构建有效策略提升学生数学思维水平探析
2017-10-27岳丽芬
岳丽芬
摘 要:数学思维策略是对解题思路和解题经验的综合性概述,能够促使学生养成良好的解题习惯,锻炼学生敏捷的解题思维,拓宽学生的解题路径,培养学生的数学素养。文章从一般习题入手,着重研究数学思维策略的分类与应用。
关键词:数学思维;思维品质;策略;解题;概念;转化
中图分类号:G421;G623.5 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2017)25-0044-01
数学思维策略就是普遍适用的解题思路,是在解题之前确定的总体思路和基本方法。在数学课堂教学中,教师若只告诉学生如何用数学知识解决数学问题、解决什么问题要用到什么公理定理,是远远不够的。教师应当着重培养学生良好的解题习惯,锻炼学生敏捷的解题思维,拓宽学生的解题路径,提升学生的数学素养。本文研究数学思维策略的分类与应用。
一、概念化策略
概念化策略指的是当研究对象中的某些要件回环交错、头绪复杂时,不妨把这些要件的性质归到一个相对集中的抽象而明确的概念里,通过对整体概念的全局把握,删繁就简,抓住要害,使问题迎刃而解。概念化的过程摒除了一些非本质的条件,突出本质条件,因此,常常会使问题简洁明朗,最终得以解决。概念化策略的具体操作形式是:先对分散繁复的要件进行归纳抽象处理,然后进行宏观逻辑推理,最后根据结论得出实际问题的解答。思维流程如下:抽象问题→抽象数学问题解决→具体问题解决→具体问题→抽象问题。即把具体案例概念化成数学模型,然后对后者进行理论推演得出粗放型结论,再精细化解决问题。比如,列方程解决问题,是典型的概念化过程。例如:某工地原有一批水泥,又运来25袋,用掉34袋后,还剩41袋。求这个工地原有水泥多少袋?解:设工地原有水泥x袋(用符号代表未知数),x+25-34=41(抽象出运算问题),x=50(得出数学问题的解)。答:原来有水泥50袋(解决具体问题)。上述解题过程演绎了“模型思路”,即从现实生活情境中提取数量关系,形成模型,再用数学符号建立方程,通过解方程得出实际问题的最后结果。应对实际题型的根本策略就是生活问题数学化,通过对数学模型的处理,从抽象问题入手解决实际问题。
二、退化策略和质化策略
退化策略是指面对整体情势难以突破时,可以退化到问题的初始状态从浅层次问题入手,待取得“进展”后再通过类比迁移,如法炮制,解决整体问题。例如,把三维空间转化成二维空间,把二维空间转化为一维空间,将不规则的组合图形切分拆散成规则图形,然后再各个击破。以圆柱体侧面积求法为例,这是一个典型的退化策略。圆柱体的侧面是一个立体曲面,研究之前,可先将其展开(退化)成一个二维平面,再依据矩形的面积公式计算其面积,S=长×宽,然后根据长(宽)=圆柱体的高,宽(长)=圆柱体的底面周长,得出圆柱体的侧面积。上述推理过程,就是退化策略。
质化策略指的是单独研究条件和结论,找出条件和结论之间的逻辑主线,把各种支线枝干汇聚为一个思考路径,从而使解决问题的方法清晰明朗。例如,一列火车穿过一座铁桥,火车有200节车厢,每节车厢长4米,铁桥长900米,火车穿过铁桥时每秒行驶100米。求火车穿过铁桥需要多长时间?乍一看题目,条件较为散乱,头绪复杂。此时,不妨应用质化策略,先抓住关键条件“火车穿过铁桥时每秒行驶100米”,再来仔細研究问题“火车穿过铁桥需要多长时间”。综合考虑,思路就会明朗:时间=路程÷速度。然后将所有的条件归为二类,一类用来求出速度,一类用来求出路程。在求路程的时候,将火车看作一个整体,只考虑上桥和出桥时与桥身的距离(火车全长+桥长),然后套用时间公式就可以得到结果:(200×4+900)÷100=17(秒)。
三、转化策略和分化策略
从信息处理的角度看,在加工信息时,或一种形式的信号加工受阻则可以设法转换形式,进行另一番加工,从而解决问题。在进行数学解题时,常见的信号转换模式有:语言信号→字符信号(如列方程)、语言信号→图片信号(如画线段示意图)、图片信号→字符信号(如用分数表示阴影图形)。在数学解题过程中,这种信号转换模式大量存在。比如,应用题都是语言信号,解答时就有必要将语言信号转译成字符信号,再进行信息加工。所谓的“数形结合”思想,其实就是图形信号与数字信号之间的“同声传译”。
分化策略,主要是将糅合多种知识的数学问题分解成若干个部分,或者把一个繁杂的问题解剖成若干个相对独立而单一的子问题,对其逐个击破,连环追击,直至整个问题得到解决。在数学教学中,这种情形也很常见。如间接求解的应用题需要分步求出中间介质,再求出目标值;求组合图形的面积,一般则是先分成几个独立的图形,再求和。
四、结束语
综上所述,思维策略的总体思路是将陌生问题纳入到熟悉领域内考虑。关于概念化策略、退化策略、质化策略、转化策略和分化策略等各种思维策略的具体操作,教师要根据题型不同而相机处理。恰当适度地运用思维策略,可以拓宽解题思路,简化解题过程。在数学教学中渗透思维策略,这对于培养学生科学素养、训练学生的逻辑思维能力意义重大。
参考文献:
[1]邱廷建.数学教学是数学思维活动的教学[J].教育探索,2015(12).
[2]熊华.加强数学思想渗透发展数学思维能力[J].课程·教材·教法,2011(09).
[3]庞其云.新课改背景下数学思维能力的培养[D].河北师范大学,2011.