陳達文
思維品質(zhì)是一個人智力水平高低的標志,而數(shù)學思維品質(zhì)是學習數(shù)學的過程中必不可少的基本素養(yǎng).對于學生個體發(fā)展而言,數(shù)學思維品質(zhì)存在著個體思維發(fā)展的年齡特征和個體差異,是數(shù)學基礎(chǔ)知識、數(shù)學思想方法和數(shù)學能力等各方面綜合體現(xiàn)的一種特殊標志,影響著對數(shù)學的理解與學習.下面筆者結(jié)合往年高考數(shù)學真題中的客觀題教學,就提升學生數(shù)學思維品質(zhì)加以實例剖析.
1 思維的嚴謹性
思維的嚴謹性是指考慮問題時要全面、嚴密、有理有據(jù).提升學生思維品質(zhì)的嚴謹性,必須嚴格要求,按部就班,按照一定的邏輯順序進行全面、周密的思考,以充分的理由進行推理論證,加強訓練.
例1? 已知集合S={s|s=2n+1,n∈Z},T={t|t=4n+1,n∈Z},則S∩T=(? ).
A.
B.S
C.T
D.Z
分析:從集合S入手,討論當n分別是偶數(shù)、奇數(shù)時的集合元素情況,與集合T中的元素加以比較,結(jié)合集合的基本運算進行判斷,即可得到答案C.
點評:通過對集合S中的變量n分偶數(shù)、奇數(shù)這兩種不同的取值情況進行分類討論,進而比較兩個集合中對應(yīng)元素之間的關(guān)系,得以確定兩個集合的關(guān)系.解題過程嚴密有據(jù),無懈可擊,充分體現(xiàn)了數(shù)學思維的嚴謹性.
2 思維的廣闊性
思維的廣闊性是指站在更高的層面上去處理問題,增加問題的切入視角,擴大范圍,把研究對象放在更大的環(huán)境中去考察,從而更大可能地發(fā)現(xiàn)更多的屬性,得到更加廣泛的結(jié)論,為研究性學習提供保障,創(chuàng)新開辟新的道路.
例2? 設(shè)函數(shù)f(x)=1-x1+x,則下列函數(shù)中為奇函數(shù)的是(? ).
A.f(x-1)-1
B.f(x-1)+1
C.f(x+1)-1
D.f(x+1)+1
分析:先根據(jù)函數(shù)f(x)的解析式進行變形與轉(zhuǎn)化處理,確定函數(shù)f(x)的對稱中心,然后通過函數(shù)圖象的平移變換,使得變換后的函數(shù)圖象的對稱中心為(0,0),吻合奇函數(shù)的基本性質(zhì),從而得到答案B.
點評:根據(jù)以上問題及其破解,進一步深入研究,總結(jié)規(guī)律,提升思維品質(zhì)的廣闊性,可以得到一般性的結(jié)論——若函數(shù)y=f(x)的圖象關(guān)于點(m,n)(m,n∈R)中心對稱,則函數(shù)y+n=f(x+m)的圖象關(guān)于坐標原點O(0,0)中心對稱,即函數(shù)y=f(x+m)-n為奇函數(shù).
3 思維的深刻性
思維的深刻性是指深入鉆研與思考問題,深刻認識事物,善于挖掘復(fù)雜事物的內(nèi)涵,把握問題的本質(zhì)屬性,努力克服思維的表面性與絕對化,不被表面現(xiàn)象所迷惑,從而得到新看法、新結(jié)論等,深層研究.
例3? 如圖1所示,已知正方體ABCD-A1B1C1D1,M,N分別是A1D,D1B的中點,則(? ).
A.A1D與D1B垂直,MN∥平面ABCD
B.A1D與D1B平行,MN⊥平面BDD1B1
C.AD與D1B相交,MN∥平面ABCD
D.A1D與D1B異面,MN⊥平面BDD1B1
分析:通過證明A1D⊥平面ABD1,以及MN是△ABD1的中位線,可判斷選項A正確;根據(jù)異面直線的判定可知A1D與直線D1B是異面直線,可判斷選項B錯誤;根據(jù)異面直線的判定可知AD與D1B是異面直線,可判斷選項C錯誤;由MN∥AB,可知MN不與平面BDD1B1垂直,可判斷選項D錯誤.
點評:借助空間線面位置關(guān)系的判定定理與“性質(zhì)”定理來分析,考查邏輯推理與空間想象能力,對數(shù)學思維的深刻性有很好的培養(yǎng)與提升,盡顯思維的深刻性其能,順利解決問題.
4 思維的靈活性
思維的靈活性是指思維活動在選擇知識、切入角度、運用方法、開展過程等方面的靈活程度.在教學過程中,克服思維定式,往往通過“一題多解”“一題多變”“多題一解”“多題一法”等形式加以展開,多側(cè)面進行分析與思考,提高創(chuàng)新性與靈活性.
例4? 已知F1,F(xiàn)2是橢圓C:x29+y24=1的兩個焦點,點M在C上,則|MF1|\5|MF2|的最大值為(? ).
A.13
B.12
C.9
D.6
分析:根據(jù)題目條件,結(jié)合兩個焦半徑的乘積,在基本不等式背景、函數(shù)背景以及焦半徑公式等背景下,從不同的思維視角來切入,利用不同的知識來確定對應(yīng)的最值問題,實現(xiàn)數(shù)學思維的靈活性,達到一題多解的目的.
解法1:基本不等式法.
由橢圓C的方程x29+y24=1,可知a=3,
而點M在C上,利用橢圓的定義可得
|MF1|+|MF2|=2a=6.
利用基本不等式,可得
|MF1|\5|MF2|≤|MF1|+|MF2|22=9,
當且僅當|MF1|=|MF2|=3時,等號成立.
所以|MF1|\5|MF2|的最大值為9.
故選:C.
解法2:距離公式法.
由于F1,F(xiàn)2是橢圓C:x29+y24=1的兩個焦點,則a=3,b=2,c=5,
可得F1(-5,0),F(xiàn)2(5,0).
設(shè)M(x,y),其中-3≤x≤3,則有
y2=41-x29,
于是可得
|MF1|\5|MF2|
=(x+5)2+y2·(x-5)2+y2
=59x2-9=9-59x2≤9,
當且僅當x=0時,等號成立.
所以|MF1|\5|MF2|的最大值為9.
故選:C.
解法3:焦半徑公式法.
由于F1,F(xiàn)2是橢圓C:x29+y24=1的兩個焦點,則知a=3,b=2,c=5,
可得橢圓C的離心率e=ca=53.
設(shè)M(x,y),其中-3≤x≤3,
結(jié)合橢圓的焦半徑公式,有
|MF1|=a+ex=3+53x,
|MF2|=a-ex=3-53x.
于是|MF1|\5|MF2|=9-59x2≤9,當且僅當x=0時,等號成立.
所以|MF1|\5|MF2|的最大值為9.
故選:C.
點評:從以上問題所對應(yīng)的三種思維視角切入,借助不同的數(shù)學知識與數(shù)學方法來破解,殊途同歸,消除學生思維定勢的消極影響,進行“一題多解”訓練,充分展示數(shù)學思維的靈活性.
5 思維的批判性
思維的批判性是指有主見地評價事物,嚴格地估計思維材料,精確地檢查思維過程,是思維過程中自我意識作用的結(jié)果.在數(shù)學解題過程中,對一些問題進行深入研究,自我鑒別,深層挖掘,發(fā)現(xiàn)問題,辨析真假,培養(yǎng)學生思維的批判性.
例5? 已知f(x)=3sin x+2,對任意的x1∈0,π2,都存在x2∈0,π2,使得f(x1)=2f(x2+θ)+2成立,則下列選項中,θ可能的值是(? ).
A.3π5
B.4π5
C.6π5
D.7π5
分析:結(jié)合題目條件,利用邏輯關(guān)系確定三角函數(shù)的最大值與最小值,對θ的可能取值進行分類討論,分別確定在不同背景下三角函數(shù)的取值情況,進而得以分析與判斷,實現(xiàn)批判性思維的發(fā)展.
點評:巧妙綜合邏輯推理與三角函數(shù)的圖象和性質(zhì),借助題目創(chuàng)新情境確定三角函數(shù)的最值情況,再通過三角函數(shù)的圖象與性質(zhì)確定限制條件下的最值情況,對比分析、判斷,深層挖掘,辨誤駁謬,有效破解綜合應(yīng)用問題,培養(yǎng)學生思維的批判性.
有意識地借助一些高考典型真題實例,合理引入課堂教學與學生學習,巧妙引導(dǎo),加強督促,結(jié)合學生的參與和訓練,能夠很好地提升數(shù)學的思維品味,提高數(shù)學能力,受益終生.合理培養(yǎng)學生的思維品質(zhì),使學生真正學有所得,真正實現(xiàn)教學相長.