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应用逆向思维创新中学数学课堂教学的可行性分析

2021-09-28邓国军

求知导刊 2021年31期
关键词:逆向思维高中数学

邓国军

摘 要:逆向思维是一种创造性思维,是学生在数学学习中表现出的创新能力,运用逆向思维可以解答很多运用正向思维无法解答的问题。因此,在中学数学课堂中,教师应运用逆向思维教学,培养学生的数学逆向思维,指导学生运用逆向思维解答数学问题。教师要在基础教学中渗透逆向思维,培养学生运用逆向思维的兴趣,使学生能够运用逆向思维解决多样化问题。教师可以帮助学生理解数学概念的反问题、运算定律的逆运用、不等式、转化分式方程以及逆否命题等数学概念,总结反证法与间接法等数学思想方法。教师在高中数学教学中,通过落实以上逆向思维的应用,指导学生根据具体情况,灵活运用逆向思维分析和解答各类数学问题,能够更好地培养学生的逆向思维。

关键词:逆向思维;高中数学;基础概念

中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:2095-624X(2021)31-0057-02

与初中数学相比,高中数学无论是在难度上,还是数量上,都有了较大幅度的提升,对学生的认知能力、思维能力和学习能力等提出了更高的要求。学生会发现很多数学题目无法通过正向思维解答,需要运用逆向思维进行分析与解决。根据哲学原理,事物都有正反两面,很多时候解决问题无法从正面着手,这时候变换角度,从侧面或者反面着手,往往能够得到意想不到的效果。在高中数学教学中,教师应明确培养学生数学逆向思维的重要意义,根据数学逆向思维的概念,结合具体的数学知识内容与题目类型,指导学生如何应用逆向思维解决数学问题,逐步引导学生形成数学逆向思维,提升学生的解题能力。

一、培养学生应用逆向思维的兴趣

兴趣是促进个人思考与学习的基础,教师要在高中数学教学中培养学生数学逆向思维,先应培养学生运用逆向思维的兴趣[1]。教师可以根据数学课程的主题与主要内容,引入一些经典的例题,或者运用生活化的事例,让学生初步认识逆向思维的概念和重要作用,再通过示范解答,让学生认识到运用逆向思维解答问题的优势,以此为基础在学生脑海中初步构建逆向思维,培养学生运用逆向思维解题的兴趣。

例如,这里有三个等式成立:①x-y=z;②2x2-2x+z=0;

③2y2-2y+z=0,求z的值。对于这道题目,教师可以先让学生利用所学知识,根据题目试着自行解答。很多学生无法正确解答,或者用时比较长,主要是因为学生如果运用正向思维解题,一般会用消元法求值,有三个未知数与三个等式,理论上能求出数值,但是由于未知数较多,运用消元法求值过程十分烦琐,学生很可能出错。因此,教师可以指導学生试着运用逆向思维分析和解答问题:可以看出题目中的等式②与等式③除未知数不一,其余项目一致,通过逆向运用一元二次方程定义,可将x与y看做二元一次方程2a2-2a+b=0的两个解,结合韦达定理可以得出x+y=1,xy=z/2,再根据①式,以及(x-y)2=(x+y)2-4xy,代入相关数值,得到简单的一元二次方程z2=1-2z,得出z=-1±2。教师通过演示讲解,能让学生认识到逆向运用定义可以简化求解过程并提高解题效率,能促进学生运用逆向思维解题。

二、在基础规则教学中渗透逆向思维

在高中数学教学中,为了提升逆向思维的教学效果,引导与促进学生运用逆向思维解答各类问题,教师还需要在数学基础教学中渗透逆向思维[2]。高中数学知识中包含非常多的可逆定理、可逆法则等,教师充分利用这些资源,可以让学生融会贯通各类知识,在逆向思维的引导下更好地解答各类问题。

例如,反证法是高中数学中常用的数学证明方法,一般是先否定命题的结论,将命题结论的否定假设为已知条件,之后通过正确而规范的逻辑推理,得出的结果与已知条件、数学公理法则相矛盾,如果出现类似的矛盾,则说明假设不成立,所以可以从反方向证明命题。教师可以先为学生讲解反证法的运用步骤:一是反设,是根据命题的结论做出相反假设;二是归谬,将上步的假设当作条件,运用正确而规范的逻辑推理,得出矛盾的结论;三是结论,说明假设不成立,得出原命题成立。通过运用反证法,学生可以快速解答选择题与判断题,也可以解决应用题。最后,教师可以出一些题目让学生试着运用逆向思维解答,比如,有实数a,a≠0且a≠1,函数y=(x-1)/(ax-1),x∈R且x≠1/a,请证明过此函数图像任意两个不同点的直线不平行于x轴。对于这个题目,学生运用逆向思维,便可以先反设,即假设过此函数图像任意两个不同点的直线平行于x轴,之后根据平行的结论开展逻辑推理,推理出与数学公理或者是已知条件的矛盾之处,从而得出正确的结论。学生运用逆向思维解答问题,可以简单而快速地证明数学题目,提升解题的效率。

三、应用逆向思维解决多样化问题

通过以上分析我们可以明确,数学逆向思维的作用巨大,对于培养学生思维能力,提升学生的解题能力等具有重要的意义。为了让学生更好地巩固逆向思维,教师还可以根据高中数学知识,为学生提出多样化问题,指导学生进行巩固练习[3]。

(一)数学概念的反问题

在高中数学中运用逆向思维解决多样化问题,先要解决与数学概念相关的反问题。如偶函数:若对于定义域内任意一个x,都有f(-x)=f(x),那么f(x)被称为偶函数。根据这个概念,教师可以出示与偶函数相关的题目,让学生试着结合偶函数的概念进行逆运用,解答问题:已知函数f(x)=(m-1)x2-mx+2为偶函数,请比较f(0.75)和f(a2-a+1)的大小。在学生自主解答后,教师再进行讲解。教师还可以出示与指数函数相关的题目,让学生继续运用逆向思维解答:函数y=(a2-3a+3)ax为指数函数,那么a=? 这道题目学生需要根据指数函数的定义解答,a2-3a+3=1,a>0且a≠1,因此a=2。

(二)运算定律的逆运用

高中数学包含很多运算定律,教师通过教学生将运算定律进行逆运用,将公式和题目条件进行逆运用,能够强化学生的逆向思维,使学生可以更好地解答复杂的问题。比如,教师可以先指导学生复习对数的运算定律,然后出示相关题目,让学生利用对数的运算定律解答,如求值lg22+lg5lg2+lg5;还可以让学生复习三角公式的概念,让学生逆用三角公式解答相关题目,比如,将

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