何正文
(廣東省肇慶市百花中學(xué) 526000)
筆者認為數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)指的并不是一項特定簡單的數(shù)學(xué)能力,而是學(xué)生對于數(shù)學(xué)綜合能力的一個集合.而彈性思維就是學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)基本要素,并且,彈性思維作為核心素養(yǎng)的重要品質(zhì)進行體現(xiàn).數(shù)學(xué)彈性思維往往通過逆向形式,發(fā)散形式,類比形式,矛盾形式來進行深化核心素養(yǎng).
逆向形式也叫反向彈性思維,因為思維慣性的原因,學(xué)生往往習(xí)慣著單一僵化的思維方向思考問題.如果能引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)果進行出發(fā),層層回推,找尋條件和相關(guān)定理,往往思路更為清晰.從這種逆向形式上往往能在縱向提高學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),強化培養(yǎng)學(xué)生彈性思維長度.
例如:已知矩形ABCD,過A作SA⊥平面AC,過A作AE⊥SB交SB于E,過E作EF⊥SC交SC于F.求證:AF⊥SC.
思路AF⊥SC?SC⊥含AF的平面AEF?SC⊥EF,SC⊥AE?AE⊥含SC的平面SBC?AE⊥SB,AE⊥BC?BC⊥含AE的平面SAB?BC⊥AB,BC⊥SA.
上面的解法是由結(jié)論到條件的逆向求解.
首先我們發(fā)現(xiàn)AF與SC是兩異面直線,要證明其垂直,往往要通過證明線面垂直,即證①AF⊥含SC的平面或證②SC⊥含AF的平面.因為題干中沒有給出與AF有關(guān)的垂直條件,學(xué)生的思維轉(zhuǎn)到證SC⊥含AF的平面AEF;繼續(xù)逆向思考,逆向證SC⊥平面AEF,根據(jù)線面垂直的判定定理,即證SC⊥EF,SC⊥AE;已知SC⊥EF, 目標變成要證SC⊥AE,SC與AE是兩異面直線,那么需考慮證明線面垂直,即證AE⊥含SC的平面SBC;逆向證AE⊥含SC的平面SBC,也就是證AE⊥SB,AE⊥BC;已知AE⊥SB,逆向證AE⊥BC,即證BC⊥含AE的平面SAB;逆向證BC⊥平面SAB,即證BC⊥SA,BC⊥AB;顯然BC⊥SA,BC⊥AB都是已知.在逆向思考中不斷排除干擾,與已知條件進行分析,逐層分析,從而得到問題解決.
類比是一種重要彈性思維培養(yǎng)方法,根據(jù)問題在某一方面的某種特定的性質(zhì)判斷它們推導(dǎo)出在其他方面也存在著相同或者相似性質(zhì).這種類比形式往往能夠在橫向上提高學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),強化培養(yǎng)學(xué)生的彈性思維寬度.
例如:已知數(shù)列{an}、{bn}是兩個等比數(shù)列,那么
(1)數(shù)列cn=an·bn是否仍是一個等比數(shù)列呢?先特殊舉例分析,再進行證明.
(2)教師能類比提出問題.
①數(shù)列{an+bn}是否是等比數(shù)列?數(shù)列{an-bn}是否是等比數(shù)列?
④數(shù)列{|an|}是否是等比數(shù)列?數(shù)列{can}是否是等比數(shù)列?(其中c為常數(shù))
⑤在數(shù)列{an}中將下標成等差數(shù)列的項依次取出來組成一個新數(shù)列,這個新數(shù)列是否是等比數(shù)列?
又例如在講三角函數(shù)的單調(diào)性時,我們可以通過一組簡單的變式使學(xué)生加深對這個性質(zhì)的理解:
發(fā)散形式如同輻射出發(fā),以一種不斷擴散形式出發(fā)思考,在某一個數(shù)學(xué)問題上,一題多解很適合運用這種培養(yǎng)思維方式,教師以這個問題為中心,從各個不同的知識點,不同形式的思考方式展開思考的方向,不斷發(fā)散,不滿足只找一個正確的答案.從發(fā)散形式上分散性上提高學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),強化培養(yǎng)學(xué)生彈性思維厚度.
解法一由正弦定理
sinBcosC+sinCcosB=2sinB,
化簡得a=2b,
解法三由三角形射影定理,知bcosC+ccosB=a,
故填2.
矛盾不是數(shù)學(xué)定理概念本身、也不是題目已知條件,它是一種思維方式不同產(chǎn)生的,學(xué)生在矛盾中發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的本質(zhì)屬性和數(shù)學(xué)知識的邏輯關(guān)系.教師可以利用這些矛盾點能讓學(xué)生準確把握關(guān)鍵,能激活學(xué)生的思路;從而融會貫通,打通學(xué)生的“任督二脈”.在矛盾形式上聚焦性提高學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng),強化培養(yǎng)學(xué)生彈性思維高度.
例如:設(shè)f(x)為R上的奇函數(shù),且滿足f(x+2)=-f(x),若f(2)=3,求f(6)的值.
方向1:∵f(x+2)=-f(x),
∴f(x+2)+f(x)=0 ①,
∴f(x+4)+f(x+2)=0 ②.
②-①得:
∴(x+4)=f(x),∴f(x)的周期T=4,
∴f(6)=f(6-4)=f(2)=3.
方向2:同上可得周期T=4,
∵f(x)為R上的奇函數(shù),
∴f(6)=f(6-8)=f(-2)=-f(2)=-3.
同一個問題,不同方向,等到不同結(jié)果,這個矛盾體通過學(xué)生的檢驗,不斷深化函數(shù)奇偶性與周期的知識,鍛煉辯證思維.彈性思維得到發(fā)展.