1 (向量法)構造向量
則ac+bd=a2+b2 ·c2+d2 cosθ,
(ac+bd) 2=(a2+b2)(c2+d2) cos2θ
≤(a2+b2)(c2+d2)
證法2(構造三角形)利用“三角形的兩邊之和大于第三邊”(上圖中OBCA為平行四邊形)
由|OA|+|OB|>|AB|及|OA|+|OB|>|OC|,不等式⑴迅速得證.
由解法一不少學生都能發現a與b,c與d可交換位置.
[變1]求證:(a2+b2)(c2+d2)≥(ad+bc) 2 ⑵
[變2]⑴式兩邊開方可否?
求證:a2+b2 c2+d2 ≥|ac+bd| ⑶
[變3]⑶式右邊去掉絕對值可否?
求證:a2+b2 c2+d2 ≥ac+bd ⑷
對于⑴式能否有更深刻的變化呢?將不等式⑴字母分別排序,得
(a12+a22)(b12+b22)≥(a1 b1+a2 b2) 2 ⑸
通過分析知道,可以按字母增加的方向演變.
[變4]設a1、a2 、a3 、b1、 b2、 b3∈R,
求證:(a12+a22+a32)(b12+b22+b32)≥(a1 b1+a2 b2+a3 b3) 2 ⑹
此時,利用學生的連續思維所產生的思維慣性,教師因勢利導,把問題推廣.
推廣 設ai,bi∈R(i=1,2……n),則
(a12+a22+……+an2) (b12+b22+……+bn2)
≥(a1 b1+a2 b2+……+an bn) 2 (當且僅當ai=kbi時,取“=”號)
這是一個重要的定理,叫柯西不等式.不等式⑸、⑹即柯西不等式當n=2和 n=3時的特例.如此層層推進,使結論更加完美,更具有普遍性.
上述對原題從不同角度進行演變和多解,這樣從一題多變到一題多解,使知識橫向聯系,縱向深入,拓寬了學生的思路,培養了學生的發散思維.
二、融會貫通,培養思維的靈活性
數學中有很多知識是相互聯系的,現行新教材特別注意用聯系的觀點處理問題,課本中例、習題為我們提供了充足的素材和廣闊的空間.因此,在教學中充分利用課本例、習題之間相互聯系、互相作用、互相影響這一規律,引導學生串通教材,做到融會貫通,開闊學生的視野,增強學生思維的靈活性.
如研究空間面面關系,線面關系,線線關系時經常要用到轉化思想方法來解題,通常有關線面平行、垂直的問題可轉化為線線平行、垂直的問題,而有關面面平行、垂直的問題可轉化為線面平行、垂直的問題.
三、標新立異,培養思維的創造性
例題教學中,在學生掌握基本方法的同時,應有意識地創設新活的思維情境,激勵學生不依常規、不受教材與教師傳授的方法的束縛,引導學生多角度、全方位地思考問題,鼓勵學生標新立異、探究新解,達到開拓學生思維、鍛煉學生思維創造的目的.
例2:數學必修⑷P111例7,已知A(-1,-1),B(1,3),C(2,5)試判斷A、B、C三點之間的位置關系.這是一道基本題,但應要求學生盡可能多地進行多方位、多層次的聯系,尋求不同解法,如一些學生僅想到一些常規解法:
(1)證明|AB|+|BC|=|AC|;(2)證明點B在直線AC上;(3)證明直線AB、AC的方程相同或斜率相等.而有一些同學,聯想寬廣深刻,不但有上述解法,還得到了如下的非常規解法;(4)證明點C到直線AB的距離為0;(5)證明△ABC的面積等于零;(6)證明點B是有向線段AC的一個定比分點,顯然后者的解法較之于前者,更難想到,因而更具有創新性,有利于培養思維的廣泛性、創造性。
四、聯想轉化,培養思維的廣闊性
數學是一個具有內在聯系的有機整體,各不同分支,不同部分,都是相互聯系、相互滲透的,解題方法、解題思路更是如此,因而,在課本例、習題的教學中應有意識地教給學生類比、聯想、轉化的方法,以提高學生分析問題、解決問題的能力,促進知識的正向遷移,培養思維的廣闊性。
例3:已知a,b,m∈R+,并且a
求證:a+mb+m >ab
教材上是用“分析法”證的,如果就此結束,效果不大,實際上,它內蘊著豐富的教學價值,如引導學生巧妙聯想,靈活轉換,構造函數來證,則很富有意趣。
證明:令f(x)=a+xb+x =(x+b)+(a-b)b+x =1+a-bx+b
∵a-b<0,∴f(x)在[0,+∞)上為增函數,
∵m>0,∴f(m) >f(0) 即a+mb+m >ab
這樣的教學就使學生不再把函數與不等式割裂開來,而是融合為一個有機的整體,以后處理有關問題時將能迅速遷移,另如例1巧妙地利用了數形轉換解題的思想方法,這些都有助于培養學生思維的廣闊性、創造性。
綜上所述,課本是教學之本,深挖教材的潛力,充分發揮教材的自身作用,處理好課本例、習題的教學十分重要.立足課本,對課本典型例、習題進行演變、探究、引申、拓廣、應用,由點到面,由題及類,解剖一例,帶活一串,注意數學思想方法的滲透,這樣教學,深化了基礎知識,培養了思維品質,發展了思維能力,這正是我們所要追求的目標。