书城教材教辅中学理科课程资源-培养数学素养
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第19章 数学能力(3)

创造性思维就像种子一样,需要一定的环境:包括土壤、气候、科学的灌溉、施肥、培养等才能发芽、生根、开花、结果。我们教师就是要创造一个环境,如:营造民主宽松的课堂气氛、鼓励对常规思路挑战、引发更多的质疑等等。让学生插上思维的翅膀,在联想的天空中翱翔,让他们感觉到:创造,我也行。

三、培养学生创新思维的哲学思考

创新精神是人的能动性的一种特殊表现,它以不循常态、另辟蹊径为标志。这种不满足既有状态而着力开拓的思维方式,就是创造性思维方式。在马克思主义看来,创新精神和创造性思维是一个统一的整体。在这个系统中,解放思想和实事求是是创新的前提和基础;辩证法是创新方法的核心,创新精神和创造性思维统一在实践的基础上。

要创新就必须有合理想象和创造性思维。这就要求我们以科学理论为指导,面对实际,敢于提出新问题,解决新问题。邓小平同志运用辩证唯物主义和历史唯物主义,从实际出发为解决台湾、香港、澳门问题,提出了“一国两制”的伟大构想。这一构想是邓小平对马克思主义国家学说的创造性发展,港澳的实践证明了这一构想的正确性。如果固守成规,不从实际出发进行创造性思维,就不可能提出这一构想。

江泽民同志也说过:创新是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达不竭的动力。我们可以这样理解:如果没有创新,而是一味地模仿,人云亦云,或束缚于传统的旧的框框条条,就永远不能赶上、更不能超过发达国家。当前我国已进入全面建设小康社会,加快推进社会主义现代化的新的发展阶段,我们将面临许多新情况、新问题、新考验。正确认识和解决这些新情况和新问题,经受住新考验,就不能套用现存的模式,也不能照搬原有的经验,必须发扬创新精神,运用创造性思维,创造性地应对实践中遇到的挑战,才能将建设有中国特色的社会主义事业不断推向前进。

21世纪是知识经济占主导地位的世纪。知识经济是以知识为基础的经济,这种经济直接依赖于知识与信息的生产、扩散和应用。在知识经济时代,创造能力,包括知识创新和技术创新。知识创新的目的是追求新发现、探索新规律、创立新学说、创造新方法、积累新知识。知识创新是技术创新的基础,是新技术和新发明的源泉,是促进科技进步和经济增长的革命性力量。知识创新为人类认识世界、改造世界提供新理论和新方法,为人类文明进步和社会发展提供不竭的动力。要使一个国家、一个民族有创新,就必须对下一代进行教育和培养,而对青年学生,尤其是中小学生的创新意识、创新能力的培养,除家庭和社会的因素外,教师的培养起关键作用。

中学时代的学生,其世界观、方法论正处于形成至成熟之间,需要教师的正确培养和引导。如何培养学生的创造性思维?我个人认为培养的前提是发现,教师要做伯乐。那么,怎样去发现学生的创造性思维呢?这里就有对学生进行正确的评价的问题。对学生的创造性思维的发现与评价,最忌将学生一下子看死,挫伤学生的自尊心、自信心。请看一下拉瓦赫的例子:

奥托·拉瓦赫是诺贝尔化学奖的获得者,他的成长过程极富有传奇色彩。开始其父母为他选择文学,不料,一学期下来,老师的评语是:拉瓦赫很用功,但过分拘泥。这样的人不可能在文学上有所建树。以后其父母又让他改学油画。可拉瓦赫不善于构图,又不会润色,绘画成绩在班上倒数第一,学校的评语是更让他难以接受:你在绘画方面是不可造就的人才。面对如此“笨拙”的学生,绝大多数老师认为其成才已无望,只有化学老师认为他做事一丝不苟,具备做好化学实验应有的素质。建议他改学化学。其父母接受了这一建议。这下拉瓦赫智慧的火花得以闪现。文学艺术上的“不可造就之才”一下变成了公认的在化学方面“前途远大的高材生”。

这一事例给了我们许多启示。在此我只想侧重说明一点,即对学生的评价要客观、公正、全面,尤其是对学生的潜力、发展前途等评价,不能片面、孤立、静止地评价一个学生。不能认为一门功课不理想,其他全不好;或者一次考试成绩差就永远差,就是笨蛋!一次成绩不太好,只能说明这次有关知识掌握不牢靠或发挥失常或有生理疾病等。这是从学生方面找原因,也是传统的习惯思维方法,我们是否可以换一个角度,从教师方面找一找呢?比如老师上课无激情,干巴巴的枯燥无味,使学生失去兴趣,还有一个很重要的方面就是:没有培养、激发学生的创造性思维。

创造性思维有一个很重要的表现是,敢于打破常规,进行逆向思维。例如司马光看到小孩掉进水缸,若按常规让人脱离水,就不可能救人,因为当时司马光无论是高度还是力气均不足以将落水小孩从水缸中救出。但是司马光打破常规,使水脱离人,用石块打破水缸,救了落水小孩。又如亚里士多德认为,如果物体由同一高度在空中落下,重物快,轻物慢。但伽利略对此表示怀疑。伽利略不被常规所限,发挥创造性思维,进行科学设想,发现了自由落体定律。事实和科学均证明了伽利略的怀疑是对的。但时至今日,传统的错误的教学模式仍在压抑甚至扼杀学生的创造性思维,对学生进行满堂灌、填鸭式的教学,不能激发学生创新思维。在此略举一二可见其弊:小学语文、数学偏难,不利小学生的合理想象和创新,作业量太多太大,不符合小学生成长的生理规律;初中政治常规填空题答案过于死板,有害于学生创造性思维;初三学生在校时间太长,这不仅对学生的身心健康不利,而且压抑、扼杀学生的创造性思维。为何不能使学生有自由支配的时间、劳逸结合、活跃身心,发挥其充分合理想象进行创造性思维?这种拼时间、打疲劳战的传统,据我所知,在很多学校尤其是初三年级是普遍存在的。这样做,看似抓了时间,实则浪费时间。因为这样做,学生是被动学习,其积极性、主动性未发挥,难以调动其兴趣,创造性思维从何谈起?所谓磨刀不误砍柴工,就是要改变这种不合理状况,科学合理安排时间。据报载,美国中小学考试比中国容易,中国中小学生考试成绩总体超过美国学生,但动手能力、创造发明方面中国学生不如美国学生,换句话说,美国学生总体素质并不比中国学生差。这里有一个很重要的原因就是美国很注重培养青少年学生的创新思维。

结合教育教学实际,我在培养学生创新思维方面作了一些有益的尝试。

针对传统教学模式中学生不感兴趣、缺乏动力,更谈不上创造精神、创新思维这一情况,可采取了激发学生兴趣的一系列措施:例如建立不同层次的兴趣小组(经济学、哲学、时政)、进行参观调查访问、写调查报告、小论文、时政知识竞赛等,调动学生积极性。俗话说兴趣是最好的老师。学生可以将学到的书本知识与国内外重大时事政治以及日常社会生活的实际相结合,既提高了学习政治的兴趣,又一改过去传统的单调枯燥的说教,培养了学生动手能力和理论联系实际能力,充分发挥了学生主体作用,激发了其创新思维。按照心理学家马斯洛的观点,人的需要主要分五个层次,由低到高依次为:生理的需要、安全的需要、归属与爱的需要、尊重的需要和自我实现的需要。其中尊重的需要包括希望获得别人的尊重和自己尊重自己的两层含义。自尊自信能帮助我们树立远大理想,选择奋斗目标,使我们有勇气排除困难,锲而不舍地为实现自己的目标奋斗。缺少自尊自信,就像一艘搁浅的舰船,难以通向成功的港湾。古今中外事业有成的人,都有强烈的自尊心和自信心。因此,老师教育培养学生千万不能挫伤其自尊自信,更不能侮辱人格。有的学生性格内向,或有自卑感,还有的学生比较骄傲,这都需要教师优化学生性格:对于自卑的人要善于发现其闪光点、发现其长处;对于自高自大的人要指出其不足,不能将学生一棍子打死。就像开头所说拉瓦赫的例子,如果拉瓦赫的化学老师也如大多数教师那样,那么拉瓦赫便真的会“不可造就”了。我通过尊重学生人格,激励学生自尊自信.优化学生性格,发现学生闪光点,调动学生兴趣,培养学生创造性思维,较好取得了成效,自1977年恢复高考制度以来,在多年高考中本人所教政治学科成绩无论是优秀率还是平均分都比较理想,有数10名学生考取了大学政治系(科)学习,受到了同行和学生的好评。

作为世界观和方法论,创新精神和创造性思维与具体的创新活动的关系是一般与个别的关系。它渗透在创新过程中,通过指导具体的创新活动,并推动实现具体的创新,从而促进我国经济、社会发展。党的十五届六中全会在新的形势下重申了创新的重要性和全面创新的紧迫性,强调要以宽广的眼光观察当今世界和中国,以与时俱进的思想观念和奋发有为的精神状态开展工作,不断推动理论创新、体制创新和科技创新。国家前任主席江泽民同志在北京师范大学百年校庆讲话和十六大报告中,又分别深刻阐明了坚持教育创新的重要观点及其深远意义。理论创新是体制和科技创新的前提和基础,只有实现理论创新,才能搞好体制和科技创新,从而顺利改善和发展生产关系,实现生产力的革命性进步与跨越式发展。而要做到这些,就离不开创新精神和创造性思维方法。群众是创新实践的主体。因此,从民族进步和国家兴旺发达的高度认识创新精神和创造性思维在我国经济和社会发展中的重要作用,必须培养全民的创新素质,尤其是注重对青少年的创新精神的培养。当然创新精神、创新能力的培养是一个较为复杂的系统工程,要有科学的理论为指导,从实际出发,激发学生的兴趣,发现评价学生的潜能,要全面发展的看待学生而不是孤立静止地一下子将学生看死,允许学生展开合理的想象,打破传统的旧框框条条的束缚,将马克思主义的唯物主义、辩证法、实践的观点有机结合起来,以达到学生创新思维培养的最佳境界。

四、高中数学思维能力培养之重要性

我们对周围世界的认识过程,从感觉、知觉到表象,都是我们对周围世界的直接反映,是对客观事物的个别属性、整体和外部联系的反映。然而,并非一切事物都是被我们直接地感知到,还需要以一定的知识为中介,间接地去反映和认识客观事物,这就是思维,它是认识的高级阶段。

高中数学的特点,就是更加注重对于思维能力的培养。它要求一位高中生,不再是简单地去认识、记忆一些数学现象与数学问题。它强调的是同学们在以往学习的基础上,对于自然界数的概念,有一定的认识,具备一些基本知识的前提下,主观能动地去学习,即自学能力,能够独立地去思考,分析问题的能力,这一点是与以往的学习迥然不同的。例如,这样一个问题,对于二次函数y=ax2+bx+c(a≠0),在初中,同学们知道,当a>0时,则函数y具有极小值(4ac-b2)/4a,当a<0时,函数具有极大值,(4ac-b2)/4a。作为一个高中生,这样简单地记住是远远不够的,记得,我在上课时曾经提问这个问题。一些同学能够很快地给出关于二次函数极值问题的答案,但是当我问这是为什么原因时,同学竟然茫然不知所答。显然这些同学并未真正理解并掌握这个知识点,所以就不能运用它解决一些关于函数的问题,如对于y=e(-x2+2x+3)写出它的值域以及单调区间,有些同学就感到束手无策,实际上对于,y"=-x2+2x+3,这个函数,同学们应该知道它的图像是一条抛物线,由于a<0,开口向下,以x=1为对称轴,如右图,当x从-∞→1时,y"随x的增大而增大,y也随x的增大而增大。当x从1→+∞时,y"随x的增大而减少,y也随x的增大而减小。

对于求函数值域,从图像上把握或者把y"=-x2+2x+3变形为y"=-(x-1)2+4,就可以得到,当x=1,y"具有最大值4,y具有最大值e4,可见,在真正理解掌握,知识的前提下,就能够化知识为能力,不再死搬硬套,那么问题也就迎刃而解了。因此,对于在课堂上强调培养学生能动地去思考分析问题的能力的重要性可见一斑。

在整个高中数学,加上学生已有对数学的一些认识,牵涉到的概念、定理是不计其数的,不在理解的基础上,加以灵活应用,学生学的只是一些“死”的知识。有些学生只是记住一些题目,想想老师以前似曾这么讲过,这些都不能很好的学好数学,只要注重数学思维能力的培养,才能建立良好的学习态度,培养对数学的浓厚的兴趣,这才是学好数学的有效途径,那么,数学的思维能力,包括什么内容呢?大致上可以分成五个方面:

第一个方面,是理解概念、应用概念解决问题的能力。理解能力是学习数学的基础,我们必须把握概念的本质,从而能够应用概念去解决问题,例如,求两个集合的交集,同学应该知道,交集是两个集合元素共同部分组成的一个集合,那么有针对性地应用这个概念去寻找两个集合的公共部分,问题就解决了,有些同学之所以不能区分,交集、并集的概念,就在于不注重对概念的理解,以致做很多的题目,也只能是事倍而功半了。

第二个方面,是推理判断的能力。这要求同学们在理解概念的基础上,进一步展开,从而推导出结果,判断命题的正确性,这主要体现在几何证明题的推证上。有些同学平时不注意培养自己的推理能力,题目做不出来,不经思考抄作业,也不去判断题目的可能性,结果遇到要解决的问题,朦朦胧胧地有一点知道却不知如何下手。

第三个方面,指分析综合的能力,指能对一个数学问题的已知、求证的性质,展开、比较、再把各个部分联系起来的一种能力,例如,对于空间的一条直线a与平面,已知直线不在平面内,且直线a平行于平面内一条直线b,求证,直线a平行于平面。

分析:直线a不在平面内,我们知道直线a与平面平行或相交,若直线与平面相交,那么,必定与平面交于直线b外一点A(因为两直线平行),那么过点A作平面内直线b的平行线c。根据平行公理,就知a平行于c,这与直线a、c相交A相矛盾。那么直线a与平面相交不可能。所以直线与平面平行。通过这样一个问题,就要求学生具备一种分析综合的能力。教学中,一定要注意、引导学生自己去思考,分析问题、逐步培养学生的这种能力。

第四个方面,指空间想象、联想的能力。它主要是指学生能对一些平面图像,平面直观图,能够明确它的实际的立体图形,从而帮助自己分析问题。联想指对于一个数学问题,同学们能够把它跟自己学过的知识联系起来,从而应用知识解决问题。