理学论文:数学中不容忽视的直觉思维
《中国青年报》曾报道:"约30%的初中生学习了平面几何的证明推理后,丧失了对数学学习的兴趣。"这种现象引起了教育者的重视与反思。在传统的数学教学中,过分强调证明的严格化、程序化,对自己的成功往往归功于逻辑的功劳,而对自己的直觉反而不在意。所以,学生的内在潜能没有很好地被激发出来,学习兴趣也没被调动起来,认为数学学习很枯燥。
笔者认为,在数学学习过程中,要真正体现学生的主体地位,教学必须渗透"直觉加证明"的发展问题和解决问题的科学思维;教师必须意识到直觉思维的重要性,必须探究符合培养直觉思维的教学方法。
所谓直觉思维,是指未经过一步步地推理、分析、无清晰的步骤,而对问题突然间的领悟、预感、猜想、假设、灵感等都视为直觉思维。
一个人的数学思维,判断能力的高低主要取决于直觉思维能力的高低。徐利治教授指出:"数学直觉是可以后天培养的,实际上每个人的数学直觉也是不断提高的。数学直觉是可以通过训练提高的。"
一、设置直觉思维的意境和动机诱导
美国的氢弹之父泰勒曾说:"直觉不一定都是对的,恐怕百分之九十是错的,但是只需要百分之十是对的就行了。"数学直觉思维由于受到学生的心理因素和认知水平的限制,时常会产生错误的现象,这就要求教师转变教学观念,把主动权还给学生,对于学生的大胆设想给予充分肯定,对其合理成分及时给予鼓励、爱护,扶植学生的自发性直觉思维。
如笔者在教学苏科版七年级下册第十二章《证明》第二节内容时,创设了如下情境:
问题:设想用铁丝绕地球赤道作一个圆,再在它的外面套一个周长比它大1米的同心圆。试问:圆周间能穿过一只老鼠还是一头牛?
学生:估计一只老鼠都穿不过,别说一头牛了,地球的周长很大,铁丝的周长仅增加1米,比起地球赤道长可以忽略不计,所以铁丝围成的圆肯定紧贴在地球赤道上。
直觉告诉学生,认为第二个圆也是紧紧贴着赤道,所以误导了学生,做了错误的回答。但通过验证计算两圆间的距离(设地球的半径为R米),也为■-R=■(m)≈15.9(cm),发现事实与直觉刚好相反。学生的积极性被调动,也让学生充分感受到证明的必要性。
教师不应鼓励胡猜、乱猜,而应注意"保护"学生已有的猜想能力和直觉思维,更应注意帮助学生学会合理的猜想方法,并使他们的直觉思维不断得到发展和趋向合理。只要有一个结论,我们就可以对此进行论证,从而促进学生利用学过的基础知识对错误的直觉进行必要的反思、验证,弥补数学思维上的"缺陷",尤其在数学新方法的探索和数学新知识的发现过程中,数学直觉更能体现出学生的创新能力。"引"学生大胆设问;"引"学生各抒己见;"引"学生充分活动。让学生猜问题的结论,猜解题的方向,猜知识之间的联系。让学生真正"触摸"到自己的研究对象和内容,发展思维的主动性。
二、扎实的基础是产生直觉的源泉
直觉不是靠"机遇",直觉的获得虽然具有偶然性,但绝不是无缘无故的凭空臆想,而是以扎实的知识为基础。若没有深厚的功底,则不会迸发出思维的火花。比如我们平时打篮球,在快速运动中来不及作逻辑判断,动作只是下意识的,而这下意识的动作正是平时训练产生的一种直觉。
如:图示为某蓄水池的横断面示意图,分深水区和浅水区。如果这个蓄水池以固定的流量注水,下列图像中大致表示水的最大深度h和时间t之间的关系的是( )
(A) (B) (C) (D)
这是一道考查直觉思维的典型试题,试题的背景来源于日常生活,在题型的设计上采取了一个新的角度,摒弃具体的计算与画图,突出观察思维和分析能力的考查。解答本题的思路不必抓细微的定量关系,而应该观图看势,抓住其特征,进行分析、思考和判断。
三、增强学生信心,是培养学生直觉思维的原动力
学生对数学产生兴趣的原因有二,一是教师的人格魅力,二是来自数学本身的魅力。不可否认情感因素的重要作用,但笔者认为,兴趣更多的来自数学本身。成功可以培养一个人的自信,而直觉发现会伴随着很强的"自信心"。
比如:甲、乙两个人同时从A地出发到B地,甲在前一半路程用速度v■,在后一半路程用速度v■(v■≠v■);乙在前一半时间用速度v■,在后一半时间用速度v■,那么两个人中?摇?摇?摇?摇先到达B地。
分析:在解题过程中,分别求出甲、乙两人所用的时间,采用比较法进行严格的推理,可以得到正确的结论。但是对于初中生而言,是很困难的,但就有学生思索后回答:"如果两种速度差别比较大时,较快的速度在一半的时间内可以走绝大部分的路程,显然乙用的时间最短。"这种方法没有通过逻辑证明的形式而是通过学生的直觉思维获得,那么成功带给他的震撼是巨大的,内心将会产生一种强大的学习动力。
四、数学生活化,是直觉思维的主阵地
《新课程理念》提出"生活、数学","活动、思考"为主线展开教学内容。牛顿由苹果落地开拓了万有引力;凯库勒看见蛇咬住自己的尾巴,发现了苯分子环状结构。这些直觉思维都是逻辑思维无法代替的。让学生在实践中获取知识,让学生自主发现问题和解决问题,充分发展学生的想象力和创造力。重视学生直接经验,把教学归朴于实践,归朴于生活。
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