思维——高中数学的灵魂

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  曾有这样一个故事:一个商人在翻越一座山时,遭遇了一个拦路抢劫的匪。商人走投无路,便钻进了一个山洞,山匪也进了山洞里。在洞的深处,商人未能逃过山匪的追逐------黑暗中他被山匪逮住了,身上所有的钱财,包括一把准备夜间照明用的火把,都被山匪掳去了。之后,两人各自寻找着洞的出口。这山洞纵横交错,两人置身洞里,像置身于一个地下迷宫。
  山匪庆幸自己从商人那里抢来了火把,他把火把点着,借着火把的光亮在洞中行走。他能看清脚下石块,能看清周围的石壁。但走来走去,就是走不出这个洞。最终,他力竭而死。商人失去了火把,他在黑暗中摸索行走得十分艰辛,他不时碰壁,不时被石块绊倒,跌得鼻青脸肿。但是,正是因为他置身于一片黑暗之中,所以他的眼睛能够敏锐地感受到洞口透来的微光,他迎着这缕微光摸索爬行,终于逃离了山洞。
  由此想到我们的高中数学教学,教师给足学生以“火把”把知识正确地,全面地,甚至高密度地传授给学生,仅仅如此,他们是否能够走出“山洞”。有专家如是说“当一个人把所学的知识都忘了以后,还保留下来的正是教师要教给学生的。”保留下来的是什么呢?就是能力,是思维素质。知识会随时间的推移而遗忘,而科学的思维能力和分析解决问题的能力却会长久地保留下来。
  思维是一种反应。数学思维力求近似到一种非条件反射,比如吃饭自然就有拿筷子和碗,而不需刻意去记着吃饭就要有筷子,有碗。高中数学本身的特点,摒弃了单调的记忆和机械的计算,更多的是一此理性化的东西,故只有丢弃固有的框架,让学生思维不受到束缚,他们才能在知识的黑洞里畅游。下面就自已在教学中的体会,以高中数学认识过程为例,进行一些探讨:
  一、精心设计课堂教学,用连系的方法教学,同时,训练学生的思维
  我们说一个稍微用功的学生,在课堂上听懂教师讲的课并不难,仿照例题解几道题也完全可以,但是要用学过的知识去解决一个新的问题就不是轻而易举的了。故必须放弃“前提——结论”式的教学,而用以思维为主流,以链结式的学生的思路展开。 例数列概念一节的教学,概念较多。如不注重思维引导,只顾孤立地呈现,学生是必会象猴子下山,摘了西瓜,丢了芝麻,也可能会有似象非象之感,我在教学中按下面的方式进行,比较适当。
  先由集合的概念→ 引入数列概念→ 列举出课本中的几个数列→ 对比集合的特点→ 结合实例归纳出数列的特点→对比集合中的元素→ 引出数列中的项→ 由此得出其序号→ 由序号与项的对应→ 联想到映射→ 一一映射,函数→ 数列与其序号构成一个函数→ 联想到函数的定义域→ 它的定义域是正整数集或它的一个子集→ 有限数列,无限数列,即数列的分类;函数→ 函数的图象→ 由定义域的特性,得出是一群孤立的点;函数→ 函数解析式→ 通项公式概念→ 分析出一个简单数列的通项公式→ 由通项公式写出数列中的前几项→ 看事实,悟规律→ 由前几项写出一个通项公式,(有的可写出不只一个通项公式,有的却写不出通项公式)整个过程都是联系对比所学知识,很自然引出新的问题,既突出了重点,又化解了难点,并且把所有知识一串而成。真可谓一气哈成。
  二、数学的综合运用上,应顺应学生的思维去挖掘,而不是强加给学生以解题模式,框架
  不要束缚学生的思维,让他们自己去感受,去体会,去领悟,例题的讲解追求的不是解题过程写得多么详细,而是解题的思维过程,这样学生才不会单纯摹仿,不会缺乏独立分析问题的能力,遇到新问题不会觉得束手无策。
  例设{ }的前项和S (n=1,2,---),a ,b是常数,且b 0 。
  (1),证明{ }是等到差数列;
  (2),证明以( 为坐标的点 都落在同一条直线上,并写出此直线的方程。
  分析并推导:要证明数列{ }是一等差数列,就是要得出 常数,此时显然要求出 的通式,而 可由 = 得,
  故 = = =---=
  此时猛然发现这里n只能取的数 ,这样得到的是通项中从第二项开始后各项,那么首项到哪里去找呢?噢,原来在用 = 时就忽略了条件 2,而由 得 本身就还包含着 这样一个“始祖”。是以学生自然补充这一点,并验证 符合 ,最后由前述分析,得证。整个过程做到让学生自己去发现问题,自己去寻找答案。针对第二个问题,学生开始也是感到非常棘手的。首先是从知识结构上,一下子就从数列跳到畏难的平面解析几何;第二要证明的点不是一个,二个或多个具体的点在一条直线上,而是无数个抽象的点。显而易见,不可能一个,一个去求,只有寻找某个规律性的东西才行。回到具体的坐标点,细思量,发现至少可以确定第一个点( ,即( ,其他的点呢确实不好找了,这时,可先放一放,回到如何证明点共线的问题,是要得出每两点所确定直线的斜率相等。如此,我们要求多少个斜率,用组合数来求要有个。似乎走到了一个死胡同-----,规律是什么?不就是很多归结为一个吗。这里的无数个点能否用一个点表示呢。这不就是通式( 吗?对呀!然后它(们)与第一个点所确定直线的斜率是一个固定的,即为一常数。问题终于豁然开朗。峰回路转,有学生发问,这里用到求斜率,那它是否有斜率呢?题目中并没有指明。对,那什么情况下没有斜率呢?当两点的横坐标相同时,所确定的直线不存在斜率。这里的横坐标 会相等吗?即数列{ }是常数列吗?前面 ,由条件 知数列不是常数列。由此尽管题目所涉及的内容不少,分支及要注重的环节较多,但只要能做到用“理”去服题,总是可以跨越的。
  三、注重学生形象思维的能力的培养
  思维能力不仅指抽象的逻辑思维,也包括着蕴含“轻捷灵活”的形象思维,即常说的数形结合思想,上面第四点的实例已把它演绎得淋漓尽致。再例对于等差数列前n项和公式 ,是关于n的不含常数项的二次函数,对应的图象是一过原点的抛物线,
  故由其特性,若 ,可知:
  (1), 取最大值(或最小值)(若为m+n奇数,取接近的相邻的整数);
  (2), 为0。
   总之,加强引导学生思维,鼓励创新。意义,是深远的。
  (浙江省苍南县马站高级中学)
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