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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。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。特别是思维灵活性的培养显得尤为重要。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。
如何培养学生的思维灵活性呢?我在教学实践中作了一些探索。
一、用一题多解来培养学生的思维灵活性
所谓一题多解是指多角度地考虑同一个问题,找出各方法之间的关系和优劣。在教学过程中,可用多种方法,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1:已知x、y≥0且x+y=1,求x2+y2的取值范围。
解答此题的方法比较多,下面给出几种常见的思想方法,以作示例:
解法一:(函数思想)由x+y=1得y=1-x,则
x2+y2= x2+(1-x)2=2x2-2x+1=2(x-12)2+12
由于x∈[0,1],根据二次函数的图像与性质知
当x=12时,x2+y2取最小值12;当x=0或1时,x2+y2取最大值1。
解法二:(三角换元思想)由于x+y=1,x、y≥0,则可设x=cos2θ,y=sin2θ其中θ∈[0,2π]
则x2+y2= cos4θ+sin4θ=(cos2θ+sin2θ)2-2 cos2θsin2θ
=1-12(2sinθcosθ)2=1-12sin22θ
=1-12×1-cos4θ2=34+14 cos4θ
于是,当cos4θ=-1时,x2+y2取最小值12;
当cos4θ=1时,x2+y2取最小值1。
解法三:(对称换元思想)由于x+y=1,x、y≥0,则可设x=12+t,y=12-t,其中t∈[-12,12]
于是,x2+y2= (12+t)2+(12-t)2=12+2t2 t2∈[0,14]
所以,当t2=0时,x2+y2取最小值12;当t2=14时,x2+y2取最大值1。
解法四:(运用基本不等式)由于x、y≥0且x+y=1
则xy≤(x+y)24=14,从而0≤xy≤14
于是,x2+y2=(x+y)2-2xy=1-2xy
所以,当xy=0时,x2+y2取最大值1;当xy=14时,x2+y2取最小值12。
解法五:(解析几何思想)设d=x2+y2,则d为动点C(x,y)到原点(0,0)的距离,于是只需求线段上的点到原点的最大和最小距离就可。
当点C与A或B重合时,dmax=1,则(x2+y2)max=1
当OC⊥AB时dmin=22,则(x2+y2)min=12
解法六:(数形结合思想)设x2+y2=r2(r>0),此二元方程表示以坐标原点为圆心、半径为r的动圆,记为⊙F。
于是,问题转化为⊙F与线段
有公共点,求r的变化范围。
当⊙F经过线段AB端点时rmax=1;当⊙F与线段AB相切时rmin=22
则12≤x2+y2≤1
二、用一题多变来培养学生的思维灵活性
所谓一题多变是指通过题目的引申、变化、发散,提供问题的背景,揭示问题间的逻辑关系。这样就可以让学生自己尽可能多地对问题进行探索研究,以培养提高学生的思维灵活性。
例2:过抛物线y2=2px 焦点的一条直线和这条抛物线相交,设两个交点纵坐标为y1,y2,求证:y1y2=-p2。(设线段AB为过抛物线焦点的弦)
变式一:求证:过抛物线焦点弦两端点的切线与抛物线的准线,三点共线。
变式二:求证:抛物线焦点弦中点与其端点切线的交点的连线,平行于抛物线的对称轴。
变式三:求证:抛物线焦点弦中点与其端点切线的交点连结线段,等于焦点弦长的一半,并且被这条抛物线平分。
变式四:求证:抛物线焦点弦两端点的切线互相垂直。
变式五:求证:抛物线的准线是其焦点弦两端点的切线的交点的轨迹。
变式六:求证:过抛物线焦点一端,作准线的垂线,那么垂足、原点以及弦的另一端点,三点共线。
当然一题多变也得循序渐进,步子要适宜,变得自然流畅,使学生的思维得到充分发散,而又不感到突然。
三、用开放型题目来培养学生的思维灵活性
所谓开放型题是指条件不充分、结论不确定,或解题策略多种多样的新题型。因此,解决开放型题是培养提高学生思维灵活性的最佳活动形式之一。
例3:已知α、β是两个不同的平面,m、n是平面α及β之外的两条不同的直线,给出四个论断:① m⊥n;②α⊥β;③n⊥β;④m⊥α.以其中三个论断作为条件,余下一个论断作为结论,写出你认为正确的一个命题:。这就是一个非常开放的问题,学生可以根据自己原有的认知水平,得到不同的方案。①m⊥α,n⊥β,α⊥β. ②m⊥n,m⊥α,n⊥β这样的问题设计有助于培养学生的创新意识,发展创新能力。
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。
总之,教师的教法常常影响到学生的学法。灵活多变的教学方法对学生思维灵活性的培养起着潜移默化的作用,而富有新意的学法指导能及时为学生注入灵活思维的活力。
如何培养学生的思维灵活性呢?我在教学实践中作了一些探索。
一、用一题多解来培养学生的思维灵活性
所谓一题多解是指多角度地考虑同一个问题,找出各方法之间的关系和优劣。在教学过程中,可用多种方法,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1:已知x、y≥0且x+y=1,求x2+y2的取值范围。
解答此题的方法比较多,下面给出几种常见的思想方法,以作示例:
解法一:(函数思想)由x+y=1得y=1-x,则
x2+y2= x2+(1-x)2=2x2-2x+1=2(x-12)2+12
由于x∈[0,1],根据二次函数的图像与性质知
当x=12时,x2+y2取最小值12;当x=0或1时,x2+y2取最大值1。
解法二:(三角换元思想)由于x+y=1,x、y≥0,则可设x=cos2θ,y=sin2θ其中θ∈[0,2π]
则x2+y2= cos4θ+sin4θ=(cos2θ+sin2θ)2-2 cos2θsin2θ
=1-12(2sinθcosθ)2=1-12sin22θ
=1-12×1-cos4θ2=34+14 cos4θ
于是,当cos4θ=-1时,x2+y2取最小值12;
当cos4θ=1时,x2+y2取最小值1。
解法三:(对称换元思想)由于x+y=1,x、y≥0,则可设x=12+t,y=12-t,其中t∈[-12,12]
于是,x2+y2= (12+t)2+(12-t)2=12+2t2 t2∈[0,14]
所以,当t2=0时,x2+y2取最小值12;当t2=14时,x2+y2取最大值1。
解法四:(运用基本不等式)由于x、y≥0且x+y=1
则xy≤(x+y)24=14,从而0≤xy≤14
于是,x2+y2=(x+y)2-2xy=1-2xy
所以,当xy=0时,x2+y2取最大值1;当xy=14时,x2+y2取最小值12。
解法五:(解析几何思想)设d=x2+y2,则d为动点C(x,y)到原点(0,0)的距离,于是只需求线段上的点到原点的最大和最小距离就可。
当点C与A或B重合时,dmax=1,则(x2+y2)max=1
当OC⊥AB时dmin=22,则(x2+y2)min=12
解法六:(数形结合思想)设x2+y2=r2(r>0),此二元方程表示以坐标原点为圆心、半径为r的动圆,记为⊙F。
于是,问题转化为⊙F与线段
有公共点,求r的变化范围。
当⊙F经过线段AB端点时rmax=1;当⊙F与线段AB相切时rmin=22
则12≤x2+y2≤1
二、用一题多变来培养学生的思维灵活性
所谓一题多变是指通过题目的引申、变化、发散,提供问题的背景,揭示问题间的逻辑关系。这样就可以让学生自己尽可能多地对问题进行探索研究,以培养提高学生的思维灵活性。
例2:过抛物线y2=2px 焦点的一条直线和这条抛物线相交,设两个交点纵坐标为y1,y2,求证:y1y2=-p2。(设线段AB为过抛物线焦点的弦)
变式一:求证:过抛物线焦点弦两端点的切线与抛物线的准线,三点共线。
变式二:求证:抛物线焦点弦中点与其端点切线的交点的连线,平行于抛物线的对称轴。
变式三:求证:抛物线焦点弦中点与其端点切线的交点连结线段,等于焦点弦长的一半,并且被这条抛物线平分。
变式四:求证:抛物线焦点弦两端点的切线互相垂直。
变式五:求证:抛物线的准线是其焦点弦两端点的切线的交点的轨迹。
变式六:求证:过抛物线焦点一端,作准线的垂线,那么垂足、原点以及弦的另一端点,三点共线。
当然一题多变也得循序渐进,步子要适宜,变得自然流畅,使学生的思维得到充分发散,而又不感到突然。
三、用开放型题目来培养学生的思维灵活性
所谓开放型题是指条件不充分、结论不确定,或解题策略多种多样的新题型。因此,解决开放型题是培养提高学生思维灵活性的最佳活动形式之一。
例3:已知α、β是两个不同的平面,m、n是平面α及β之外的两条不同的直线,给出四个论断:① m⊥n;②α⊥β;③n⊥β;④m⊥α.以其中三个论断作为条件,余下一个论断作为结论,写出你认为正确的一个命题:。这就是一个非常开放的问题,学生可以根据自己原有的认知水平,得到不同的方案。①m⊥α,n⊥β,α⊥β. ②m⊥n,m⊥α,n⊥β这样的问题设计有助于培养学生的创新意识,发展创新能力。
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。
总之,教师的教法常常影响到学生的学法。灵活多变的教学方法对学生思维灵活性的培养起着潜移默化的作用,而富有新意的学法指导能及时为学生注入灵活思维的活力。