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例说数学解题的思维过程
陕西师范大学数学系 罗增儒
在数学教学中暴露思维过程早就引起了人们的关注.暴露概念的形成过程,暴露命题的发现过程,暴露证明的探究过程等,包括暴露这些过程中犯错误的真实活动.但是,这种暴露大多停留在可见事实的陈述上,内在思维性质的细致揭示不多,也常常进行到思路初步打通、结论初步得出时就停了下来.本文想从解题分析的角度提供一个简单例子,展示内在的思维过程,并在证明得出之后仍继续进行下去,先给出题目:
两直线被第三条直线所截,内错角相等,则两直线平行.
1.浮现数学表象.
通过认真阅读,我们接收到题目所提供的信息,首先在脑子里出现了一个图形(几何型表象),与这个图形相伴随的是一个问题(代数型表象):由数量关系去确定位置关系.
在问题的牵引下,思维的齿轮开始启动,有3个展开的起点.
(1)由图形表象,我们回想起"三线八角"基本图形,回想起与此图形有关的命题,如两直线被第三条直线所截,有:
1)同位角相等两直线平行;
2)内错角相等两直线平行.
......
这些命题的附图,在我们脑海里逐幅浮现出来.
(2)由条件∠1=∠2(数量关系)所唤起的问题有:
1)由角的相等关系能得出什么?进而问:
2)图1中有与∠1相等的角吗?
3)图1中有与∠2相等的角吗?
......
一开始,"由条件能推出什么"是一道开放性问题,我们不知道该往哪些地方推进,但随着对结论思考的深化,会慢慢明朗起来.
(3)由结论AB∥CD(位置关系)所唤起的问题有:得出直线平行需要什么条件?题目提供了这样的条件没有?如果不是直接提供,那么间接提供有没有?......
由此激活了记忆储存中的相关知识,并又激活更多的记忆储存(扩散):
1)同位角(内错角)相等,则两直线平行;进而问
2)什么是同位角(内错角)?图1中有同位角(内错角)吗?有相等的同位角(内错角)吗?
3)已知条件的相等角能导出"同位角(内错角)相等"吗?
......
这是表象的一个有序深化过程.
2.产生数学直感.
上述三方面的思考,促使我们更专注于图形,图中有3条直线,8个角,8条射线,1条线段,其中哪些信息对于我们解题是有用的,哪些是多余的呢?(这相当于一道条件
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