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数学逆向思维探究

2020-12-13姜雪飞邓飞燕

关键词:逆向思维教育教学

姜雪飞  邓飞燕

摘 要:逆向思维是指在教学活动中,学生由问题的结论出发,通过分析结论,找到关键点,再综合已知的条件,最终解决问题的一种方法。这种解题方法在小学数学教学中,应用得极为广泛。可是由于思维惯性,学生对于逆向思维的积极性不高。如何培养的逆向思维,成为我们现在所要考虑的现实问题。教育来源于生活,我们是否可以从生活找到一些案例,引导学生锻炼逆向思维能力呢?答案是肯定的。在象棋对局过程中,整个对局其实就是一种逆向思维。对局中,我们主要目的在于杀和,进攻对方的将(帅)。为了达到这一目的,我们需要在开局阶段先确定一个基本的战略,这一阶段就是象棋中常说的布局。当布局完成之后,棋手们需要寻找中局的进攻方向,通过一系列的运子、兑子、弃子等,将进攻棋子运送到需要的位置,为残局杀和做准备。这就是生活中最常见的案例之一。

关键词:逆向思维 象棋对局 教育教学

中国象棋是中国古代先民们留给我们的遗产之一。它来源于古代的战争,是古代将军们作战的沙盘;它又高于战争,成为古代社会的一个缩影。在现代社会,象棋更是成为社会生活的一种文化符号。它早已深入人们的生活,已经成为人们生活中必不可少的娱乐。著名教育家陶行知认为:教育来源于生活。教育是生活的一部分,象棋也不例外,它对我们的教学活动影响非常大。中国首批象棋特级大师杨官璘指出:象棋是一门艺术。它利用了斗争性和辩证法来训练人们的思考能力。

为什么说象棋的对局是一个逆向思维的过程呢?逆向思维是由问题结论出发,通过分析与综合,找到关键点,从而解决问题。在象棋对局中,棋手们的目的明确,就是进攻对方的将(帅)。棋手们可以由自己的布局出发,通过中局的运子、兑子、弃子等战术,为残局阶段积累有利空间或优势;最终在残局阶段杀和。这就要求教师在教学活动中,先将问题抛给学生,教师可以给学生2—3分钟的时间进行小组讨论。学生通过审题,明确问题,再由问题出发,通过小组的讨论,找到问题的关键点。最后利用已知条件解决问题。在教学活动中,教师可以结合合作教学法来培养学生的逆向思维能力。

在现实生活中,人们解决问题时常常由题目出发,通过分析与综合,最终解决问题。这就是正向思维。它是人们思考问题最常用的方式。不过,在生活中也有很多问题,正向思维很难解决。比如,平行线的传递性的证明。这个问题解决的关键在于先假设不平行,由不平行推断出与已知的平行公理相矛盾,最终确定假设不成立。数学中的反证法也是这一道理。在小学阶段,学生们最为头疼的问题,大多都可以利用逆向思维方式来解决。

利用所学知识解决实际问题,这是新《课标》要求的。实际问题不容易解决,主要原因在于学生无法将知识运用到实际生活中去。买卖问题、工程问题、速度问题是小学阶段最常见的三种问题。特别是工程类问题,学生计算起来往往思路不多。如果我们在教学中注意培养学生的逆向思维,在解决这一类问题时,学生一定会得心应手。

在教学中,教师可以先引导学生确定问题属于哪一类,之后再通过逆向思维的方法解决。以工程类问题为例。工程类问题无非就是工作效率、工作时间与工作总量之间的关系。在课堂上我们先从问题入手,寻找问题所要求的是这三种数量关系中的哪一个;通过已知条件确定已知的数量;此后通过已知条件确定未知的数量,最后通过公式或变式来解决问题。这一过程中,审题确定问题类型与数量关系是基础,求解未知数量是关键,解决问题是目的。其中计算是难点,也是解决问题的关键。

对比象棋对局,我们在教学中如何培养学生的逆向思维呢?

象棋布局阶段是战争的预备阶段。棋手双方利用现有棋子进行排兵布阵,布置战场,确定全局的基调。布局阶段可以等同于教学的起始阶段。教师将问题抛给学生小组,学习小组的成员各抒己见。经过小组成员的讨论与分析,明确本节课的主要学习目的,为以后找出关键点做准备。这一阶段是课堂教学的开始,学生需要认真审题,充分理解题意,为解决问题做准备。

一般情况下,当车马炮全部出动以后,布局阶段完成,象棋对局进入中局。中局阶段,棋局重点在于调整。中局通过运子、兑子、弃子等战术调整阵型,并将车马炮兵(卒)运送到最有利的位置,为残局提供空间和优势。中局的关键在于解决阵型问题,发现对方阵型的缺点,并对其弱点展开进攻。对比我们的课堂教学,此时学生已经明确了问题,并收集和提炼了相关信息。这一阶段,教师需要配合学生寻找问题的解决方法。在教学中,学生是课堂的主体,教师起主导作用,二者相互配合,共同完成教学。此时的教学活动进入关键阶段,就是重难点的突破。这个时期,小组之间要找到问题解决的关键,确定解决方法。在明确学习目标的基础上,学生要利用现有的知识与信息寻找解题方法。小组成员先根据题意,确定题目所考查的知识点,根据要求,寻找相关的数量,利用数学公式将数量进行串联,制定一个基本的解题策略。当问题复杂时,可以利用线路图的方法,这样能使学生更快地理解问题,并收集信息。在教学活动中,教师要注意各个小组的表现,了解他们的解题思路与方法。要认真听取学生的意见,并对学生进行鼓励。

寻找问题解决的关键点是教学中最重要的阶段。这个过程需要教师与学生一起完成。逆向思维的培养在这一阶段也进入关键期。象棋对局的中局阶段,目标明确,难就难在如何扩大自己的优势,獲得更多的赢棋机会。教学也是一样。教师在这一阶段需要引导学生进行逆向思维练习。由问题出发,寻找问题解决所需要的公式或数量关系;根据题目中的已知条件,求解出数量关系中的未知部分,使问题得到解决。在课堂上,教师也可以通过对比的方法,先用正向思维解决问题,再用逆向思维求解,并让学生说一说这两种方法的优缺点。这样既活跃了气氛,又给学生的成长提供了平台。学生能够通过对比更好地认识和理解逆向思维。

象棋中局以后,由于棋子数量偏少,兵种不全,对局进入残局阶段。残局阶段利用中局积累的空间与优势,利用车马炮兵(卒)的特点,进一步压缩对方帅或将的位置。从而,完成杀和。这一阶段是最重要的。残局阶段决定象棋对局的结果,也就是合作教学的最后效果。与象棋对局一样,此时教学活动的关键在于计算。不同之处在于,象棋对局在于逻辑上的计算。通过运子,压缩对方的活动空间。数学则为加减乘除的运算。此时,教学活动接近尾声,小组成员之间一定要各自计算,结果不一致时,进一步验算,最终得出正确的结果。同时,小组中还要进行反思总结,这样才能更有利于学生的进步。教师还要对问题进行总结概括。合作学习完成后,教师要给每个小组以充分的评价,肯定小组的优点,指出学生的不足。

象棋的思路可以运用到教学中来。象棋的布局、中局、残局这三个阶段,就是教学活动中,我们解决数学问题的三个基本步骤,即审题、分析、解答。审题是基础,理解了题意才能为分析问题做准备;分析是关键,找出问题的关键点,确定计算方法是解题不可缺少的部分;解答是重点,小学阶段解答就是计算,在计算过程中决不能出现错误。否则,一切将是竹篮打水一场空。

参考文献:

[1] 杨官璘《奕林新编》,人民体育出版社1977年。

[2] 贾题韬《象棋指归》,蜀蓉棋艺出版社1986年。

[3] 周二利《逆推法在小学数学教学中的运用》,《小学时代(教育研究)》2014年第3期

[4] 陶行知《中国教育改造》,人民出版社2008年。

(姜雪飞,1991年生,河南周口人,大学本科,学士学位,对中国象棋颇有心得。邓飞燕,1996年生,湖南郴州人,2018年获得学士学位)

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