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浅谈数学教学中如何培养学生创新思维
在初中数学中培养学生的思维能力问题
卞恩干
(阜宁县公兴初级中学)
指导教师:
[摘要] 数学教学重要的是培养学生的思维能力,是未来的高科技信息社会中,具有开拓、创新意识的人才所必须具有的思维品质。本文就如何在数学教学中,培养学生的创新思维能力提出了一些见解。
一、在数学教学中,要精心设计,创设一定的思维情境,巧设悬念,使学生对所要解决的问题产生浓厚的兴趣,诱发学生的创造欲。
二、要启迪学生的直觉思维,学生大胆猜想,发现结论,培养学生的创造机智。
三、通过数学教学中的一题多解、一题多变,多题归一等训练,培养学生的发散思维,提高学生的创造思维能力。
[关键词] 创新思维;直觉思维;发散思维;教学过程;现代教育技术
“实施素质教育,培养学生创新能力”已成为我国教育教学改革的主旋律。创新思维的培养是中学阶段落实素质教育的重要标志,又是我们在每一个教学环节中应该贯彻的指导思想。从心理学与知识论的角度来看,教学的过程非常适合素质教育的要求,它能创造出培养创新能力的条件,能担当起培养学生创新意识,创新精神和创新能力的重任。笔者就中学数学教学中对学生创新思维的培养,谈一点自己的浅见。
一、创设问题情境,激发创新思维
在数学教学中,学生的创造性思维的产生和发展,动机的形成,知识的获得,智能的提高,都离不开一定的数学情境。所以,精心设计数学情境,是培养学生创造性思维的重要途径。通过“过程”教学,学生的学习过程再也不是一个被动吸取知识、记忆、反复练习、强化储存的过程,而是一种主动参与,调动原有知识和经验尝试解决问题,同化新知识,构建自己知识体系的过程。学生在获得数学概念、定理、法则、公式、解题方法等数学知识的同时,发展了抽象概括的思维能力和归纳能力,获得了
参与创新性思考的机会,能力就在这一过程中得到了培养。
问题是数学的心脏,是数学思维的动力且是思维的方向;数学思维的过程也就是不断地提出问题和解决问题的过程。因此,在数学课堂学习中,教师要不断地向学生提出新的数学问题,为更深入的数学思维活动提供动力和方向,使数学思维活动持续不断地向前发展。合适的数学问题必须符合下列条件:(1)问题要有方向性。这是指问题要有明确的目的,要使学生的思维趋向于教学目标。(2)问题的难度要适中。这是指问题不宜太难和太易,难易之间要有一定的坡度。(3)问题要有启发性。有的教师往往把启发式误认为提问式,认为问题提得越多越好,其实,问题并不在多少,而在于是否具有启发性,是否是关键性的问题,是否能够触及问题的本质,并引导学生深入思考。
有“问”,才有所思、所想,才有发明创新。我国著名教育家陶行知先生曾说过:“发明千百万,起点是一问”。创设恰当的问题情境,能激发学生学习兴趣,拓宽思路,启迪思维,激发创新意识。中学数学教材重视学科的科学性、系统性。文字表达严谨、准确,但很少创设问题情境,不利于激发学生的思维。为此,教师要紧密联系教学实际,深入钻研教材,提出有价值的问题。以触发学生的兴奋点,引发探求欲望与动机。
例如,在讲解“等比数列求和公式”时,先给学生讲了一个故事:从前有一个财主,为人刻薄吝啬,常常扣克在他家打工的人的工钱,因此,附近村民都不愿到他那里打工。有一天,这个财主家来了一位年轻人,要求打工一个月,同时讲了打工的报酬是:第一天的工钱只要一分钱,第二天是二分钱,第三天是四分钱......以后每天的工钱数是前一天的2倍,直到30天期满。这个财主听了,心想这工钱也真便宜,就马上与这个年轻人签订了合同。可是一个月后,这个财主却破产了,因为他付不了那么多的工钱。那么这工钱到底有多少呢?由于问题富有趣味性,学生们顿时活跃起来,纷纷猜测结论。这时,教师及时点题:这就是我们今天要研究的课题——等比数列的求和公式。同时,告诉学生,通过等比数列求和公式可算出,这个财主应付给打工者的工钱应为1073741824分≈1073(万元),学生听到这个数学,都不约而同地“啊”了一声,非常惊讶。这样巧设悬念,使学生开始就对问题产生了浓厚的兴趣,启发学生积极思维。
以上例子说明,在课堂数学中,创设问题情境,设置悬念能充分调动学生的学习积极性,使学生迫切地想要了解所学内容,也为学生发现新问题,解决新问题创造了
理想的环境。同时,让学生从活生生的具体材料中明白:要有新的发现,首先要积极地思考问题,多角度地解决问题;其次应具备丰富的知识,掌握科学的研究方法。
二、培养直觉思维,发展创造性思维能力
著名数学家吴文俊说:“只会推理,缺乏数学直觉是不会有创造性的。”直觉思维在创造的关键阶段上,起着重要作用。爱因斯坦根据自己亲身经历的科学创造实际得出结论,“我相信直觉和灵感。”他一再强调,在科学创造过程中,从经验材料到提出新思想之间,没有“逻辑的桥梁”,必须诉诸灵感和直觉。被誉为“纯粹之皇冠”的数论,实际上也是在观察的基础上发展起来的一门科学,因此在学生直觉思维能力的培养中,观察能力的培养甚为重要;要使他们敢于怀疑,敢于突破,只有这样才能在观察中有所发现,观察是创造的基础,因为只有通过观察才会出现问题,思考问题。同时,对观察到的现象进行适当分析,也容易触发对一般结果的猜测,对深层次关系的预感,这是一种可贵的创造性素质。学生在民主、平等、和谐的学习氛围中积极动手、动脑、动口,在活动中获取知识,形成技能,发展能力,提高思维创新水平。
三、培养发散思维,促进创新思维的发展
发散思维是创新思维的重要支点,是学生将来成为创造性人才的基础。一个人的创新,无非是想到别人还未想到的可能性,或者说,就是别人思维尚未扩散到的领域,被你的思维扩散到了。比如在数学解题教学中,对同一个数学问题,有的学生可能冥思苦想,百思不得其解,什么原因?归根到底,就是他的思维尚未扩散到能够完成解题的思路上来。所以说,我们实施创新教育,大量培养创造型人才,就必须将发散思维的训练,发散思维能力的培养放在重要地位上。发散思维的本质就是想象力的充分自由,发散思维是最为活跃的思维方式,具有很大的创造性。数学上的许多重大发明,发现都离不开数学家的发散思维。
加强对学生发散思维的培养,对造就一代开拓型人才具有十分重要的意义。在数学教学中可通过典型例题的解题教学及解题训练,尤其是一题多解、一题多变、一题多用及多题归一等变式训练,达到使学生巩固与深化所学知识,提高解题技巧及分析问题、解决问题的能力,增强思维的灵活性、变通性和独创性的目的。一题多解,培养学生求异创新的发散思维,实现和提高思维的流畅性。通过一题多解的训练,学生可以从多角度、多途径寻求解决问题的方法,开拓解题思路。使不同的知识得以综合运用,并能从多种解法的对比中优选最佳解法,总结解题规律,使分析问题、解决问题的能力提高,使思维的发散性和创造性增强。一题多变,培养学生的转向机智及思维的应变性,实现提高发散思维的变通性。把习题通过变换条件,变换结论,变换命题等,使之变为更有价值,有新意的新问题,从而应用更多的知识来解决问题,获得“一题多练”、“一题多得”的效果。使学生的思维能力随问题的不断变换,不断解决而得到不断提高,有效地增强思维的敏捷性和应变性,使创造性思维得到培养和发展。多题归一,培养学生的思维收敛性。任何一个创造过程,都是发散思维和收敛思维的优秀结合。因此,收敛性思维是创造性思维的重要组成部分,加强对学生收敛性思维能力的培养是非常必要的,而多题归一的训练,则是培养收敛性思维的重要途径。很多数学习题,虽然题型各异,研究对象不同,但问题的实质相同,若能对这些“型异质同”或“型近质同”的问题归类分析,抓共同的本质特征,掌握解答此类问题的规律,就能弄通一题而旁通一批,达到举一反
三、事半功倍的教学效果,从而摆脱“题海”的束缚。
数学的创新教育不光是为了传授现有的数学结论,更重要的是在老师的引导下,学生积极主动探索知识,形成技能和能力。要体现课堂教学中的新奇性。启发性和趣味性,就必须改变传统教育中只注重知识传授的弊端,引导学生主动探索,从亲历知识的发生、发展、变化过程中发现快乐,激发兴趣,启发他们对已经解决的数学问题加以引申、变化、促进思维的发展,通过变式训练,让学生养成用观察、联想、类比的方法去解决问题的习惯,提高思维的创新能力。
四、培养学生的创新思维,要求教师在教法上有创新
教师应改变讲清楚、讲透彻的传统教学观念。上课时,应在教学重点、难点、学生疑点处提出富有启发性的问题,引导学生积极地、主动地思考,要让学生感受、理解知识产生和发展的过程。旧知识是获取新知识的基础,新知识是旧知识符合逻辑的发展。在现有的知识基础上,让学生通过联想、类比,得到新的知识,是通过引导、启发,而不是直接“传授”,更不是“灌输”;是“授之以渔”,而不是“授之以鱼”,我们所进行的高中数学“由教到导”课堂教学实践,就是通过对教法的创新来培养学生的创新思维能力的。
首先,在学习基础知识时,采用提纲阅读法,即教师先拟出阅读提纲或思考题,称之为导;学生根据提纲或思考题边阅读边思考,还允许学生讨论,教师巡回指导并答疑,重点辅导学习困难的学生,最后师生一起小结。即按“引导一阅读一思考一讨论一小结”等步骤让学生完成基础知识的学习。其次,上习题课时,大致按“审题一试作一评讲一演变一提炼”等程序进行。再次,上复习课时,按“回顾一提炼一典型例题分析一精选习题训练一变式训练”等环节进行。
总之,无论是新课、习题课还是复习课,始终坚持以学生活动为主,教师只起指导学法,解答疑难的引导作用。学生学得生动活泼,积极主动,锻炼了思维品质,提高了心理素质,促进了创新能力的培养。
比如学习三角函数的图象变换:y=sin(x+ф)的图象是由 y=sinx的图象平移而得到的。我们启发学生联想到y=lg(x+a)的图象是由y=lgx的图象平移而得,进而抽象出y=f(x+a)的图象是由y=f(x)的图象平移而得到的。这样,就做到了触类旁通,并由特殊现象抽象出了一般规律,并可以用这一般规律去处理各种特殊情况。这样,学生就达到了创造性理解的程度,自然提高了创新思维的能力。
五、培养学生的创新思维,应善于应用现代教育技术
改变一支粉笔,一块黑板的现状,实现教育手段的现代化,是教育发展的必然趋势。充分运用现代教育技术,不仅能增大课堂教学容量,优化教学结构,实现资源共享,还能增强学生兴趣,激发探索精神。比如在学习函数、立体几何、解析几何等内容时,能做到静动结合,给学生以实感、美感。如在学习立体几何中的旋转体时,利用现代教育技术演示旋转体的形成过程,这样,就将抽象概念转化了形象直观的三维动画。学生易于接受,印象深,效果好。如果能根据课程内容,通过让学生自己设计制作课件等,不仅能提高实践能力,而且有利于创新精神的培养。
六、培养学生创新思维,教学应建立平等、和谐的师生关系
提倡师生共同研讨问题。传统的师生关系都是“权威——依从的关系”,教师不仅是教学过程的控制者,也是教学活动的组织者、教学内容的制定者和学生成绩的评判者,师生之间不能在平等的水平上交流意识,探讨知识,这实际上是一种不平等的人格关系。我国著名科学家钱学森教授以他亲身的体会说明实施平等讨论问题对培养创造性思维的好处。钱学森的老师卡门教授来自德国哥廷根大学,他到美国加州理工学院以后把哥廷根大学的民主学风也带到了美国。他每星期主持召开一次研讨会和一次学术讨论会。会上,大家一律平等,都能畅所欲言,发表自己的学术观点,并公开讨论。这给年轻的钱学森提供了锻炼创造性思维的良好机会。在一次师生自由讨论中,钱学森和他的老师卡门发生了争论,他坚持自己的学术观点,毫不退让,令卡门十分生气,话语激烈而又尖刻。事后,这位世界权威经过思考,认识到在那个问题上,他的学生是对的。于是,第二天一上班,年过花甲的卡门来到钱学森的办公室,恭恭敬敬地给钱学森行个礼,然后说:“钱,昨天的争论你是对的,我错了。”卡门 的博大胸怀令钱学森终身不忘。朱棣文教授作过这样的分析:进行公开的讨论是培养创新意识的极为重要的环节,通过讨论,相互补充思想,你就能看到自己的不足,看到别人有价值的观点,往往在此期间,你能够产生新的观点。是的,你把一个苹果和别人的一个苹果交换,彼此还是各有一个苹果,如果你把一种思想和别人的一种思想交换,各自就不是只有一种思想了。思想与思想的碰撞,还会诞生新的想法。
关于数学教学中培养学生创新思维途径和方法很多,总之,要培养学生的创新能力,并非一朝一夕之功,应贯彻教学过程中的每一个环节,立足于对教材的深刻理解,着眼于对教材内容的艺术化处理,而这些教学基本功正是有待于我们不断总结提高的。
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