数学教学中学生思维灵活性培养的实践与体会

数学教学中学生思维灵活性培养的实践与体会平塘民族中学唐仲伦我校是一所县级高级中学，生源不太好。然而总有较多学生进入高中之后，不能适应高中阶段的数学学习，在思维要求上有较大差距，成绩显下降趋势。究其原因：由于初中数学教学受升学考试指挥棒的影响，在教学过程中注重了知识的传授，而忽视了思维品质的培养。现代教育强调“知识结构”与“学习过程”，目的在于发展学生的思维能力，而把知识作为思维过程的材料和媒介。只有把掌握知识、技能作为中介来发展学生的思维品质才符合素质教育的基本要求。数学知识可能在将来会遗忘，但思维品质的培养会影响学生的一生，思维品质的培养是数学教育的价值得以真正实现的理想途径。高中学生一般年龄为15—18岁，处于青年初期。他们的身心急剧发展、变化和成熟，学习的内容更加复杂、深刻，生活更加丰富多采。这种巨大的变化对高中学生的思维发展提出了更高的要求。研究表明，从初中二年级开始，学生的思维由经验型水平向理论型水平转化，到高中一、二年级，逐步趋向成熟。作为高中教学教师，应抓住学生思维发展的飞跃时期，利用成熟期前可塑性大的特点，做好思维品质的培养工作，使学生的思维得到更好的发展。教育心理学理论认为：思维是人脑对事物本质和事物之间规律性关系概括的间接的反映。思维是认知的核心成分，思维的发展水平决定着整个知识系统的结构和功能。因此，开发高中学生的思维潜能，提高思维品质，具有十分重大的意义。思维品质主要包括思维的灵活性、广阔性、敏捷供、深刻性、独创性和批判性等几个方面。思维的灵活性是建立在思维广阔性和深刻性的基础上，并为思维敏捷性、独创性和批判性提供保证的良好品质。在人们的工作、生活中，照章办事易，开拓创新难，难就难在缺乏灵活的思维。所以，思维灵活性的培养显得尤为重要。思维的灵活性指思维活动的灵活程度，指善于根据事物的发展变化，及时地用新的观点看待已经变化了的事物，并提出符合实际的解决问题的新设想、新方案和新方法。学生思维的灵活性主要表现于：(1)思维起点的灵活：能从不同角度、不同层次、不同方法根据新的条件迅速确定思考问题的方向。(2)思维过程的灵活：能灵活运用各种法则、公理、定理、规律、公式等从一种解题途径转向另一种途径。(3)思维迁移的灵活：能举一反三，触类旁通。如何使更多的学生思维具有灵活特点呢？我在教学实践中作了一些探索：一、以“发散思维”的培养提高思维灵活性。美国心理学家吉尔福特（J·P·Guilford）提出的“发散思维”(divergentthinking)的培养就是思维灵活性的培养。“发散思维”指“从给定义的信息中产生信息，其着重点是从同一的来源中产生各种各样为数众多的输出，很可能会发生转换作用。”在当前的数学教学中，普遍存在着比较重视集中思维的训练，而相对忽视了发散思维的培养。发散思维是理解教材、灵活运用知识所必须的，也是迎接信息时代、适应未来生活所应具备的能力。l、引导学生对问题的解法进行发散。在教学过程中，用多种方法，从各个不同角度和不同途径去寻求问题的答案，用一题多解来培养学生思维过程的灵活性。例求证：tg2sin2cos12sin2cos1证法1：（运用二倍角公式统一角度）右左)cos(sincos2)cos(sinsin2cossin2cos2cossin2sin222证法2：（逆用半角公式统一角度）右左1112sin2cos112sin2cos1ctgtg证法3：（运用万能公式统一函数种类）设ttg右左tttttttttttt222212111121112222222证明4：2sin2cos1tg(构法分母2sin并促使分子重新组合，在运算形式上得到统一。)右左2sin2cos12sin)2sin2cos1(2sin)2sin2cos1(证法5：可用变更论证法。只要证下式即可。)2sin2cos1)(2cos1(2sin)2sin2cos1(证法6：由正切半角公式2cos12sin2sin2cos1tg，利用合分比性质，则命题得证。通过一题多解引导学生归纳证明三角恒等式的基本方法：(1)统一函数种类；(2)统一角度；(3)统一运算。一题多解可以拓宽思路，增强知识间联系，学会多角度思考解题的方法和灵活的思维方式。2、引导学生对问题的结论进行发散。对结论的发散是指确定了已知条件后没有现成的结论．让学生自己尽可能多地探究寻找有关结论，并进行求解。例已知：31sinsin(1)，41coscos(2)，由此可得到哪些结论？让学生进行探素，然后相互讨论研究，各抒己见。8【3想法一：(1)2＋(2)2可得288263)cos(（两角差的余弦公式）。想法二：(1)×(2)，再和差化积：121]1))[cos(sin(结合想法一可知：2524)sin(想法三：(1)2-(2)2再和差化积：1447]1))[cos(cos(2结合想法一可知：可得257)cos(想法四；)2()1(，再和差化积约去公因式可得：342tg，进而用万能公式可求：)sin(、)cos(、)(tg。想法五：由1cossin22消去得：2425cos3sin4消去可得2425cos3sin4（消参思想）想法六：(1)+(2)并逆用两角和的正弦公式：2427)4sin()4sin((1)-(2)并逆用两角差的正弦公式。242)4sin()4sin(想法七：(1)×3-(2)×4：0cos4sin3cos4sin3)34(0)sin()sin(arctg即02cos22sin2)(222Zkkk（与已知矛盾舍去）或则)sin(、)cos(、)(tg均可求。开放型题目的引入，可以引导学生从不同角度来思考，不仅仅思考条件本身，而且要思考条件之间的关系。要根据条件运用各种综合变换手段来处理信息、探索结论，有利于思维起点灵活性的培养，也有利于孜孜不倦的钻研精神和创造力的培养。3、引导学生对问题的条件进行发散。对问题的条件进行发散是指问题的结构确定以后，尽可能变化已知条件，进而从不同角度和用不同知识来解决问题。对于等差数列的通项公式：an＝a1＋(n－1)d，显然，四个变量中知道三个即可求另一个（解方程）。如“｛an｝为等差数列，a1＝１，d＝－2．问－9为第几项”等等。然后，放手让学生自己编写题目。编题过程中．学生要对公式中变量的取值范围、变量之间的内在关系、公式的适用范围等有全面的掌握。否则，信手拈来会闹出笑话。上题中，若改d＝－3，则－9为第310项，显然荒谬。如此，学生对于等差数列的通项公式与求和公式的掌握会比较全面，而且能站在较高层次来看待问题，提高思维迁移的灵活性。二、以思维灵活性的提高带动思维其他品质的提高，以思维其他品质的培养来促进思维灵活性的培养。由于思维的各种品质是彼此联系、密不可分的，处于有机的统一体中，所以，思维其他品质的培养能有力地促进思维灵活性的提高。1、思维的深刻性指思维过程的抽象程度，指是否善于从事物的现象中发现本质，是否善于从事物之间的关系和联系中揭示规律。例方程sinx＝lgx的解有（）个。（A）1（B）2（C）3（D）4学生习惯于通过解方程求解，而此方程无法求解常令学生手足无进。若能运用灵活的思维换一个角度思考：此题的本质为求方程组lgsinxyxy的公共解。运用数形结合思想转化为求函数图家交点问题，寻求几何性质与代数方程之间的内在联系。通过知识串联、横向沟通牢牢抓住事物的本质，在思维深刻性的基础上，思维灵活性才有了用武之地。2、思维的广阔性是指善于抓住问题的各个方面，又不忽视其重要细节的思维品质。要求学生能认真分析题意，调动和选择与之相应的知识，寻找解答关键。例已知抛物线在y轴上的截距为3，对称轴为直线x＝－1，在x轴上截得线段长为4，求抛物线方程。解法一：截距为3，可选择一般式方程：)0(2acbxaxy显然有c＝3，利用其他条件可列方程组求a，b值。解法二：由对称轴为直线x＝－1，可选择顶点式方程：)0()(2akmxay显然有m＝－1，利用其他条件可列方程组求a，k的值。另外，由图象对称性可知x轴上交点为(l，0)和(－3，0)。解法三：由截距为3，即过三点(0，3)、(l，0)和(－3，0),可选择一般式方程：)0(2acbxaxy代人点坐标，列方程组求a，b，c值。解法四：由一元二次方程与一元二次函数关系可选择两根式)0())((21axxxxay（必须与x轴有交点）显然；x1＝－3，x2＝1。由截距3，可求a值。在把握整体的前提下，侧重某一条件作为解答突破口，在思维广阔性的基础上，充分运用思维灵活性调动相关知识、技能寻找解题途径。3、思维的敏捷性指思维活动的速度。它的指标有二个：一是速度，二是正确率。具有这一品质的学生能缩短运算环节和推理过程。思维灵活性对于思维速度和准确率的提高起着决定性作用。例相邻边长为a和b的平行四边形，分别绕两边旋转所得几何体体积为Va（绕a边）和Vb（绕b边），则Va：Vb＝（）（A）a：b（B）b：a（C）a2：b2（D）b2：a2用直接法求解：以一般平行四边形为例。如图，可求:22sinabVa，22sinbaVb则Va：Vb＝b：a，由于要引入两边夹角来求解，学生常无法入手。若以特殊的平行四边形——矩形来处理，则相当简便。此题解法充分体现了思维灵活性，以简驭繁，用特殊化思想求解，解题迅速、正确。4、思维的独创性指思维活动的独创程度，具有新颖善于应变的特点。思维的灵活性为思维的独创性提供了肥沃的土壤，为解题“灵感”的闪现提供了燃料。在教学实线中，我常发现，学生提出富有个性的见解的时候,往往是“思维火花”闪烁的时候．例求值：00020250sin10sin50sin10sin一般解法：000050sin10sin)100cos20cos211（左)40cos60cos(2140cos60cos1000043独特灵活的解法1：令00020250sin10sin50sin10sinx00020250cos10cos50cos10cosy则040cos2yx，2140cos0yx即232x，则原式43构造对偶式求解，思维灵活颇有独创牲。解法2：构造1为直径的圆内接三角形，三个角为0001205010、、，aba则000120sin50sin10sin、、可构成三角形三边长。逆用余弦定理：020000202120sin120cos50sin10sin250sin10sin则原式43灵活的构想独特巧妙，数形结合思想得到充分体现。我在教学中比较注重学生解题思路的独特征、新颖性的肯定和提倡，充分给予尝试、探索的机会，以活跃思维、发展个性。5、思维的批判性指思维活动中独立分析的程度，是否善于严格地估计思维材料和仔细地检查思维过程。我在数学教学中，鼓励学生提出不同的甚至怀疑的意见，注意引导和启发，提倡独立思考能力的培养。例⊿ABC中，53sinA，135cosB，求Ccos大部分学生如此解：由53sinA可得54cosA；由135cosB可得1312sinB，进而可求6516cosC或6556cosC。有学生提出异议：由2253sinA可知：443AA或，同理可知4B。由BA知：43A不可能！即54cosA取不到。故只有一解6515cosC学生对结论的可靠程度进行怀疑，在独立分析的基础上，灵活运用三角函数的单调性来确定三