論解數(shù)學題的思維程序
解數(shù)學題時, 教師讓學生掌握解題思維的程序是非常重要的。因此,一個數(shù)學教師有必要探索數(shù)學的解題思維程序,并在解題教學中盡可能多地做出示范,使學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識,從根本上提高學生的解題能力及科學思維素質(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,教會學生從問題的敘述入手,觀察揣摩整個問題,仔細地研究題目的意義,盡可能認識感知問題的表向,并指導學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”出來。
通過上述的釋題工作,不但能教會學生將手頭的“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“最初認識”過程之中。
二、分析
全神貫注地進行解題的思維程序,是完成解題目標的關鍵之所在,也是培養(yǎng)和提高學生科學思維素質(zhì)最有利的時機。
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)或表達式子。
我們之所以會認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由此能構造出一個有用的圖形、函數(shù)、多項式或其它數(shù)學對象。總之,把你所想到的問題都找出來,通過學習篩選并有序地排列,然后再與所求進行比較,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,一帆風順地進行并不多見,常常會“卡殼”于某一細節(jié)之中。此時,教師想方設法教會學生怎樣從“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?在此基礎上若完成解題目標,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?
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,設法啟發(fā)學生“思維受阻”時找到應采取的策略,正是我們所要達到的目的之一,這就要求教師在平時的解題教學中,不要輕易地丟掉學生找到的“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。不要過分地計較教學進度,重要的是學生得到了多少比純數(shù)學問題本身更為重要的東西,即當問題有所變化,乃至變化較大時,學生也能應付,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。當人們抓住了問題的主要條件,包括可能成立的解題細節(jié),便可進入解題這一程序。解題包括兩項工作:
①完成釋題、分析中認為可行的一切細節(jié),并加以完善,解題過程應力求清晰、詳盡規(guī)范;
②邊完成解題細節(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,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 “實踐認識再實踐再認識”的認知規(guī)律在解題活動中的體現(xiàn)。要讓學生學會并掌握這種 “循環(huán)往復”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
學生常犯的錯誤是,當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。我們應提醒學生做好以下幾項工作:
⑴檢驗與改進
①能否一眼看出答案的正確性?
②能否檢驗這個解答?
③考慮解題的細節(jié),尤其是較冗長的部分,能否使它盡可能地短些?
⑵總結與應用
①總結本題應用了哪些知識?通過此題的解答,你對所學的這些知識又有了哪些新的認識?
②總結本題的解題方法,找出其規(guī)律性和一般性,并試圖應用于其它問題。
③此題的結論或整個命題能否應用于解決其它問題?
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行重新組合,得到新的有用的問題?
不難看出,學生在上述“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,而且還可以使學生對所學的知識認識得更深刻,對由此派生出來的新問題,新規(guī)律有較清醒的認識。這對習題的類化、同化,對學生掌握解題思維規(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,通過“釋題、分析、解題、反思”這四個環(huán)節(jié),使學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,大大地拓展學生對問題認識的廣度和深度,并賦予學生極大的認識能力和創(chuàng)造能力。
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