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培养学生思维的严密性

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思维严密性是数学思维活动的主要特点之一,思维的严密性包含了思维的科学性、辩证性、深刻性和逻辑性。由于受认知水平和年龄特征等因素的影响,初中生在进行数学思维活动的过程中常常出现思维不严密现象,因此需要在数学教学的各个环节中努力培养学生思维严密性

一、在变式教学中培养思维严密性

变式教学是应用变式题进行教学。在变式教学中,可以对原题的题设进行变式,也可以对原题的结论进行变式。变式教学必须抓住问题的核心内容适当进行变式,引导学生关注问题的不同方面、转化观察问题的不同角度及感受问题的不同深度,从而引导学生发现变化中不变的本质,适应数学问题的不断变化,加深对数学问题的理解,提高思维的严密性。

【例1】如图1,ABC的角平分线BD和CD交于点D,试猜想∠BDC和∠A的关系,并说明理由。

为了进一步让学生感受三角形角平分线的夹角与三角形内角的关系,可以对上述原题的题设进行变式,从而得到以下变试题:

变式1:如图2,ABC的外角平分线BD和CD交于点D,试猜想∠BDC和∠A的关系,并说明理由。

变式2:如图3,已知ABC,∠ABC的内角平分线BD和∠ACB的外角平分线CD交于点D,试猜想∠BDC和∠A的关系,并说明理由。

通过原题和两个变式题的练习,让学生分别感受由两条内角平分线构成的钝角与∠A的关系,由两条外角平分线构成的锐角与∠A的关系,由一条内角平分线和一条外角平分线构成的锐角与∠A的关系,从而使学生能活用三角形的内角和定理与三角形外角定理,加深对此类问题的理解,发现这些变式题之间的实质联系,进而提高解决问题的能力,提高思维的严密性。

二、在计算教学中培养思维严密性

计算教学中,既要培养学生解题的基本技能,又要培养学生挖掘隐含条件的能力。所谓“隐含条件”,是相对“显条件”而言的,是数学问题中已知条件(显条件)没有明确表明,且对解决问题至关重要的一些条件,如数学中的性质、公式、定理等。如果在解题中由于思维的不严密,忽视这些隐含条件,往往会造成解答的不完整。

【例2】已知x1,x2,是关于x的方程■x2-(m+1)x+m2+m=0的两个实数根,且S=x21+x22,当m为何值时,S有最小值?最小值是多少?

学生错解:根据题意知x1+x2=4(m+1),x1x2=4(m2+m),所以S=x21+x22=(x1+x2)2-2x1x2=[4(m+1)]2-8(m2+m)=m+■2-2,当m=-■时,S有最小值-2。

上述解答过程看似正确,但从结果看,S=x21+x22的值不能为负数,因此解答有误,错解忽视了参数m的取值范围。根据方程有两个实数根得到“?驻≥0”这个隐含条件,知(m+1)2-4×■(m2+m)≥0,进而解得m≥-1,由上解知二次函数S=8m+■2-2图像的对称轴为m=-■,当m≥-1时,S随自变量m的增大而增大,所以当m=-1时,有最小值,最小值为S=0。

通过对错解的分析,使学生发现了错误的原因,锻炼了其挖掘隐含条件的能力,提高了学生思维的严密性。

三、在证明教学中培养思维严密性

几何证明教学中,要引导学生找到题目中题设与结论之间因果关系的关联所在,对这种因果关系进行有条理、有层次、有系统、有步骤的说明,如果在某一步骤的说明上因为思维的不严密出现了脱节,就会造成推理论证的不严密性。因此,在几何证明教学中要引导学生对题目进行正确、全面的分析,在书写证明过程之前要弄清楚哪些需要证明,哪些不需要证明,哪些需要先证明,哪些需要后证明,这些都弄清楚之后再书写证明过程,从而培养学生思维的严密性。

【例3】在ABC中,∠ABC=90°,∠C=30°,边AC的垂直平分线交BC于点D,交AC于点E,连接BE,求证:BE是DEC外接圆的切线。

学生错解:如图4所示,取CD的中点O,连接OE,OC=OE,∠OEC=∠C=30°,∠DOE+∠C=60°,DE为AC的垂直平分线,E为AC的中点,又∠ABC=90°,BE=CE,∠EBC=∠C=30°,∠BEO=180°-(∠EBC+∠DOE)=90°,又OE为半径,BE是DEC外接圆的切线。

上述解法忽视了一个需要证明的条件:DC为DEC外接圆的直径,DC的中点是圆心。造成这种现象的原因在于学生对定理“90°的圆周角所对的弦是直径”题设与结论的关系理解上存在“想当然”。在学生心中,“有圆就有直径”的观念非常清晰,而且题目中有条件,所以CD是直径就不用证明了。然而作为几何证明题,要根据公理和定理进行严格的推理论证,即使是简单的结论,也要进行推理证明。

通过对错解的分析,使学生发现了思维的缺陷,明白了简单的结论也要证明,培养了思维的严密性。

四、在试卷讲评中培养思维严密性

数学试卷讲评课是学生在考试之后,教师对其讲解、分析和评价的一种课型,可对学生已学的知识起矫正、巩固、充实、完善和深化的重要作用,是知识的再整理、再综合、再运用的过程,也是寻找学生失分的原因和思维误区的过程。在讲评课上可以与学生对话,暴露学生解答失分题目时的思路,分析产生错误的原因,寻找思维不严密之处,并进行有针对性讲评,从而培养学生思维的严密性,提高其解题能力。

【例4】已知关于x的二次函数y=-x2+ax(a>0),点A(n,y1)和B(n+1,y2)都在二次函数的图像上,其中n为正整数,y1=y2,请说明a必为奇数。

在课堂上,我先让一位学生说了他的解答,学生默认为a是整数,于是我提示他是不是认为a如果不是奇数就是偶数?可能是小数吗?他恍然大悟。

在讲评课上,教师不要急于指出学生的错误,最好通过与学生的对话并进行适当的引导,让学生自己发现错误和思维的误区,并自己纠正错误,完善思维,进而提高思维的严密性。

五、在编题练习中培养思维严密性

学生编题是根据学生对所学知识的理解,在给出某个数学对象的基础上,进行再加工、再创造后,编拟出新的数学问题,培养学生的分析能力、联想能力、综合能力以及思维的灵活性。同时,由于学生知识面不广泛以及思维缺乏严密性,在编题时会出现一些错题,教师应针对学生编题的具体情况进行有针对性的指导,找出因思维不严密而造成的不当之处,提高编题的有效性。

【例5】在复习应用题时,教师设计了这样的题目:大贺卡3元/张,小贺卡2元/张,请你添加合理的情境和数据,使之成为一个完整的实际问题,并能运用所学的知识来解决。现摘录学生编制的一个题目。

学生:小明“五一”节去超市买贺卡12张,其中大贺卡3元/张,小贺卡2元/张,付了30元找回7元,问小明买了几张大贺卡?

对于该生编错的题目,我请该生通过计算答案反思问题原因,从而解决了编题中的错误。

通过编题练习,学生明白了编题要目的明确、表述清楚、准确无误、设问可解、符合实际、全面考虑,有效培养了学生思维的严密性。