刍议数学命题的变更在培养学生思维中的应用

刍议数学命题的变更在培养学生思维中的应用

云南省普洱市体育中学665000

摘要:在数学教学中将命题进行适当的变更,编制出新命题,将命题模式、解题技巧及思维方法进行揭示,给学生创造出恰当的最接近原思维的发展区,激活学生的思维。本文就培养学生思维的严谨性、灵活性、广阔性、创造性和逆向性进行应用探究,并总结归纳变更数学命题的方法,达到培养学生的思维的目的。

关键词:命题变更培养思维

数学命题的变更即是在非常局部的、特定的范围内对数学命题演进的一种研究。数学老师的日常工作总离不开“讲题”“解题”“拟题”。多数教师在多数情况下,使用的多是教材中的“陈题”,不否认教材中的“陈题”是一些经过精心提炼的好题,但由于教材篇幅的限制,这些题在培养学生思维和创新方面有一定的局限性,在教学中如果能将这些“陈题”进行适当(不超过教学大纲要求)的变更,编制出一些相关的新命题,将命题模式、解题技巧及思维方法进行充分的揭示,给学生创造出恰当的最接近原思维的发展区,就能激活学生的思维,达到培养学生思维的目的。

下面结合自己在教学和学习中的体会,谈谈如何应用命题的变更培养学生的思维。

一、通过命题的变更,培养学生思维的严谨性

很多人以为命题的变更必是由易到难,我以为不然,要视学生的实际情况而定。只要创造出有利于学生思维发展的场景。何妨做一做由“难——易——难”的变更呢?

如全国广播电视中专通用教材《数学》(上册)P217例4“椭圆的焦距是6,离心率为0.75,试求椭圆的标准方程。”就我所教的学生而言,如果直接讲解此题,大部分学生绝对不能想到满足此条件的椭圆有两种。因此,讲题前,我将此题做了由难——易的变更:“椭圆的焦点在x轴上,焦距是6,离心率为0.75,试求椭圆的方程。”学生稍做思考(较弱的学生在教师的提示下),得到了正确的解答。之后,又将题设中“焦点落在x轴上”的条件变更为“焦点落在y轴上”,让学生思考:随着条件的变化,解题思维相应要产生什么变化?在学生明确了解题思路并得到正确解答之后,再将题设中“焦点落在x(y)轴上”舍去,做由易到难的变更(即得到例4)。此时,90%以上的学生明确地认识到它包含以上两种情形,从而使问题得到了完整的解答,上述命题的变更,不仅使学生对椭圆方程的形式得以巩固,更重要的是它培养了学生思维的严谨性。

二、通过命题的变更,培养学生思维的灵活性

在教学过程中,对命题的条件和结论实施某些适当的变化,使原有的解法也相应发生变化,可培养思维的灵活性,增强学生的应变能力。

如教科书例题:已知方程5x2+kx-6=0的一个根是2,求它的另一个根及k值。

教材中的解法是先由根与系数的关系求出另一根为-,再由2+(-)=-,求出k=-7。

教学时,可考虑施行如下变更:

(1)已知方程5x2+kx-6=0的一个根是2,求k值。此题直接可用方程定义求k值,而不必用根与系数的关系。

(2)已知方程5x2-kx-6=0的一个根是2,求另一个根。

解此题需先求出题中并没有要求求出k的值,再求另一个根。

(3)已知方程5x2+kx-6=0的一根比另一根大,求k值及方程的二根。

解时要利用(x1-x2)2=(x1+x2)2-4x1x2求出k值,再求根。通过上述就命题的条件和结果进行适当的变更,解法也相应变化,增强了学生解题能力和学生的应变能力,培养了学生思维的灵活性。

三、通过命题变更,培养学生思维的广阔性

知识是静态的,人的思维是活动的,在教学中教师可以通过很多途径,如改变条件、结论、数据或图形等实现命题的变更,让静态的知识联动起来,激发学生的兴趣和探究思维。

四、通过命题的变更,培养学生思维的创造性

在教学中对命题进行研究,通过适当的变式,使学生从中了解命题的来龙去脉,探索命题演变的思维方法,对发展学生发散思维、培养创新能力不失为一条有效途径。

如,课本第101页第5题:“经过抛物线y2=2px焦点F,作一条直线垂直于它的对称轴,和抛物线相交于P1、P2两点,线段P1P2叫作抛物线的通径。求通径P1P2的长。”

通过计算,可得通径P1P2的长为2p。稍一引申:这两点纵标之积y1y2等于什么?容易得到y1y2=-P2。现在,围绕这一中心课题,做进一步的研究,改换原题的部分条件或结论,引申出新问题,寻求新解法。

变更1:与对称轴不垂直的焦点弦的两端点的纵标之积等于什么?

其一般结论就是课本第101页第8题:“过抛物线y2=2px的焦点的一条直线和这条抛物线相交,两交点的纵坐标为y1、y2,求证:y1y2=-p2。”这是抛物线焦点弦的一个性质。

变更2:过抛物线焦点的一条直线与它交于两点P、Q,通过P和抛物线顶点的直线交准线于点M,求证:直线MQ平行于抛物线的对称轴。

变更3:问y1y2=-p2有什么几何意义?

经过作图、分析,可证:“过抛物线的焦点弦的两端作准线的垂线,两垂足与焦点的连线互相垂直。”这实际上是抛物线焦点弦的又一个性质。

在此基础上,我们还可继续再做一些变更。

变更4:过抛物线的焦点弦的两端作准线的垂线,以两垂足连线为直径的圆必切焦点弦于焦点。

通过上述变化演练,使学生对抛物线的有关概念、性质不停留在单个的认识上,而是有了一种综合性的、更深层的理解,完善了这部分知识的认知结构。同时,促使学生明白,对问题的思考只要不满足于停留在表面,敢于深入,善于总结,就会有新的发现。

五、通过命题变更,培养学生思维的逆向性

逆向思维是数学思维的重要思维,这种迅速而自如地逆转心理的能力,有助于学生直线式综合思维习惯的改善,有利于多角度研究数学问题,在解题受阻时能另觅思路,数学教学应长期注意逆向思维的培养,如果通过将命题变更为逆命题并探讨逆命题,将有助于学生思维的逆向性培养。

如,原命题:全等三角形的对应边相等。

变更1:对应边相等的三角形是全等三角形吗?

变更2:一组对应边相等的三角形是全等三角形吗?

变更3:二组对应边相等的三角形是全等三角形吗?

变更4:三组对应边相等的三角形是全等三角形吗?

原命题:如果直角三角形的两直角边长分别为a、b,斜边长为c,那么a2+b2=c2。

变更为:如果三角形的三边长a、b、c满足a2+b2=c2,那么这个三角形是直角三角形。

学生逆向思维的培养是一个长期的、由弱到强的过程,在这一过程中,探讨逆命题变更也是一个由易到难、循序渐进的过程,要逐步培养学生养成对课本中某些重要的定理、性质、法则自觉探讨其逆命题的习惯。

例如,原命题:勾股定理:在△ABC中,若∠C=90°,则c2=a2+b2。

(1)弱化或变更,若∠C是锐角,c2与a2+b2如何?或者,若∠C是钝角,c2与a2+b2如何?

(2)推广,若∠C=90°,则c2与a2+b2如何?类似于(1),进一步问:∠C为锐角,又如何?一般地,能否考虑cn与an+bn的关系?

总之,命题的变更是一种创造性的思维活动,它在激活学生思维的同时,也激活了教学的过程,使教师摆脱了死板的、机械的、永远跟着教材跑的被动局面。因此,掌握命题变更的方法,对于每一位数学教师来说是必要的。且结合教学实际善于总结和归纳,将有助于教学质量的提升,并培养了学生思维的严谨性、灵活性、广阔性、创造性和逆向性。

本人通过学习总结归纳数学命题变更方法有:“若A,则B”是一个真命题。

(1)如果AA*,BB*,则“若A*,则B”“若A,则B*”“若A*,则B*”,即为新命题,而且也是真命题,这称为等价变更。等价变更中的A、B可沿不同的方向演进,因此可以产生一个命题串。

(2)将条件端A强化,即A+A,则“即A+B”也是真命题。

(3)逆变更,对命题“即AB”反思“BA”又会得出若干结果,在“BA不真的情形下,通过弱化B,使B-A,或强化A,使BA+真。

(4)移植类比与推广。改变其论及的模型、背景。审视其新形式,看能否得出新的命题。

(5)如果有多个具有一定关系的命题,可将其重组,迭加、分析。也可能产生新的有意义的命题……

命题变更的模式是无尽的,但应强调的是在教学中并不是追求越多越好。变更应该是切合学生实际的、符合教学大纲要求的,否则,不仅收不到好的效果,反而会加重学生负担,搞乱学生的思维。因此,在教学中要应用好这一方法,教师必须做到:真正吃透教纲、教材;把握住学生的数学学习状况。只要注意以上两个方面,就一定能变更出“好题”,达到培养学生思维的目的。

参考文献

[1]张一民中学数学教法研究[M].云南:教育出版社,1997。

[2]姚孝文数学思想方法论选讲[M].2001(5)。

[3]邱僖用活教材例习题,培养学生创新精神[J].中学数学,2001(4)。

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