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数学教学中培养思维能力的探索

2017-10-21黄敏芝

魅力中国 2017年43期
关键词:证法直觉梯形

黄敏芝

通过数学教学养学生直觉思维、发散思维,提高学生的创造思维能力。

一、启迪直觉思维

美国心理学家布鲁纳说:“直觉思维是以熟悉的知识领域及其结构为依据,使思维者实行跃进、超级和采取捷径,并用比较分析、验证结果的一种快速思维形式”。可见,直觉思维是数学发现的一种重要方法,在数学教学中,应予以重视。例1、已知3(a-b)+3(b-c)+(c-a)=0(a≠b),求(c-b)(c-a)/(a-b)2的值。分析:由3=(3)2,故直觉告诉我们,该题设条件在形式上与一元二次方程的形式相似,于是可通过构造一元二次方程来解决问题。由题意,3一定是方程(a-b)x2+(b-c)x+(c-a)=0的一个根,又(a-b)+(b-c)+(c-a)=0,故1是该方程的另一根,由韦达定理得3+1=c-b/a-b,3.1=c-a/a-b,所以(c-a)(c-b)/(a-b)2=3(3+1)=3+3.

例2、已知:梯形ABCD,直角腰上的中点E到斜腰的距离是5㎝,斜腰CD的长是10㎝,求此梯形的面积。

分析:直觉判断该梯形的面积=CD·EF=50㎝2,而CD·EF与求平行四边形的面积相似,于是可通过构造平行四边形来解决问题`。过E点作CD的平行线交BC于G,交DA的延长线于H,由于E是AB的中點,所以Rt△BGE≌Rt△AHF,所以ABCD的面积=GCDH的面积=CD·EF=50㎝2

为此,教学中应常常告诫学生:拿到问题不要轻易下手,要多看看,多想想,运用直觉去寻求解决问题的途径。这正如布鲁纳所说:“应当鼓励学生去猜想。”

二、培养发散思维

发散思维是创造性思维的核心在数学中可通过典型例题的一题多解、一题多用、多题一解来培养学生的发散机智,实现和提高思维的流畅性,通过对典型例题的多变(变条件、变结论、变命题),引申拓广以及转向思维,培养学生的转向机智,实现和提高发散思维的变通性。

1.充分发挥和挖掘课本例题的功能。

教材中的例题给出的解法是有限的,如果我们对所有例题只限于课本的解法,不作深入研究,不求解法有新的突破,例题教学中不敢于开拓创新,这只能使学生的思想僵化,死套模式,陷入机械学习的泥坑。把教材中的例题、习题讲得精一点、深一点,探求题型的变通,无疑对学生的发散思维,培养学生的创造能力是大有裨益的。下面我们不妨看一例:

例1:如图1、⊙O1和⊙O2外切于A点,BC是⊙O1和⊙O2的外公切线,BC为切点,求证:AB⊥AC (见初中几何第二册P124例)

图1 图2 图3

此例题是一个内涵十分丰富的例题,它的拓广见于多种数学刊物,它的证法有多种,还可以进行多种变形练习,教师应抓住此种例题给学生进行多角度思维训练,下面仅给出三种变形练习,教师讲完课本解法后可进行下列分析。

分析:如图1、若能证得∠ABC+∠ACB=90°,不也同样能证明此题吗?如何证呢?因为BC是外公切线,所以连结O1B,O2C,O1O2,则有O1B⊥BC,O2C⊥BC,因此,O1B∥O2C,由于∠ABC与∠ACB都是弦切角,可得∠ABC=1/2∠O1, ∠ACB=1/2∠O2,所以∠ABC+∠ACB=(∠O1+∠O2)=90°,由此得证法㈡(证明略), 从这一问题出发可得新命题:

如图2、如果⊙O1与⊙O2不是外切,而是相交于点A、D,那么∠BAC+∠BDC=?,我们可以猜想到等于180°。这是因为比较图1与图2后发现,只要将图2中的两圆向两边拉一拉变为外切,则∠BAC与∠BDC就会重合起来,变为图1中的∠BAC,如何证明∠BAC+∠BDC=180°呢?显然连结AD,利用∠ABC=∠ADB,∠ACB=∠ADC及ΔABC的内角和就可以证得。

我们还可将上面命题进一步探索:在图1中,O1、A、O2是共线的,设想⊙O1与⊙O2外离,连结O1O2交⊙O1于A,交⊙O2于D,那么,是不是有直线BA⊥CD呢?这就要看是否有∠ABC+∠DCB=90°?回顾一下上面证法㈡(图1),不难得出肯定答案。

如果继续探索,还可以得出许多新的结论,限于篇幅不一一列出。

2.从多方面看问题,正确处理正向思维与逆向思维的关系。

有些问题正向思维比较繁,如果改为逆向思维,则能化繁为简,好多例子都能说明,这里就不一一列举了。

总之,非常规解法的获得是建立在各种常规解法基础之上的,只有让学生清晰、牢固地掌握好基本概念、基本定理和一般的解题思路,才能在教师的潜心引导下适时进行非常规解法探讨,以达到培养创造性思维能力的目的。

参考文献:

[1]《实用中学数学解题思路策略与方法技巧大典》

[2]《来自教改实践的报告》endprint

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