浅谈高中数学教学中如何培养学生的思维能力

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  一、扎实基础是产生直觉思维的源泉
  直觉不是靠“机遇”,直觉的获得虽然有偶然性,但绝不是无缘无故地凭空臆想,而是以扎实的知识为基础。若没有深厚的功底,是不会迸发出思维的火花的。
  学生头脑中的数学知识、方法、思想越多,越系统,在解题时数学直觉性、敏感性越强,因此教师在平时教学过程中应引导学生多归纳、总结,使所学知识系统化。
  例题1判断下列命题的正误:
  1。若函数f(x)对定义域中x总有f(1+x)=f(1-x),则f(x)为偶函数;
  2。若f(x)=-f(2-x),则f(x)的图像关于点(1,0)对称;
  3。若函数f(x-1)=f(x+1),则f(x)的周期为T=2;
  4。函数y=f(2+x)与y=f(2-x)的图像关于x=2对称;
  5。函数y=f(1+x)与y=f(x-1)的图像关于函数y对称;
  6。若y=f(2-x)为奇函数,则f(x)的图像关于原点对称;
  7。若y=f(x)为偶函数,则f(x+1)的图像关于直线x=-1对称。
  由上述一组题可引导学生系统归类、辨别出有关函数对称性的一些结论:
  1。奇、偶函数图像的对称性。
  2。互为反函数的函数图像间的对称关系。
  3。若一函数本身满足一函数恒等式,当等式两边括号内变量之和为常数,则函数满足对称性;当等式两边括号内变量之差为常数,则函数满足周期性。
  4。若两函数对应括号内变量之和为常数,则两函数图像满足对称性;当两函数对应括号内变量之差为常数,则两函数图像可通过函数图像的平移、翻折变换相互得到。
  二、数学之美是产生直觉思维的本质
  直觉的产生是基于对研究对象整体的把握,美感和美的意识是数学直觉的本质。庞加莱毕生追求“简单与宏远”,爱因斯坦看重宇宙的“统一与和谐”。美学是科学家谱写科学理论“诗篇”的一条红线。数学中主要包括简洁美、和谐美、对称美、奇异美以及数学思想美、数学家的情感美,利用数学中的美学因素能帮助学生开阔解题思路,培养数学直觉。
  例题2设a,b,c都是正实数,求证:(1)bca+cab+abc≥a+b+c。
  (2)a2b+b2c+c2a≥a+b+c。
  (3)ab+c+bc+a+ca+b≥32。
  解析:此三个小题形式上对称(a,b,c可轮换,其地位等同),证法上必然对称。再从a,b,c都是正实数的条件可猜想证明中要用到基本不等式,提示如下:
  (1)bca+acb≥2c:bca+abc≥2b;acb+abc≥2a,三式相加即得证。
  (2)c2a+a≥2c;a2b+b≥2a;b2c+c≥2b,三式相加即得证。
  (3)ab+c+bc+a+ca+b=12[(a+b)+(b+c)+(c+a)]·1b+c+1c+a+1a+b
  ≥12·3·3(a+b)(b+c)(c+a)·3·31(a+b)(b+c)(c+a)=92。
  一起完成这三题的证明,自然使学生感到其中的“对称美”。而这些可以开阔学生的解题思路,为不等式的证明独辟蹊径。在美的享受中能启迪人们的心灵,引起精神的升华。
  三、大胆猜想是培养直觉思维的动力
  猜想是由已知原理、事实,对未知现象及其规律所作出的一种假设性的命题。大胆的猜想是直觉思维中的一种重要的思维形式,从歌德巴赫于1742年提出猜想,到1962年王元解决了(1+4)问题,再到1966年陈景润解决了(1+2)问题,以及在此过程中吸引世界各国数学家为此而努力就是很好的说明。作为一个教师,我们不仅应当注意“保护”学生已有的猜想能力和直觉能力,而且应更加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精致。“引”学生大胆设问,“引”学生各抒己见,“引”学生充分活动。让学生猜想问题的结论,猜想解题的方向,猜想由特殊到一般的可能,猜想知识间的有机联系,让学生把各种各样的想法都讲出来,让学生真正“触摸”到自己的研究对象,推动其思维的主动性。
  例题3证明10001999>1999!。
  解析:若将命题改写成:1999+121999>1999!,进一步鼓励学生大胆地进行直觉猜想,即对于任意n∈N*,
  均有n+12n>n!。而事实上1+2+3+…+nn>n1·2·3…n=nn!,
  所以n(1+n)2·1n>nn!,因此n+12>nn!。
  所以n+12n>n!,故当n=1999时命题成立。
  为了启发学生进行猜想,我们还可以创设使学生积极思维,引发猜想的意境,可以提出“怎么发现这一定理的?”“解这题的方法是如何想到的?”诸如此类的问题,组织学生进行猜想、探索,还可以编制一些变换结论,缺少条件的“藏头露尾”的题目,引发学生猜想的愿望,猜想的积极性。对于学生的大胆设想应给予充分肯定,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,以免挫伤学生直觉思维的积极性和学生直觉思维的悟性。教师应及时因势利导,解除学生心中的疑惑,使学生对自己的直觉产生成功的喜悦感。
  作者单位:江苏省金坛市第一中学
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