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在数学学习中培养创新能力

        来自:鲤城教育信息网(中职教股)     作者:泉州四中 吴川娜            发布日期:2007年    双击自动滚屏
                                                
     
         

 

创新即创造新的东西,它是一切事物发展的根本动力,是事物内部新的进步因素通过矛盾斗争战胜旧的落后因素,最终发展成为新事物的过程。 更具体地说,创新是创造与革新的合称。它具有:新颖性 ( 即不墨守陈规,前所未有 ) 、独特性 ( 即不同凡俗、独出心裁 ) 、价值性 ( 即对社会或个人的价值大小进步意义 ) 。综合起来最根本的特征就是一个 " 新 " 字,没有 " 新意 " ,也就无所谓创新。创新能力在数学教学中主要表现对已解决问题寻求新的解法。

创新教育已成为当今教育教学改革研究和实验的一个重要课题。教育是知识创新,传播和应用的主要基地,也是培养创新精神和创新人才的摇篮。就学校教育而言,数学教育是创新教育的主阵地之一,因此在数学教学中开展创新教育的实验具有重要意义。 在数学教学中,从哪些方面做起来培养学生的创造性思维能力呢?

一、 提高学生数学思维的积极性和主动性,自觉培养创造性思维意识.

要根据具体的教学内容充分发挥学生问题的解决能力,知识的概括能力,论理的严谨能力.鼓励学生既要注重基础知识的学习,又要重视知识范围的拓广.自觉地启发学生多提问题,提问题是思维的结果,也许是创新的开始,不给学生立下很多规矩.学生在学习过程中常常会提出许多不同的看法或新见解,往往蕴藏着智慧的萌芽,哪怕只有一点点新意,也应当充分肯定和大力鼓励.例如在中学代数教学中关于方程问题的解决,从初一的教材中特殊的一元一次方程的解法到一元一次方程的解法,进而学习二次、高次方程的解法,代数问题的解决到几何问题的论证,最后拓广到各类题型的综合或变异解决.不但教育学生掌握基本的数学知识和解题方法,还要引导学生善于总结和应用知识,利用已掌握的知识,积极探索各类方程问题解决方法中的内在联系,“创立”有关方程及方程组的一般性理论,使之产生学习的“内驱力”,主动形成创造性的思维意识.

二、 在数学学习中,培养学生数学思维的灵活性.

数学是思维的体操,数学思维的灵活性在数学学习中就是能应用灵活、多向和跨越性的思维方式解决问题,在数学学习中,学生思维的灵活性主要表现在随着新条件而迅速确定解题方向,或者随着条件变化而有的放矢地转化解题方法,也表现在随着新知识的掌握和经验的积累,而重新安排已学会的知识的能力上,表现在从已知数学关系中看出新的数学关系,从隐蔽的形式中分清实质的能力上.正因为如此,爱因斯坦把思维的灵活性看成是创造性的典型特点.

例如:已知:平面上两点 A (- 1,0 ) ,B(1,0),P 为圆 x 2 + y 2 - 6x - 6y + 16 = 0 上的一点,试求当 AP 2 + BP 2 最小时的 P 点坐标.

对于本题,如用代数法来解,往往由于繁杂而解不下去,此时,有学生用平面几何的中线定理来解,既简捷,又准确.方法如下:由已知圆的方程 (x - 3) 2 + (y - 3) 2 = 2, 得圆心 C ( 3 , 3 ),又由题意知 OP 为Δ APB 的中线,所以 AP 2 + BP 2 = 2 ( OP 2 + 1 ),显然,欲使 AP 2 + BP 2 最小,只需 OP 最小,这样不难由直线 OP 的方程 y = x 与圆方程联立,解得所求的 P 点坐标为( 2 , 2 ).

通过这一问题的解决,引导学生懂得在数学问题的解决中,不但要具备良好的知识水平、丰富的学习经验,还必需具备较高的解题技巧和灵活的思维方法.

三、 在数学学习中,培养学生思维的独创性.

培养学生思维的独创性,就是表现为数学思维的主动性和深刻性;表现为用非一般的方法解决问题;表现为能洞察所研究的每一事实的实质及这些事实之间的相互关系;能从所研究的材料中揭示被掩盖着的某些个别特殊情况;能组合各种具体模式.在中学,思维的独创性更多地表现在发现矛盾以后,把知识融会贯通,以进攻的姿态,突破矛盾,最终解决问题.

例如求证:

分析:该题纯从三角去考虑,是较繁琐的. 如果想到单位圆上的点 A k ( ), 而点 A k 又对应着向量 OA k 那么,欲证命题成立,只须证 即可,又向量 OA k 可设为力 ,进而想到大小一样,终端分布在正 n 边形的 n 个顶点上的共点于正 n 边形中心的力系,其合力为零.故 成立.

本题用物理方法来解决数学问题,不仅解法新颖,具有创新性,而且强化了各科之间的相互联系,互相渗透,为培养思维创新性的优良品质提供了极佳的锻炼机会.

四、在数学学习中,培养学生数学思维的综合性.

数学思维的综合性,就是指在数学学习中,利用已掌握的数学知识进行综合分析问题和解决问题的思维能力.在中学数学学习中,由于各分科的知识是相互联系,相互利用,相互交错的,因此数学知识的动用必然是综合的.在数学教学中,培养学生综合运用知识的逻辑思维能力,既是数学学科本身的需要,也是学生更好地应用数学知识的需要.

在中学数学教学中,培养学生综合性的思维能力,其主要方面就是能综合应用知识解决数学问题.例如:

已知:Δ ABC 的三边为 a,b,c, 重心为 H ,且 AH = p , BH = q , CH = r .

求证: aqr + brp + cpq = abc

这是一道综合运用几何、三角、代数知识的问题. 在解题过程中.由四点共圆证得 Rt Δ BAE ∽Δ CHE ,从而推出 tanC = c/r ,同理可得 tanA = a/p , tanB = b/q ,利用斜三角形中内角正切的关系, tanA + tanB + tanC = tanAtanBtanC ,可证得结论成立. 由此可见,数学知识的综合应用对于数学问题的顺利解决起着十分重要的作用,为学生创造性思维能力的发展垫定良好的基础.

五、在数学教学中,培养学生数学思维的发散性.

数学思维的发散性就是指思维的联想能力,它是从某一点出发,运用各类信息进行放射性思维联想,追求一题多解、多题一解、一题多变,多角度、多层次的立体思维.特点是思路宽广,善于多方探求.它是创造性思维和灵感产生不可缺少的一部分.

例如:若 x 1 ,x 2 ,y 1 ,y 2 均为实数,求证:

( I )

由本题的形式结构,学生极容易想到证明不等式的常用方法,进而联想到重要不等式,但运算非常繁琐.如果我们对题目中的数学关系及结构特征作一细致的分析研究,摆脱过去经验的束缚,打破常规,开阔思路,就会发现:⑴与坐标平面上两点间距离公式形式相同;⑵与复数的模及其性质的形式相同,于是得到两种解法:

法一:由联想⑴,不妨设点 A ( x 1 ,y 1 ) ,B( - x 2 , - y 2 ),O ( 0,0 ) ( 如图 )

在Δ ABO 中有 |AO| + |BO| ≥ |AB|

而 |AO|= , |BO|=

|AB|=

∴不等式( I )成立.

法二:由联想⑵,设 z 1 =x 1 +y 1 i , z 2 =x 2 +y 2 i ,

则 |z 1 |= , |z 2 |= , |z 1 +z 2 |=

又已知对任意复数 z 1 , z 2 有 |z 1 +z 2 | ≤ |z 1 |+|z 2 | ,

∴不等式( I )成立.

这两种证明既简捷,又具有独到之处.如果经常这样训练,对发展学生的创新思维大有裨益.

六、在数学教学中,培养学生数学思维的变异性.

所谓数学思维的变异性,就是打破原有的思维定势和习惯方式,有创造性地进行新的思维.“山穷水尽疑无路,柳暗花明又一村.”在学习数学中,同学们常常因为习惯的思维模式解决不了问题,此时不妨从另一个角度进行思考,最终求得问题的解决.

例如:已知 x + y + z = 1/x + 1/y + 1/z = 1 ,求证: x , y , z 中至少有一个等于 1 .

分析:本题结论不是用式子表示,学生对此难以下手,其实只要将原题变为等价命题: (x - 1)(y - 1)(z - 1) = 0 ,证题就容易了.

证明:∵ 1/x + 1/y + 1/z = 1 ,∴ xy + yz + zx=xyz ,

(x - 1)(y - 1)(z - 1) = xyz - (xy + yz + zx) - 1 + (x + y + z) = 0 ,

故 x , y , z 中至少有一个等于 1 .

变异性思维是创造性思维的精华所在,它的形成一方面需要学生具有敏捷、迅速的思维能力,另一方面还需要学生具备扎实的文化基础,没有坚实的数学基础知识做后盾,思维的求异能力是不可能形成和产生的.

现代化社会的高度发展,需要培养具有创新性科学人才.因此在中学教育中对学生创造性思维能力的培养就显得尤其重要.创造性思维能力的培养必须从多方面、多角度进行考虑.上述六个方面仅仅是创造性思维的一般形式,它的形成,其基点必须首先教育学生具备丰富的数学文化知识,其次还要教育学生不断钻研知识,勇于探索知识,只有这样才有希望获得创造性的思维成果.马克思曾有一句名言:在科学的道路上,没有平坦的大道,只有沿着陡峭的山路不断攀登的人,才有希望到达光辉的顶点.学生创造性思维能力的培养也是如此.

参考文献: [1] 《数学课程标准教师读本》,叶尧城 向鹤梅主编,华中师范大学出版社。
[2] 《数学教育学报》中国联合国教科文组织指导刊物 2003.1
[3] 《中学数学微格教学教程》北京教育学院编   孙连众 主编
[4] 《数学教育学》浙江教育出版社 田万海 主编
[5] 《教育学》吉林人民出版社 余柏民 主编
[6] 《数学教学论》中国地址大学出版社 林六十 主编

 

 

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2005年2月改版