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浅谈高等数学发散思维教学*

2013-12-10孟立平王国兴

菏泽学院学报 2013年2期
关键词:变通一题二阶

孟立平,王国兴

(兰州商学院信息工程学院,甘肃 兰州730020)

发散思维,就是求异思维,它是一种创造性思维[1].它的思维方式就是从已知信息出发,从多角度、多层次去思考,从而产生新的、独特的结论和解决问题的途径.它包括横向发散、纵向发散、求异发散和穷举发散.它的特点是多向性、变通性、流畅性和独特性,即思考问题时注重多思路、多方案,解决问题时注重多途径、多方式.它要求善于联想、思路宽阔,要求分解组合,引申推导、灵活变通.

对于同一个问题,从不同的方向、不同的层次横向拓展、逆向深入,采用探索、转化、构造、分解等方法得到最佳的解法和方案.只有通过发散思维,才能获得可供分析,综合的信息,以便对问题进行全面、深入的研究.在探索中掌握知识的内在联系,深刻的理解知识、巩固知识和灵活的运用知识.

发散思维在高等数学教学中的典型体现就是“一题多解”和“一题多变”,发散思维贯穿着高等数学教学的各个方面.本文结合题例,讨论“一题多解”和“一题多变”,探讨在高等数学教学中对学生发散思维能力的培养问题.

1 一题多解[2]

例题1 设f(x)在[0,1]上具有二阶导数,且f″(x)<0,求证:

分析2 考虑到题目涉及定积分,于是想到对f(x)的原函数进行泰勒展开式.

分析3 将积分上限常量看成变量,构造辅助函数两次使用Lagrange 定理来证明.

所以F(x)在[0,1]上单调递减,F(1)≤F(0),即:.

2 一题多变

2.1 将例题1 中的积分区间推广为[a,b]的情形

例题2 设f(x)在[a,b]上具有二阶导数且f″(x)≤0,求证:.

由定积分的性质可得:

因为F(x)在[a,b]单调递减,所以F(b)≤F(a),即:.

2.2 将被积函数f(x)变成f(xn)的情形

例题3 设f(x)在[0,1]上具有二阶导数且f″(x)<0,求证.

两边积分得:

证毕.

2.3 将区间变为[0,a],被积函数变为f(u(t))的情形

例题4 设f(x)在[0,a]上具有二阶导数且f″(x)≥0,u(t)为任意连续函数,求证:.

证明 由题设知,f(u(t))在区间[0,a]连续,两端的定积分均存在,将区间[0,a]n 等分,令:

则:

3 结束语

通过上述问题的讨论可以看出,在高等数学的教学中,所体现出的发散思维的最大特征是发散性、可变性、变通性、独特性.高等数学发展的实质就是创新,而发散思维是创新思维的重要成分,所以,在高等数学的教学中应当重视学生发散思维能力的培养.

培养发散思维的方法很多,一题多解是一种重要的方法,通过一道习题抓一类问题,让思维从多个角度,多个方面、以各种观点去分析、去思考,扩充思维领域、培养思维机遇,从多渠道求异途同归的解题新方法;一题多变是另一种重要方法,它使知识纵向深入,横向扩散,从而培养学生分析问题、解决问题的能力.

发散思维是一种求异式、展开式思维,思维从一点出发,可以沿着不同的方向展开,我国数学家徐利治教授指出:“数学中的新思想、新概念和新方法往往来源于发散思维.”他总结概括出了数学创造能力公式:创造能力= 知识量× 发散思维能力.可见发散思维在数学学习中起着非常重要的作用.

[1]宋枚,王爱云,马军英.在高等数学教学中培养学生创造性思维能力[J].山东师范大学学报:自然科学版,2002,3(1):81-83.

[2]阎溯,柳森,董芳驰,等.从一道试题谈一题多解与多变[J].高等教育研究,2002,5(4):44-46.

[3]刘玉琏,傅沛仁.数学分析讲义(上、下)[M].第3 版.北京:高等教育出版社,1992.

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