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数学教学中培养学生逆向思维的途径

作者:彭勤勇




  逆向思维是一种突破习惯性正向思维束缚,有意去做与正向思维方向完全不同的探索的一种反向思维形式。在数学教学中培养学生的逆向思维能力,对优化思维品质,发展数学思维能力,提高学生素质有极其重要的作用。笔者认为,培养学生逆向思维能力有以下几种途径:
  1.常规解题方法的逆用。
  在研究、解决问题的过程中,经常引导学生去做与习惯性思维方向相反的探索。其主要的思路是:顺推不行就考虑逆推;直接解决不了就考虑间接解决;从正面入手解决不了就考虑从问题的反面入手;探求问题的可能性有困难就考虑探求其不可能性;用一种命题无法解决就考虑转换成另一种等价的命题……总之,正确而又巧妙地运用逆向转换的思维方法解数学题,常常能使人茅塞顿开,突破思维的定势,使思维进入新的境界,这就是逆向思维的主要形式。
  2.通过概念、定义的逆用,培养学生逆向思维能力。
  被定义的概念和下定义的概念,其外延相同,二者的位置可以互换。教师可以引导学生从正反面来加深对定义的理解,定义不同于定理,它有可逆的两面。如定义“椭圆是两定点的距离之和等于定长(定长大于两定点间的距离,下同)的点的集合”,其反面“椭圆的外部是到两定点的距离大于定长的点的集合,椭圆的内部是到两定点的距离小于定长的点的集合”也是正确的。因此,在概念教学中,除了让学生理解概念本身外,还要引导学生反过来思考,使学生对概念的理解更加精确,同时排除无关特征的干扰,从而逐步培养逆向思维能力。
  3.重视逆定理的运用,提高学生的逆向思维能力。
  数学中的定理有的不可逆,但许多定理的逆定理也是成立的。例如,平行线的性质定理与判定定理,勾股定理及其逆定理,两个平面平行的性质及判定定理,等腰三角形的性质及判定定理等等。在教学中,对某些重要定理的可逆性进行探讨,有利于加深对知识的理解,也有助于逆向思维能力的提高。
  4.重视一些性质的逆向运用也能提高学生的逆向思维能力
  中学数学教材中有很多的性质是可逆的。比如指数函数的性质“底数大于I时,函数为增函数”,其反面“指数函数为增函数时,其底数大于1”也成立。再如函数的方程与函数的图象的关系中,“满足函数方程的点都在函数的图象上”,其反面“在函数图象上的点满足该函数的方程’也成立。在数学教学中,重视一些性质的逆向运用,对培养学生的逆向思维能力大有益处。
  5.注意公式、法则的逆用
  许多数学公式都是以等式的形式出现,它们都是可逆的。教师在教学中引导学生掌握这些公式的逆向运用,能提高学生的解题能力。数学中的法则反映了一定的数学规律,重视其逆向应用可以把某些复杂的问题简化。
  6.通过转化训练学生的逆向思维。
  数学中的同一问题有不同的表现形式,引导学生从不同的角度去解答同一问题,可以使学生变换自如,运用灵活,提高逆向思维能力。如x2+y2=4,求3x+4y的取值范围。本题通过正向思维去解决较为困难,若将圆的一般方程转化为参数方程来解答此题就容易得多了。解法为:令x=2sinα,y=2cosα,3x+4y=6sinα+8cosα=10sin(α+?渍),因为-l≤  7.通过互逆运算,训练学生的逆向思维。
  加法与减法、乘法与除法、乘方与开方、指数与对数都是互逆运算,在正运算后可以通过逆运算来验算。这样不仅可以提高运算能力,对逆向思维能力的培养也非常有用。
  8.在解题过程中运用逆向思考方法培养学生逆向思维能力
  在解答数学题目时,有时采用正向思维方法比较麻烦,此时可换一种思维方式,运用逆向思维方法使问题简化。例如甲乙两人各进行一次射击,击中目标的概率分别是0.8和0.7,求至少一人击中目标的概率。解答此题若用正向思维方法来解,要求出“甲击中目标而乙未击中目标”、“甲未击中目标而击中乙目标”、“甲击中目标并且乙也击中目标”三种情况的概率再相加。若用逆向思考方法,先求出它的对立事件的概率再来解就要简单得多。
  9.加强数学方法的教学,强化逆向思维能力,重视数学思想。
  数学方法如反正法、分析法等方面的教学是增强学生逆向思维能力的有效方法。分析法是一种执果索因的逆向思维方法,其推理方向是由结论到题设,论证中步步寻求使其成立的充分条件,如此逐步归结到已知或已成立的事实,命题便获证。该方法分析问题时要求学生养成“要证什么,需证什么”的思维方向,用它可以缩短已知和未知间的距离,便于寻找解题的途径。反正法是一种假设结论的反面成立,在已知条件和“否定结论”这个新条件下,通过推理得出与题设、公理、定理矛盾的结论,从而断定假设不成立,原命题的结论一定正确的证明方法。很多直接证明很困难的题目,用反证法可以起到很好的效果。通过数学方法的训练,能使学生明白解答一个问题用一种方法不行,要转化思想,也可以反过来思考,从而增强逆向思维能力,提高思维的灵活性。
  总之,通过以上几种途径,能够有效地提高学生思维转化能力,发展学生的逆向思维,使学生在解决问题受阻时能摆脱习惯思路和常规解题模式的束缚,寻求新的解决问题的途径和方法。加强对学生逆向思维的训练,对提高学生数学能力,造就创新人才十分重要。
  
  注:“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。”
  


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