高中数学直觉思维能力培养浅析

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  所谓数学直觉,就是人的大脑基于已掌握的数学知识、数学方法及数学思想,对数学对象及其结构、关系的想象和判断。它类似于猜想、类比、联想等,其特点是让学生迅速地、跳跃式地领悟数学对象的本质。它是创造性活动中非常重要的思维能力。现笔者结合教学实践,从以下四个方面,谈谈如何诱发学生的数学直觉思维能力。
  一、利用图形启发学生的数学直觉思维
  人们获得知识或运用知识的过程开始于感觉。感觉,是人们对客观事物的个别属性进行直接反映的过程,是人们认识世界的起点,而直觉就是们通常所说的凭感觉,它具有“不可解释性”。如有时我们思考一个数学题,经过一番曲折后,忽然灵机一动:作某某辅助线或画一个图形,从而使问题“豁然开朗”,这就是在一刹那间出现的直觉。正如数学家波利亚所说:“好念头的出现,只能心领神会而难以言传。”
  例1:求函数y=2cosx,x∈[0,2π],和y=2的图像围成的一个封闭的平面图形的面积。
  解析:此题要求一个平面图形的面积,画出函数y=2cosx,x∈[0,2π],和y=2的图像围成的一个封闭的平面图形,它有一段是“曲边”,是“非常规”图形(见图1)。教师只要引导学生观察到图形的对称性,就可以诱发其直觉,“发现”S1=S2,S3=S4,便使问题“豁然开朗”,图形面积可以转化为求矩形OABC的面积S=2π×2=4π。
  此时教师要告诉学生,一些数学知识的积累,可以启发解题者数学直觉思维的产生——把“原先的知识”和“获得成功”连接起来的“东西”,原来是图形。
  二、运用类比方法启迪学生的数学直觉思维
  意大利哲学家克罗齐指出,人的知识有两种,一种是直觉的,一种是逻辑的;前者是“从想象得来的”,后者是“从理智得来的”。这一观点在我们数学教学中可得到充分体现。许多数学习题,我们都可以根据已知条件凭直觉而猜得一些结论,也就是说,这种思考问题的过程不具有逻辑推理进程的“步步为营”,而是以简单的方式得到结果。而我们在教学中,可运用类比的方法,让学生展开合理想象,产生迁移,对大脑中原有的知识信息进行加工,提高数学直觉能力。
  例2:(2009年福建单科质检卷·理)对于等差数列{an}有如下命题:
  “若{an)是等差数列,a1=0,s,t是互不相等的正整数,则(s-1)at(t-1)as=0”。根据此命题,给出等比数列{bn}相应的一个正确命题:“____”。
  三、运用联想的方法诱发学生的数学直觉思维
  联想是由某种事物而引起其他相关事物的思维过程,是由此及彼的思维活动。前苏联教育学家克鲁捷茨基认为,数学能力就是用数学材料去形成概括的、简缩的、灵活的联想和联想系统的能力。由此可见,运用联想可诱发直觉。对某些数学问题,若能联想一些形式相同的、思考方法相似的、结构类似的熟悉问题或常见问题,通过迁移,学生将会悟出解决问题的思路。实际上,联想是直觉思维的一种常用的思考方法。
  分析:这是一个含有两个参数s和t的二元函数最值问题,这对学生来说是比较棘手的。但我们可以从题目的结构特征出发,联想迁移,诱发直觉,转化为两点距离、复数模来求解。这一思维策略,是培养学生创造性思维的有效措施和途径。
  四、运用整体思想提高学生的数学直觉思维
  通过研究问题的整体形式、整体结构、整体特征,从而对问题进行整体处理的解题思想方法,被称为整体思想方法。解数学题时,常常遇到某些题的解题过程繁杂、运算量大,故有的学生会半途而废。此时,教师必须抓住数学问题的本质,着眼结构的整体性,以便简化解题思路。这有利于确定解题的突破口,从而培养学生思维跳跃的能力,简缩学生的逻辑推理过程,使之迅速作出直觉判别和洞察出其中的问题。
  例4:球面上有四点A、B、C、P,PA、PB、PC两两互相垂直,且PA=PB=PC=a,求这个球的面积(见图2)。
  所以,运用直觉的洞察力做整体代人,起到了解题技能技巧双利用的作用,达到了事半功倍的效果,使学生体验到创新的快乐。
  因此,我们在教学中应积极鼓励学生大胆猜想,利用数学图形,运用类比和联想的方法,从整体着眼,巧妙构思,以分析问题和解决问题,从而培养和发展学生的直觉思维能力,并把直觉思维与逻辑思维有机地结合起来,以全面提高学生的数学思维灵活性和创造性。
  (编辑 刘泽刚)
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