理论教育 直觉思维在数学教学中的融合应用

直觉思维在数学教学中的融合应用

时间:2023-11-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:著名的物理学家爱因斯坦曾说过:“我相信直觉和灵感。”人们认识过程中的这种特殊的认识方式就叫作直觉思维。直觉是某种外部刺激所带来的联想,是神经联系的重新组合和认识思维结构上的突破与更新。大量科学史实证明,庞加莱和爱因斯坦的论断是正确的,直觉有着逻辑思维所不能替代的特殊作用。对此,爱因斯坦认为,由经验事实上升到理论体系的公理,没有逻辑通道可言,主要依靠思维的自由创造。

直觉思维在数学教学中的融合应用

著名的物理学家爱因斯坦曾说过:“我相信直觉和灵感。”人们在思维过程中,有时会在脑海中突然闪现出某些新思想、新观念和新办法。比如,突然在思想上产生出经过长期思考而没有得到解决的问题的办法,发现了一直没有发现的答案,突然从纷繁复杂的现象中顿悟了事情的实质。

这种突然“闪现”“突然产生”“突然顿悟”就是直觉。人们认识过程中的这种特殊的认识方式就叫作直觉思维。直觉思维的形式不是以一次前进一步为特征的,而是突然认知的,是顿悟的形式,是飞跃的认识过程。例如,数学高斯在谈到一个证明了数年而未能解决的问题时说:“终于在两天以前我成功了……像闪电一样,谜一下子解开了。我自己也说不清楚是什么导线把我原先的知识和使我成功的连接起来尽管直觉思维常常表现为‘突然’‘顿悟’的形式,但是,直觉思维也是基于过去的经验和教育的结果。”直觉是某种外部刺激所带来的联想,是神经联系的重新组合和认识思维结构上的突破与更新。正是这个原因才使得一个人能以飞跃、迅速、越级和放过个别细节的方式进行思维,从而使他在思想中激起和释放出某些新思想、新观念和新办法。直觉在教学过程中也是客观存在的,并且有其特点,研究这些特点,对发展学生的直觉思维,促进其创造性思维能力的发展是有重要意义的。受到其他事物的启发是捕捉直觉的一条重要途径。利用具有启发作用的事物和所要思考的对象的某些相似之处,进行“类比”“联想”和“迁移”有助于触发学生的直觉思维。

随着科学由经验时期发展到理性时期,直觉在科学认识活动中的作用越来越引起人们的关注。庞加莱曾经指出:“逻辑是证明的工具,直觉是发明的工具。”“逻辑可以告诉我们走这条路或那条路保证不遇见任何障碍,但是它不能告诉我们哪一条道路能引导我们到达目的地。为此,必须从远处瞭望目标,引导我们瞭望的本领是直觉。没有直觉,数学家便会像这样一个作家:他只是按语法写诗,但是却毫无思想。”爱因斯坦认为直觉是科学家真正可贵的因素,他写道:“物理学家的最高使命是要得到那些普遍的基本定律,由此世界体系就能用单纯的演绎法建立起来。”要通向这些定律,并没有逻辑的道路;只有通过那种以对经验的共鸣的理解为依据的直觉,才能得到这些定律。

大量科学史实证明,庞加莱和爱因斯坦的论断是正确的,直觉有着逻辑思维所不能替代的特殊作用。概括地说,这种特殊作用主要表现在以下各个方面:

首先,在科学认识活动中,科学家常常依靠直觉进行辨别、选择,找到解决问题的正确道路或最佳方案。阿达玛指出:“构造各种各样的思想的组合仅仅是发明创造的初步。正如我们所注意到的,也正如庞加莱所说的,发明创造就是排除那些无用的组合,保留那些有用的组合,而有用的组合仅仅是极少数。因此我们可以说,发明就是辨别,就是选择。”人们在尝试解决复杂的科学问题时,大都预先要遇到多种可能的思路,究竟先选择哪条思路?暂时搁置或放弃哪条思路?单凭逻辑思维或形象思维往往难以解决,在不少情况下需要借助直觉的力量,凭借直觉去辨别、去选择。(www.daowen.com)

其次,在科学认识活动中,科学家常常凭借直觉启迪思路,发现新的概念、新的方法和新的思想。科学发展的历史表明,许多重大的科学发现,既不是从以前的知识中按严格的逻辑推理得到的,也不是作为经验材料的简单总结、归纳而形成的。科学家当解决问题的逻辑通道受到阻塞时,常常凭借直觉从大量复杂的经验材料中,直接得出结论,做出新的发现。

直觉的这种启迪思路,寓于创造的作用,还表现在数学计算上。费洛尔在给梅比乌斯的信中写道:“当有人给我出一道题目时,即使是很困难的题目,答案也会立即出现在我的直觉中。我当时根本不知道自己是怎么得到这一答案的,只有在事后,我才去回想我是如何得到这个答案的,而且这种直觉从来没有发生过错误”,甚至还会随着需要而越来越丰富,所以只凭直觉足以对付这些计算。甚至我还有这样一种感觉,似乎有一个人站在我身旁,悄悄地告诉我求得这些结果的正确方法。但这些人是如何来到我身边的,我却一无所知,又若让我自己去找他们的话,那肯定是找不到的。我经常感到,特别是当我单独一个人时,我自己好像是在另一个世界上,有关数学的思想几乎是活的,那些算题的答案也是突然之间跳到我眼前来的。这就表明,直觉对于计算也有不可忽视的创造性功能。”

第三,在科学认识活动中,科学家常常利用直觉获得猜想(公理或假说)。然后演绎得推出若干,建立科学理论体系

众所周知,形成科学理论有两条基本途径:一是以逻辑方法为主的逻辑通道;二是以直觉为主的非逻辑通道,在现代科学发展中,科学家常常采用非逻辑的通道。对此,爱因斯坦认为,由经验事实上升到理论体系的公理,没有逻辑通道可言,主要依靠思维的自由创造。

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