数学学科浅谈数学直觉思维培养.doc

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1、数学论文之浅谈数学直觉思维培养 中学数学教学大纲（试验修订本）将培养学生的三大才能之一“逻辑思维才能”改为“思维才能”，尽管只是去掉两个字，概念的内涵却更加丰富，人们在教育的实践中实现了认识上的转变。在注重逻辑思维才能培养的同时，还应该注重观察力、直觉力、想象力的培养。特别是直觉思维才能的培养由于长期得不到注重，学生在学习的过程中对数学的本质容易造成误解，认为数学是单调乏味的；同时对数学的学习也缺乏获得成功的必要的决心，从而丧失数学学习的兴趣。过多的注重逻辑思维才能的培养，不利于思维才能的整体开展。培养直觉思维才能是社会开展的需要，是习惯新时期社会对人才的需求。一、数学直觉概念的界定简单的说，

2、数学直觉是具有认识的人脑对数学对象（构造及其关系）的某种直截了当的领悟和洞察。关于直觉作以下说明：（1）直觉与直观、直感的区别直观与直感都是以真实的事物为对象，通过各种感受器官直截了当获得的感受或感知。例如等腰三角形的两个底角相等，两个角相等的三角形是等腰三角形等概念、性质的界定并没有一个严格的证明，只是一种直观形象的感知。而直觉的研究对象则是抽象的数学构造及其关系。庞加莱说：“直觉不必建立在感受明白之上。感受不久便会变的无能为力。例如，我们仍无法想象千角形，但我们能够通过直觉一般地考虑多角形，多角形把千角形作为一个特例包括进来。”由此可见直觉是一种深层次的心理活动，没有详细的直观形象和可操作

3、的逻辑顺序作考虑的背景。正如迪瓦多内所说：“这些富有制造性的科学家与众不同的地点，在于他们对研究的对象有一个活全生的设想和深化的理解，这些设想和理解结合起来，确实是所谓直觉，由于它适用的对象，一般说来，在我们的感官世界中是看不见的。”（2）直觉与逻辑的关系从思维方式上来看，思维能够分为逻辑思维和直觉思维。长期以来人们刻意的把两者别离开来，事实上这是一种误解，逻辑思维与直觉思维从来就不是割离的。有一种观点认为逻辑重于演绎，而直观重于分析，从侧重角度来看，此话不无道理，但侧重并不等于完全，数学逻辑中是否会有直觉成分？数学直觉是否具有逻辑性？比方在日常生活中有许多说不清道不明的东西，人们对各种事件作

4、出推断与猜测离不开直觉，甚至能够说直觉无时无刻不在起作用。数学也是对客观世界的反映，它是人们对生活现象与世界运转的秩序直觉的表达，再以数学的方式将考虑的理性过程格式化。数学最初的概念都是基于直觉，数学在一定程度上确实是在征询题处理中得到开展的，征询题处理也离不开直觉，下面我们就以数学征询题的证明为例，来调查直觉在证明过程中所起的作用。一个数学证明能够分解为许多根本运算或许多“演绎推理元素”，一个成功的数学证明是这些根本运算或“演绎推理元素”的一个成功的组合，仿佛是一条从出发点到目的地的通道，一个个根本运算和“演绎推理元素”确实是这条通道的一个个路段，当一个成功的证明摆在我们面前开场，逻辑能够协

5、助我们确信沿着这条路必定能顺利的到达目的地，但是逻辑却不能告诉我们，为什么这些途径的选取与如此的组合能够构成一条通道。事实上，出发不久就会遇上叉路口，也确实是遇上了正确选择构成通道的路段的征询题。庞加莱认为，即便能复写出一个成功的数学证明，但不明白是什么东西造成了证明的一致性，这些元素安置的顺序比元素本身更加重要。笛卡尔认为在数学推理中的每一步，直觉力都是不可缺少的。就好像我们平时打篮球，要靠球感一样，在快速运动中来不及去作逻辑推断，动作只是下认识的，而下认识的动作正是在平时训练产生的一种直觉。在教育过程中，老师由于把证明过程过分的严格化、程序化。学生只是见到一具生硬的逻辑外壳，直觉的光环被掩

6、盖住了，而把成功往往归功于逻辑的功绩，对本人的直觉反而不觉得。学生的内在潜能没有被激发出来，学习的兴趣没有被调动起来，得不到思维的真正乐趣。中国青年报曾报道，“约30的初中生学习了平面几何推理之后，丧失了对数学学习的兴趣”，这种现象应该引起数学教育者的注重与反思。二、直觉思维的主要特点直觉思维具有自由性、灵敏性、自发性、偶尔性、不可靠性等特点，从培养直觉思维的必要性来看，笔者以为直觉思维有以下三个主要特点：（1）简约性直觉思维是对思维对象从整体上调查，调动本人的全部知识经历，通过丰富的想象作出的敏锐而迅速的假设，猜测或推断，它省去了一步一步分析推理的中间环节，而采取了“腾跃式”的方式。它是一瞬

7、间的思维火花，是长期积累上的一种升华，是思维者的灵感和顿悟，是思维过程的高度简化，但是它却明晰的触及到事物的“本质”。（2）制造性现代社会需要制造性的人才，我国的教材由于长期以来借鉴国外的经历，过多的注重培养逻辑思维，培养的人才大多数习惯于按部就班、墨守成规，缺乏制造才能和开辟精神。直觉思维是基于研究对象整体上的把握，不专意于细节的揣摩，是思维的大手笔。正是由于思维的无认识性，它的想象才是丰富的，发散的，使人的认知构造向外无限扩展，因此具有反常规律的独创性。伊恩。斯图加特说：“直觉是真正的数学家赖以生存的东西”，许多严峻的觉察都是基于直觉。欧几里得几何学的五个公设都是基于直觉，从而建立起欧几里

8、得几何学这栋辉煌的大厦；哈密顿在散步的路上进发了构造四元素的火花；阿基米德在浴室里找到了区分王冠真假的方法；凯库勒觉察苯分了环状构造更是一个直觉思维的成功典范。（3）自信力学生对数学产生兴趣的缘故有两种，一种是老师的人格魅力，其二是来自数学本身的魅力。不可否认情感的重要作用，但笔者的观点是，兴趣更多来自数学本身。成功能够培养一个人的自信，直觉觉察伴随着特别强的“自决心”。相比其它的物资奖励和情感谢励，这种自信更稳定、更持久。当一个征询题不用通过逻辑证明的方式而是通过本人的直觉获得，那么成功带给他的震撼是宏大的，内心将会产生一种强大的学习研究动力，从而更加相信本人的才能。高斯在小学时就能处理征询

9、题“1+2+ +99+100？”，这是基于他对数的敏感性的超凡把握，这对他一生的成功产生了不可磨灭的阻碍。而如今的中学生极少具有直觉认识，对有限的直觉也半信半疑，不能从整体上驾驭征询题，也就无法构成自信。三、直觉思维的培养一个人的数学思维，推断才能的高低主要取决于直觉思维才能的高低。徐利治教授指出：“数学直觉是能够后天培养的，实际上每个人的数学直觉也是不断提高的。”数学直觉是能够通过训练提高的。（！）扎实的根底是产生直觉的源泉直觉不是靠“机遇”，直觉的获得尽管具有偶尔性，但决不是无缘无故的凭空臆想，而是以扎实的知识为根底。假设没有深沉的功底，是不会进发出思维的火花的。阿提雅说：“一旦你真正感到

10、弄明白一样东西，而且你通过大量例子以及通过与其它东两的联络获得了处理那个征询题的足够多的经历。对此你就会产生一种关于正在开展的过程是如何回事以及什么结论应该是正确的直觉。”阿达玛曾幽默的说：“难道一只猴了也能应机遇而打印成整部美国宪法吗？”（2）浸透数学的哲学观点及审美观念直觉的产生是基于对研究对象整体的把握，而哲学观点有利于高屋建邻的把握事物的本质。这些哲学观点包括数学中普遍存在的对立统一、运动变化、互相转化、对称性等。例如（a+b）2= a2+2ab-b2 ，即便没有学过完全平方公式，也能够运用对称的观点推断结论的真伪。美感和美的认识是数学直觉的本质，提高审美才能有利于培养数学事物间所有存

11、在着的和谐关系及秩序的直觉认识，审美才能越强，则数学直觉才能也越强。狄拉克于1931年从数学对称的角度考虑，大胆的提出了反物质的假说，他认为真空中的反电子确实是正电子。他还对麦克斯韦方程组提出质疑，他曾经说，假设一个物理方程在数学上看上去不美，那么这个方程的正确性是可疑的。（3）注重解题教学教学中选择适当的标题类型，有利于培养，调查学生的直觉思维。例如选择题，由于只要求从四个选择支中选择出来，省略解题过程，容许合理的猜测，有利于直觉思维的开展。施行开放性征询题教学，也是培养直觉思维的有效方法。开放性征询题的条件或结论不够明确，能够从多个角度由果寻因，由因索果，提出猜测，由于答案的发散性，有利于

12、直觉思维才能的培养。（4）设置直觉思维的意境和动机诱导这就要求老师转变教学观念，把主动权还给学生。关于学生的大胆设想给予充分确信，对其合理成分及时给予鼓舞，保护、扶植学生的自发性直觉思维，以免挫伤学生直觉思维的积极性和学生直觉思维的悟性。老师应及时因势利导，解除学生心中的不明白，使学生对本人的直觉产生成功的喜悦感。“跟着感受走”是老师经常讲的一句话，事实上这句话里已蕴涵着直觉思维的萌芽，只不过没有把它上升为一种思维观念。老师应该把直觉思维冠冕堂皇的在课堂教学中明确的提出，制定相应的活动策略，从整体上分析征询题的特征；注重数学思维方法的教学，诸如：换元、数形结合、归纳猜测、反证法等，对浸透直觉观念与思维才能的开展大有稗益。四、完毕语直觉思维与逻辑思维同等重要，偏离任何一方都会制约一个人思维才能的开展，伊思。斯图尔特曾经说过如此一句话，“数学的全部力量就在于直觉和严格性巧妙的结合在一起，受操纵的精神和富有灵感的逻辑。”受操纵的精神和富有美感的逻辑正是数学的魅力所在，也是数学教育者努力的方向。