【學霸】淺論數(shù)學直覺思維及培養(yǎng)【數(shù)學教育教學論文設計】

1、數(shù)學論文-淺論數(shù)學直覺思維及培養(yǎng)中學數(shù)學教學大綱（試驗修訂本）將培養(yǎng)學生的三大能力之一”邏輯思維能力 ”改為”思維能力”，雖然只是去掉兩個字,槪念的內(nèi)涵卻更加豐富，人們在教育 的實踐中實現(xiàn)了認識上的轉(zhuǎn)變。在注重邏輯思維能力培養(yǎng)的同時，還應該注重觀 察力、直覺力、想象力的培養(yǎng)。特別是直覺思維能力的培養(yǎng)由于長期得不到重視, 學生在學習的過程中對數(shù)學的本質(zhì)容易造成誤解，認為數(shù)學是枯燥乏味的；同時 對數(shù)學的學習也缺乏取得成功的必要的信心，從而喪失數(shù)學學習的興趣。過多的 注重邏輯思維能力的培養(yǎng)，不利于思維能力的整體發(fā)展。培養(yǎng)直覺思維能力是社 會發(fā)展的需要，是適應新時期社會對人才的需求。一、數(shù)學直覺槪念的

2、界定簡單的說，數(shù)學直覺是具有意識的人腦對數(shù)學對象（結(jié)構(gòu)及其關(guān)系）的某種直 接的領悟和洞察。對于直覺作以下說明：（1）直覺與直觀、直感的區(qū)別直觀勻直感都是以真實的事物為對象，通過各種感覺器官直接獲得的感覺或 感知。例如等腰三角形的兩個底角相等，兩個角相等的三角形是等腰三角形等槪念、性質(zhì)的界定并沒有一個嚴格的證明，只是一種直觀形象的感知。而直覺的硏 究對象則是抽象的數(shù)學結(jié)構(gòu)及其關(guān)系。龐加萊說：“直覺不必建立在感覺明白之 上感覺不久便會變的無能為力。例如，我們?nèi)詿o法想象千角形，但我們能夠通 過直覺一般地思考多角形，多角形把千角形作為一個特例包括進來?！庇纱丝梢?直覺是一種深層次的心理活動，沒有具體的

3、直觀形象和可操作的邏輯順序作思考 的背景。正如迪瓦多內(nèi)所說：”這些富有創(chuàng)造性的科學家與眾不同的地方，在于 他們對硏究的對象有一個活全生的構(gòu)想和深刻的了解，這些構(gòu)想和了解結(jié)合起 來，就是所謂'直覺'，因為它適用的對象，一般說來，在我們的感官世界中 是看不見的?！?2) 直覺與邏輯的關(guān)系從思維方式上來看，思維可以分為邏輯思維和直覺思維。長期以來人們刻意 的把兩者分離開來，其實這是一種誤解，邏輯思維與直覺思維從來就不是割離的。 有一種觀點認為邏輯重于演繹，而直觀重于分析，從側(cè)重角度來看，此話不無道 理，但側(cè)重并不等于完全，數(shù)學邏輯中是否會有直覺成分?數(shù)學直覺是否具有邏 輯性?比如在日

4、常生活中有許多說不清道不明的東西，人們對各種事件作出判斷 與猜想離不開直覺，甚至可以說直覺無時無刻不在起作用。數(shù)學也是對客觀世界 的反映，它是人們對生活現(xiàn)象與世界運行的秩序直覺的體現(xiàn)，再以數(shù)學的形式將 思考的理性過程格式化。數(shù)學最初的槪念都是基于直覺，數(shù)學在一定程度上就是 在問題解決中得到發(fā)展的，問題解決也離不開直覺，下面我們就以數(shù)學問題的證 明為例'來考察直覺在證明過程中所起的作用。一個數(shù)學證明可以分解為許多基本運算或許多”演繹推理元素”，一個成功的 數(shù)學證明是這些基本運算或”演繹推理元素”的一個成功的組合，仿佛是一條從山 發(fā)點到目的地的通道，一個個基本運算和”演繹推理元素“就是這條

5、通道的一個個 路段，當一個成功的證明擺在我們面前開始,邏輯可以幫助我們確信沿著這條路 必定能順利的到達日的地，但是邏輯卻不能告訴我們，為什么這些路徑的選取與 這樣的組合可以構(gòu)成一條通道。事實上，出發(fā)不久就會遇上叉路口，也就是遇上 了正確選擇構(gòu)成通道的路段的問題。龐加萊認為，即使能復寫山一個成功的數(shù)學 證明，但不知道是什么東西造成了證明的一致性，這些元素安置的順序比 元素本身更加重要。笛卡爾認為在數(shù)學推理中的每一步，直覺力都是不可缺少的。 就好似我們平時打籃球，要靠球感一樣，在快速運動中來不及去作邏輯判斷，動 作只是下意識的，而下意識的動作正是在平時訓練產(chǎn)生的一種直覺。在教育過程中,老師由于把證

6、明過程過分的嚴格化、程序化。學生只是見到 一具僵硬的邏輯外殼，直覺的光環(huán)被掩蓋住了，而把成功往往歸功于邏輯的功勞， 對自己的直覺反而不覺得。學生的內(nèi)在潛能沒有被激發(fā)出來，學習的興趣沒有被 調(diào)動起來，得不到思維的真正樂趣。中國青年報曾報道，”約30%的初中生 學習了平面幾推理之后，喪失了對數(shù)學學習的興趣”，這種現(xiàn)象應該引起數(shù)學 教育者的重視與反思。二、直覺思維的主耍特點直覺思維具有自由性、靈活性、自發(fā)性、偶然性、不可靠性等特點'從培養(yǎng)直覺思維的必要性來看，筆者以為直覺思維有以下三個主要特點:簡約性直覺思維是對思維對象從整體上考察，調(diào)動自己的全部知識經(jīng)驗，通過豐富 的想象作出的敏銳而迅速的

7、假設，猜想或判斷，它省去了一步一步分析推理的中 間環(huán)節(jié)，而采取了”跳躍式”的形式。它是一瞬間的思維火花，是長期積累上的一 種升華，是思維者的靈感和頓悟，是思維過程的高度簡化，但是它卻清晰的觸及 到事物的”本質(zhì)”。(2)創(chuàng)造性現(xiàn)代社會需要創(chuàng)造性的人才，我國的教材由于長期以來借鑒國外的經(jīng)驗，過 多的注重培養(yǎng)邏輯思維，培養(yǎng)的人才大多數(shù)習慣于按部就班、墨守成規(guī)，缺乏創(chuàng) 造能力和開拓精神。直覺思維是基于硏究對象整體上的把握，不專意于細節(jié)的推 敲，是思維的大手筆。正是由于思維的無意識性，它的想象才是豐富的，發(fā)散的， 使人的認知結(jié)構(gòu)向外無限擴展，因而具有反常規(guī)律的獨創(chuàng)性。伊恩斯圖加特說：”直覺是真正的數(shù)學家

8、賴以生存的東西”，許多重大的發(fā) 現(xiàn)都是基于直覺。歐幾里得幾何學的五個公設都是基于直覺，從而建立起歐幾里 得兒何學這棟輝煌的大廈；哈密頓在散步的路上進發(fā)了構(gòu)造四元素的火花；阿基 米徳在浴室里找到了辨別王冠真假的方法；凱庫勒發(fā)現(xiàn)苯分了環(huán)狀結(jié)構(gòu)更是一個直覺思維的成功典范。(3) 自信力學生對數(shù)學產(chǎn)生興趣的原因有兩種，一種是教師的人格魅力，其二是來自數(shù) 學本身的魅力。不可否認情感的重要作用，但筆者的觀點是，興趣更多來自數(shù)學 本身。成功可以培養(yǎng)一個人的自信，直覺發(fā)現(xiàn)伴隨著很強的”自信心”。相比其它 的物資獎勵和情感激勵，這種自信更穩(wěn)定、更持久。當一個問題不用通過邏輯證 明的形式而是通過自己的直覺獲得，那

9、么成功帶給他的震撼是巨大的，內(nèi)心將會 產(chǎn)生一種強大的學習鉆硏動力，從而更加相信自己的能力。高斯在小學時就能解決問題”1+2+99+100=?”，這是基于他對數(shù)的 敏感性的超常把握，這對他一生的成功產(chǎn)生了不可磨滅的影響。而現(xiàn)在的屮學生 極少具有直覺意識，對有限的直覺也半信半疑，不能從整體上駕馭問題，也就無 法形成自信。三、直覺思維的培養(yǎng)一個人的數(shù)學思維，判斷能力的高低主要取決于直覺思維能力的高低。徐利 治教授指出：”數(shù)學直覺是可以后天培養(yǎng)的，實際上每個人的數(shù)學直覺也是不斷提高的?！睌?shù)學直覺是可以通過訓練提高的。(!)扎實的基礎是產(chǎn)生直覺的源泉直覺不是靠”機遇”，直覺的獲得雖然具有偶然性，但決不是

10、無緣無故的憑空 臆想，而是以扎實的知識為基礎。若沒有深厚的功底，是不會迸發(fā)出思維的火花 的。阿提雅說：”一旦你真正感到弄懂一樣東西，而且你通過大量例子以及通過 與其它東兩的聯(lián)系取得了處理那個問題的足夠多的經(jīng)驗對此你就會產(chǎn)生一種關(guān) 于正在發(fā)展的過程是怎么回事以及什么結(jié)論應該是正確的直覺?！卑⑦_瑪曾風趣 的說：”難道一只猴了也能應機遇而打印成整部美國憲法嗎?”(2)滲透數(shù)學的哲學觀點及審美觀念直覺的產(chǎn)牛是基于對硏究對象整體的把握，而哲學觀點有利于高屋建鄰的把 握事物的本質(zhì)。這些哲學觀點包括數(shù)學中普遍存在的對立統(tǒng)一、運動變化、相互 轉(zhuǎn)化、對稱性等。例如(a+b) 2= a2+2ab-b2 ，即使沒有

11、學過完全平方公式，也 可以運用對稱的觀點判斷結(jié)論的真?zhèn)?。美感和美的意識是數(shù)學直覺的本質(zhì)，提高審美能力有利于培養(yǎng)數(shù)學事物間所 有存在著的和諧關(guān)系及秩序的直覺意識，審美能力越強，則數(shù)學直覺能力也越強。 狄拉克于1931年從數(shù)學對稱的角度考慮，大膽的捉出了反物質(zhì)的假說，他認為 真空中的反電子就是正電子。他還對麥克斯韋方程組提出質(zhì)疑，他曾經(jīng)說，如果 一個物理方程在數(shù)學上看上去不美'那么這個方程的正確性是可疑的。(3)重視解題教學教學屮選擇適當?shù)念}目類型，有利于培養(yǎng)，考察學生的直覺思維。例如選擇題，由于只耍求從四個選擇支中挑選出來，省略解題過程，容許合 理的猜想，有利于直覺思維的發(fā)展。實施開放性

12、問題教學，也是培養(yǎng)直覺思維的 有效方法。開放性問題的條件或結(jié)論不夠明確，可以從多個角度由果尋因，由因 索果，提出猜想，由于答案的發(fā)散性，有利于直覺思維能力的培養(yǎng)。(4) 設置直覺思維的意境和動機誘導這就要求教師轉(zhuǎn)變教學觀念，把主動權(quán)還給學生。對于學生的大膽設想給予 充分肯定，對其合理成分及時給予鼓勵，愛護、扶植學生的自發(fā)性直覺思維，以 免挫傷學生直覺思維的積極性和學生直覺思維的悟性。教師應及時因勢利導，解 除學生心中的疑惑，使學生對自己的直覺產(chǎn)生成功的喜悅感?！备杏X走”是教師經(jīng)常講的一句話，其實這句話里已蘊涵著直覺思維的萌 芽，只不過沒有把它上升為一種思維觀念。教師應該把直覺思維冠冕堂皇的在課 堂教學中明確的捉出，制定相應的活動策略，從整體上分析問題的特征；重視數(shù)