(洛陽(yáng)師范學(xué)院數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院,河南 洛陽(yáng) 471022;鄢陵縣教研室數(shù)學(xué)教研員第二高級(jí)中學(xué)教師,河南 許昌 461000)
例題是教師教學(xué)的依據(jù),也是學(xué)生臨摹的范本;習(xí)題是檢驗(yàn)教師教學(xué)得失的參謀,也是學(xué)生鞏固訓(xùn)練的靶場(chǎng).世界各國(guó)都有一種共識(shí),創(chuàng)造力的開(kāi)發(fā)是國(guó)家、民族、社會(huì)進(jìn)步關(guān)鍵,原國(guó)家主席江澤民1998 年2 月,1999 年6月兩次分別提出了1“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂,是國(guó)家關(guān)旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力”,“面對(duì)世界科技飛速發(fā)展的挑戰(zhàn),…… 教育在培育創(chuàng)新精神和培養(yǎng)創(chuàng)造性對(duì)人才方面,肩負(fù)著特殊的歷史使命”。當(dāng)前,創(chuàng)新思維是教學(xué)科學(xué)的熱門(mén)話題;那么,例題習(xí)題是數(shù)學(xué)課堂教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維的基礎(chǔ),通過(guò)挖掘例題習(xí)題智力潛能的教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造思維能力是一條有效途徑。要做到這一點(diǎn),首先應(yīng)該明確什么是創(chuàng)造思維?
所謂創(chuàng)造思維主要是指主動(dòng)地,獨(dú)創(chuàng)地發(fā)現(xiàn)新事物,提出新見(jiàn)解,解決新問(wèn)題的一種思維,它主要是依賴于創(chuàng)造者的知識(shí)量和發(fā)散的思維能力。如徐利治教授所指出:數(shù)學(xué)創(chuàng)造往往從不嚴(yán)格的發(fā)散思維開(kāi)始,而以嚴(yán)格的邏輯分析思維即收斂思維終至,其過(guò)程要有審美意識(shí)的參與,他經(jīng)多年的體驗(yàn)、感悟與研究提出了一個(gè)創(chuàng)造力公式:2“創(chuàng)造力=有效的知識(shí)量×發(fā)散思維能力×抽象分析能力×審美能力 ”。而長(zhǎng)于歸納,擅于類比,富于想象是創(chuàng)造思維的可貴品質(zhì),譬如,人們?cè)谔剿魇挛锉举|(zhì)時(shí),常常在類比聯(lián)想中得到啟發(fā),在比較中抓住事物相互聯(lián)結(jié)的鏈條,通過(guò)歸納尋求到解決問(wèn)題的線索,或通過(guò)演繹發(fā)現(xiàn)未曾認(rèn)識(shí)的關(guān)系等,有了這種品質(zhì)大腦就有了靈感,頓悟,以致于創(chuàng)造出奇跡。
本文以人教版新編數(shù)學(xué)第一冊(cè)(下)(試驗(yàn)修訂本 · 必修)和人教版高中代數(shù)第一冊(cè)的例題或習(xí)題為例來(lái)探討如何挖掘其內(nèi)在智力潛能。希望經(jīng)過(guò)本文的闡述能起個(gè)拋磚引玉的作用。
例1 求證34:sin50°(1+tan10°)=1 這是159 頁(yè)、例4,其解法如下:
此題實(shí)在是太美了,當(dāng)你認(rèn)真審視時(shí),通過(guò)(1)變換,(2)逆向思維運(yùn)用公式,(3)利用誘導(dǎo)公式等對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了綜合訓(xùn)練,真是一氣呵成,總體上是用到了數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)化的思想,可惜如此好的題目新編數(shù)學(xué)第一冊(cè)(下)(試驗(yàn)修訂本)第43 頁(yè)以及高中代數(shù)課本第一冊(cè)(人教版)的練習(xí)和習(xí)題中都沒(méi)有如此美而通達(dá)形神兼?zhèn)涞臉宇}供學(xué)生練習(xí),其不太遺憾了,因此,迫于教學(xué)和練習(xí)的需要,我們對(duì)這個(gè)題目進(jìn)行類比猜想。
例3:求證6:設(shè)f(n)=
求f(0), f(1), f(2), f(3), f(4);
證明對(duì)任何非負(fù)整數(shù)n,f(n)都表自然數(shù)。
這個(gè)題隱含了一個(gè)有趣的數(shù)列—— 斐波那契數(shù)列。
在評(píng)講這一題時(shí),可先向?qū)W生介紹:斐波那契(Leonnardo Fibonacci)約1170—1230 年,是意大利數(shù)學(xué)家,他在1202 年出版的一本算術(shù)書(shū)中引進(jìn)了阿拉伯的數(shù)字(當(dāng)時(shí)歐洲人仍然用原始的羅馬數(shù)字)。他該書(shū)中提出下列問(wèn)題:“有小兔一對(duì),若第二個(gè)月它們成年,第三個(gè)月生下小兔一對(duì),以后第月生產(chǎn)小兔一對(duì),而所生小兔也在第二月成年,第三個(gè)月生產(chǎn)另一對(duì)兔,以后也每月生產(chǎn)小兔一對(duì),問(wèn)一年后共有多少對(duì)?(假定每產(chǎn)一對(duì)兔,必為一雌一雄,而所有小兔子都可相互交配且無(wú)死亡)”。
學(xué)生經(jīng)過(guò)討論思考后可得一年中每月分別產(chǎn):1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,即到年底144 對(duì)兔子,對(duì)這個(gè)問(wèn)題所得到每月兔子對(duì)數(shù)為一個(gè)有限數(shù)列,即斐波那契數(shù)列。
(2)觀察:1+1=2,1+2=3。2+3=5 …… 55+98=148規(guī)律是:每相鄰三個(gè)數(shù)中,前兩個(gè)數(shù)之和等于后一個(gè)數(shù)。
推廣到無(wú)限
1,1,2,3,5,8,…… ……,89,144,233,…… ……
一般形式:an+an1+=an+2,a1= a2=1
(3)對(duì)原題進(jìn)行類比推理
∵f(0)=1,f(1)=1,f(2)=2,f(3)=3,f(4)=5;
∴f(0)+ f(1)= f(2),f(1)+f(2)= f(3),f(2)+ f(3)=f(4)
于是引導(dǎo)學(xué)生猜想有:f(n)+ f(n+1)= f(n+2),得出這個(gè)猜想是正確(證明略)。
(4)斐波那契數(shù)列的猜想還有許多美而有趣的性質(zhì)。如
數(shù)列中任意兩相鄰項(xiàng)互質(zhì)即:(f(n),f(n+1))=1 (n=1,2,……)
以上這些猜想都是正確(證明從略)
特別奇妙有趣且還有美學(xué)意義的是:在線段的黃金分割中,兩條線段的比是0.6180339887……它的漸近分?jǐn)?shù)是,……這一串漸近分?jǐn)?shù)的分子分母依次為1,1,2,3,5,8,13,21,34,…… 它恰是一個(gè)斐波那契數(shù)列,近幾十年來(lái)人們賦予了它們新的內(nèi)容而變成了“優(yōu)選法”中的一個(gè)重要方法,我們也可稱它是一種學(xué)美的方法,對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)踐起了重要作用。
從以上的分析中可以得到如下啟示:
在課本中的例題習(xí)題里的潛能是很大的,是可挖掘的,這樣的深入挖掘探索不僅僅使學(xué)生開(kāi)發(fā)了智力,而且培養(yǎng)了學(xué)生探究能力,審美情趣,避免了學(xué)生陷入題山題海之中;它的挖掘不僅僅激發(fā)了學(xué)生們的求知欲,使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)發(fā)生了濃厚的興趣;而且對(duì)其創(chuàng)造思維能力的培養(yǎng)與尤其是對(duì)未來(lái)的學(xué)習(xí)生活的作用是不可估量的,正如世界著名數(shù)學(xué)教育家弗賴登塔爾所說(shuō):7“數(shù)學(xué)知識(shí)既不是教出來(lái)的,也不是學(xué)出來(lái)的,而是研究出來(lái)的。因而學(xué)校的數(shù)學(xué)教學(xué)必須使學(xué)生通過(guò)自身的實(shí)踐來(lái)主動(dòng)獲取知識(shí),讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中掌握進(jìn)行再創(chuàng)造的方法,以便進(jìn)行數(shù)學(xué)化”。這正是數(shù)學(xué)素質(zhì)教育的要求和應(yīng)追求的目標(biāo)。因再創(chuàng)造與創(chuàng)造本質(zhì)是一樣的,只是層次不同而已,這樣以課本為基礎(chǔ)去挖掘例題習(xí)題中的內(nèi)涵的確是一個(gè)好辦法,且事半功倍,像這樣的習(xí)題還很多。如第256 頁(yè)8習(xí)題15(3),9習(xí)題17 等都可以進(jìn)行類比,聯(lián)想,推廣、創(chuàng)造,所以我們每一位教師的在教學(xué)過(guò)程中要真正地以本為本,以綱為綱,引導(dǎo)學(xué)生以小見(jiàn)大,以微知著,舉一反三,觸類旁通,這樣長(zhǎng)期堅(jiān)持下去可為學(xué)生自身的個(gè)性發(fā)展,創(chuàng)造力的發(fā)展,創(chuàng)造欲望的激發(fā)以及國(guó)家創(chuàng)造型人才的形成,積蓄強(qiáng)有力的發(fā)展動(dòng)力。