浅谈数学直觉思维的培养

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  中学数学教学大纲(试验修订本)将培养学生的三大能力之一“逻辑思维能力”改为“思维能力”这意味着数学教育在注重逻辑思维能力培养的同时,还应该注重观察力,直觉力,想象力的培养,特别是直觉思维能力的培养.而数学直觉,则是指具有意识的人脑对数学对象(结构及其关系)的某种直接的领悟和洞察.
  传统的数学教学中,我们往往比较重视解题过程的严密性,严谨性,从而忽视了直觉思维的应用.这样,有些题目我们往往花了很多时间详细讲解,学生仍是难以理解,觉得困难重重.老师做的工作也就成了事倍功半.相反,教学中学生的直觉猜想却往往会产生意想不到的效果,这样的猜想加上验证,同样是一种很有效的数学解题思路.因此,数学直觉思维的培养已不容忽视.笔者根据多年的初中数学教学经验,从以下几个方面进行了初步探讨.
  一、正确认识直觉思维及其意义
  直觉思维是对思维对象从整体上考察,调动自己的全部知识经验,通过丰富的想象作出的敏锐而迅速的假设,猜想或判断,它省去了一步一步分析推理的中间环节,而采取了“跳跃式”的形式.它是一瞬间的思维火花,是长期积累的一种升华,是思维者的灵感和顿悟,是思维过程的高度简化,但是它却清晰地触及到事物的“本质”.
  直觉思维是发明的源泉.伟大的数学家、物理学家和天文学家彭加勒说:“逻辑用于证明,直觉用于发明.”前苏联科学家凯德洛夫更明确地说:“没有任何一个创造性行为能离开直觉活动.”“数学王子”高斯曾经反复强调,他的数学发现主要来自经验,“证明只是补行的手续”.德国数学家伊恩.斯图加特也说:“直觉是真正的数学家赖以生存的东西”.纵观人类科技进步发展史,许多重大的发现都是基于直觉:欧几里得几何学的五个公式就是基于直觉,从而建立起欧几里得几何学这栋辉煌的大厦;哈密顿是在散步的路上迸发出了构造四元素的火花;阿基米德在浴室里找到了辨别王冠真假的方法;凯库勒发现苯分子环状结构更是一个直觉思维的成功典范.
  由此可见直觉思维是未来的高科技信息社会中,能适应世界新技术革命需要,具有开拓、创新意识的开创性人才所必有的思维品质.因此,在目前和今后的数学教学中,如何培养学生的直觉思维能力,发展学生创新精神,是数学教学的重要任务之一.
  二、在教学中有意识地培养学生的直觉思维
  在教学中,我们可以尝试从以下几个方入面手.
  1.帮助学生打好扎实的基础
  数学直觉是建立在知识扎实的基础上的.没有深厚的功底,就不会迸发出思想的火花.在数学教学中我们应该告诫学生千万不要把“直觉”当作是凭空臆想、想当然、胡乱猜测.猜也是有根据的,就象没有坚实的地基哪有高耸入云的大厦一样,数学直觉是建立在扎实的知识基础上的.知识储备越丰富越广泛,逻辑思维能力就越强,猜对的几率也就越大.阿达玛曾风趣的说:“难道一只猴子也能应机遇而打印成整部美国宪法吗?” 要告诉学生:“没有苦思冥想,也不会有灵机一动,直觉的灵感是勤劳和自信的产物.”
   初中数学八年级(上),“中心对称、中心对称图形”的教学是安排在学生已熟练掌握“轴对称、轴对称图形”的基础上的,因此我们可以提供大量的图片、生活实例,让学生分小组观察、讨论、猜测、凭直觉归纳出“中心对称、中心对称图形”的知识要点.这样简单的教学设计不仅能够激发学生自主探究,有助于学生对知识要点的真正理解,而且使学生感到数学学习并不枯燥乏味,对数学产生浓厚的兴趣.
  2.教给学生提出问题的方法
  思维是从发现问题,想要解决问题开始的.亚里士多德也曾说过:“思维从对问题的惊讶开始.”
  现在的学生不是不敢提问题,更主要的是不会提问题.教师埋怨学生学习不深入,不会钻研,不会提问,为什么会出现这种现象呢?这可能有这样的两个因素:其一,教师没有教或启发学生提问题;其二,没有给充分机会让学生提问.在教学中,首先,要善于通过分析知识之间的逻辑困难、分析多种假设之间的差异和对立,把有待探索的问题展现在学生面前,激发学生探索数学理论的兴趣和愿望,培养学生发现问题.其次,根据学生的知识水平,选择恰当的内容,有意识地训练学生从整体出发,用猜想、跳跃的方法直接而迅速地找到解决问题的方法和答案,平时解题中鼓励学生寻求“一题多解”,归纳“多题一解”,鼓励学生敢于向书本、教师质疑,挑战各种问题.
  3.创设问题意境,鼓励学生大胆猜想
  对于我们数学教师来说,更应当引导学生大胆进行猜想;要鼓励学生猜定理,猜证法,即便猜错了也不要紧.因为直觉思维也有失误的时候,错的不是思维本身,而往往是缘于自身的知识储备和思维能力还不够丰富、不够完善,千万不要打击学生的积极性,直觉思维不太可靠,但却难能可贵,应当鼓励学生去寻找猜错的原因,不然的话,就会扼杀学生的数学直觉思维能力.
  在教学中,教师可以通过创设问题情境,引导学生观察、思考、并提出猜想,引起知识的迁移,最终解决问题.
  实施开放性问题教学,也是培养直觉思维的有效方法之一.开放性问题的条件或结论不够明确,让学生通过观察、联想、类比、特殊化等方法,凭直觉可以从多个角度执果索因,执因索果,提出猜想,因为答案的发散性,有利于直觉思维能力的培养.
  总之, 培养学生的创造性思维能力,要注重直觉思维和逻辑思维并重,以逻辑思维育直觉思维,以直觉思维促逻辑思维,开发学生内在潜力,让学生的思维在广度、深度、独立性、灵活性等方面全面得到发展.同时,使学生感到数学并不只是枯燥乏味的证明、推理,学习数学也可以“跟着感觉走”、大胆猜测,寓学于趣味之中.
  
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