理论教育 提高数学思维能力:解题一步到位

提高数学思维能力:解题一步到位

时间:2023-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果能做到不失时机地对解题过程和结果进行检验,对解题方向进行调整,对解题的结果进行总结、归纳、推广,对问题进行更深的研究和探索,从中发现一些新结果、新方法、新规律,就能使解题者的解题技能不断内化、数学素质不断提高,最后跻身“高手”之列。毫无疑问,解题过程中的自我调控对学生主体意识的培养有一臂之力。真正的高手却认为这只是开始,他们往往已经开始分析、整理、拓展自己的思维过程和结果。

提高数学思维能力:解题一步到位

要想进一步提高解题能力,我们还要在平时的解题练习中不断地反馈和总结。

何为反馈?反馈泛指发出的事物返回出发的起始点并产生影响。在解题过程中,尤其是解题后,能够很好地对自己的解题进行总结完善,这是一个优秀解题者应具备的高层次的思维和心理品质。如果能做到不失时机地对解题过程和结果进行检验,对解题方向进行调整,对解题的结果进行总结、归纳、推广,对问题进行更深的研究和探索,从中发现一些新结果、新方法、新规律,就能使解题者的解题技能不断内化、数学素质不断提高,最后跻身“高手”之列。

解题的反馈大致可划分为两个阶段:解题过程中和解题后的反馈。

(一)解题过程中的反馈——自我调控

当你在解一道数学题时,可能会注意到,这道题比自己想象的要复杂。也许最好的办法是将题目再读一遍,看看自己是否完全理解题意,我们说要“反复读题”,其本质就是反馈行为。在问题解决过程中,我们都会即时关注问题的进展情况,如果情况呈良性发展势头,那么你会沿这条路走下去;如果“大事不妙”,那么你会仔细地进行检查,并考虑其他方案。

我们常说,自己在解决某个问题中忙晕了,干了老半天不知自己在干什么,其实这就是自我调控的紊乱,在解题中自觉地培养自我调控的意识与能力是十分必要的,不妨在解题中不断反问:我正在做些什么,我为什么要这样做,这样做对我有什么帮助?

正在进行的基础教育改革十分推崇学生学习方式的改变,提倡学生在学习过程中质疑、调查、探究、发现,在实践中学习,让学生成为学习中的主人。毫无疑问,解题过程中的自我调控对学生主体意识的培养有一臂之力。

(二)解题后的再反馈——检验、错误分析、反思

某道题解完了,对入门者来说万事皆休,剩下的事就是沉浸在胜利的喜悦中。真正的高手却认为这只是开始,他们往往已经开始分析、整理、拓展自己的思维过程和结果。结果有没有错?错误与失败的表面原因与深层原因何在?对于屡次受阻的问题,尽量追索“挫败”的原因何在?顿悟又是怎样产生的?解题过程可否优化,可否提升?方法是否具有普遍性,对思维的发展有无帮助?诸如此类的问题,将不断盘旋在他的脑海中,及时总结思维方法,积累解题经验,可以使解题者的思维在更深的层面得到挖掘,在更广阔的空间中得到延续,解题后再反馈的价值绝不亚于解题过程本身。

1.检验

波利亚指出:“你能检验这结果吗?你能检验这论证吗?对这个问题如能给出很好的回答,将加强我们对答案的信任,并巩固我们的知识。”解题过程中和解题后的检验都很重要,一是可以确认答案的正确性,二是检验作为反思的前奏,也是丰富解题经验,提高解题能力,增强数学素质的一个有效途径,检验常采用以下几种方法:

(1)重解检验:就是把解题中的关键推算过程甚至解题的全过程重新审查一遍,检查自己的解题过程是否有错。在这里要特别注意克服原解题过程的思维定势的影响。

(2)另解检验:大部分数学问题有不止一种的解法。对于有价值的典型题,有时我们可以用不同的解法对结果进行检验。用不同的解法再解一次,可以培养解题者的发散思维,还可以通过不同解法的比较,找到更好的解法,总结解题规律。

(3)逆推逆算检验:如果解题所用的运算及推证过程都是可逆的,有时可以进行逆推或逆算,看过程是否正确。如加与减、乘与除、乘法公式与因式分解、等价命题等。在用这种方法时,必须明确所用的命题和逆命题是否成立。

(4)代入检验:就是把所求出的结果代入题设中,看其满不满足题目要求,与已知条件及已知的定理、法则、性质等是否协调,如方程的根、线段长度、角度大小等,求出后都可代入进行检验。

(5)作图检验:对于与数系、集合分类、平面坐标、几何图形等方面有关的问题,有时可做出问题的直观图检验问题结果的正确性,还可判断是否有漏解现象。

(6)特殊化检验:对于一般性的结论,有时可以取特殊值或图形的特殊点进行检验,对于复杂或抽象的题目,有时可以转化为简单的或具体的问题进行检验。

(7)估计检验:许多题目具有实际背景,可以从实际意义进行检验。如长短、质量是否合乎实际,正数、整数是否恰当等。这些都可以通过位数、范围、整除性等进行检验。

2.错误分析

检验可以帮助我们找到错误,但还达不到“惩前毖后,治病救人”的目的。错误分析是解题学习中的一项重要内容,是纠错能力的一个重要构成部分。解题者能够从数学习题的错误中意识到自己的思维过程中的缺陷,自觉进行控制,达到根据解题的需要,灵活运用各种方法和技能进行思维操作的目的。

为了能够“对症下药”地纠错,分析错误的表现形式及生成原因是很必要的。虽然所有的错误都最终反映到知识上来,但不能把所有的错误全部归结为知识性的错误。解题错误的原因除了知识结构不完善之外,还应考虑解题者的认知结构。我们把解题错误分为四大类:知识性错误、逻辑性错误、策略性错误、心理性错误。

(1)知识性错误:这主要是指由于数学知识上的缺陷所造成的错误,如误解题意、概念不清、记错法则、用错定理、不顾使用范围使用方法等。

(2)逻辑性错误:这主要指违反了逻辑规则所产生的推理上与论证上的错误。常见的逻辑性错误有以下几种表现:

虚假论据:以虚假的命题作为推论的依据,违反了逻辑思维的充足理由律。

偷换概念:违反逻辑推理的同一律

循环论证:简言之,就是欲证明结论的正确性又用到结论作为论据。(www.daowen.com)

(3)策略性错误:这主要指出由于解题方向上的偏差,造成思路受阻或解题过于冗长,如果在考试中出现这种错误,问题也会因此得不到解决。

(4)心理性错误:解题者虽然具备了解决问题的必要知识和技能,还可能由于某些心理原因而产生解题错误。比如因看错题、抄错题、书写丢三落四以及考试中的慌乱急躁、紧张焦虑、粗心大意等非智力因素造成的过失性错误。

解题时保持清醒的头脑,多问自己几个为什么,少点“想当然”“差不多”“显然”之类的话,培养自己的批判精神和创造意识,不要人云亦云、随波逐流,“把脑袋长在自己身上”才会真正阻止错误出现。

3.反思

荀子说:“君子博学而日参省乎己,则知明而行无过矣。”解题也一样,要进行反思才有大的进步,解题后的反思应作为解题的一个重要环节,这样对提高思维的广阔性、深刻性、灵活性、批判性、创造性以及发散性均有很重要的作用。

反思一般从如下两方面进行:

(1)总结与提高

在检验与错误分析之后的反思,其思考的深度显然胜于前者,大致可分为三个阶段进行:

1)审视解题过程,加深对双基的认识。

2)总结解题规律,寻找各方法之间的内在联系。

3)提炼解题思想,优化思维,并在解法上进行拓展。

(2)推广和延拓

一个成熟的解题者最可贵之处是不仅会解题,更重要的是能从所解的问题出发,进行深入的研究和探索。例如,对问题进行推广,对问题的结论进行延伸,对问题的条件与结论进行演变从而发现新问题,使解题者的数学素质和思维品质升华到一个新的层次,它对提高思维的创造性具有不可估量的作用。

1)问题的推广

在解题后还要对问题的结构进行研究,对问题的思路进行整理,扩大题目中条件或结论的范围,由特殊问题推广为一般问题。

2)结论的延伸

有时还可以对结论进一步深化,充分利用联想、类比、归纳、猜想、一般化的方法,得出一系列新的结论。

3)问题的演变

解题后对问题的各种变式进行思考,可以实现从解题人向出题人的飞跃。一般问题的演变常由以下几种途径产生:

①交换命题的条件与结论,把原命题变为其逆命题。

②保留条件、改变结论。

③保留结论、改变条件。

④同时改变条件与结论。

反馈是最富有创造性的思维过程,也是最难掌握和培养的一种思想方法,只有在解题过程中不断总结、不断探索,才能逐步从“偶有所得”走向“游刃有余”,直至硕果累累。

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