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“谬误”纠偏求真谛

时间:2024-05-14

汪利文

摘要 本文以中学生数学解题“谬误”为载体,展示学生的负思维过程,以提升思辨能力为目标。依据归因理论剖析学生解题错误的成因,规划科学的导学组合。

[关键词]谬误纠偏;归因探讨;导学组合;思辨提升

中学各门文化课的教学方式和应用取向都有所侧重,有学科各自独特的教育理念和功能定位。春兰秋菊,各有千秋。

当代社会鲜明的提示:数学不仅是科学的工具,而且更具备文化价值。中学数学教学的思维训练对促进学生大脑的全面发展,形成健全的人格和优良的思维品质无可替代。

中学课堂,学生面临两大类数学分支:“代数”与“几何”。

代数学科知识琐碎繁杂,多种概念网络交织。思辨无处不在:仅负号和括号就贯穿于学习过程的始末,随时需要运用相关概念思辨。从进行整式、分式、根式等运算中,当在学习各类方程的解法时,或讨论不同函数的变异处,不断提升着学生的思辨能力。

数学课的推理论证,用文字、图形、符号等进行连续的几何语言转换,多角度、全方位的展示了数学的魅力!无论是由因导果还是执果索因,最终确立的是题设与结论逻辑上的必然联系。通过系列证明题的训练,直至学生形成比较完整的解题思路,逐步做到答题过程的规范严谨。不断提高逻辑判断、思维、推理能力。

归因是指观察者为预测和评价观察对象的行为,并对其行为过程进行的因果解释。这种先觉者能追溯、推断和解释因果的理论称为归因理论。属于社会心理学的动机激励理论范畴。其核心是从事件的结果状态出发,追溯产生行为结果的主因,使准确预测后继行为成为可能。

归因理论的鼻祖当属美国心理学家海德。后经著名的社会心理学家韦纳等以实证研究充实和发展。韦纳对影响行为结果的原因特性、原因结构以及原因归因关乎情感、情感的激励作用等都提出了独创性的见解。

韦纳在前人归因研究的基础上,构建了归因的三维结构模式,即原因源×稳定性×控制性。他认为任何一项原因都可从运行维度进行定性分析。

教师根据多年的教学经验,往往能在教学过程中推测学生将出现一些预知的解题谬误。有时甚至故意布设陷阱与圈套,放任学生在不知不觉中发生错误的解答。直至无法理解的荒唐结论出现,致使学生们大惑不解!此时他们急想知道解题过程中产生错误的隐蔽原因,因而激发出学生们探究真理的欲望。

研究学生在解题过程中消极的归因倾向,反而具备积极的警示功能!

数学教学理当培养学生的逻辑推理和思辨能力。中学生数学解题差错不时发生。学生解题过程中的“谬误纠偏”教学,在于教师的指向性导引,是训练学生大脑的体操。对学生逻辑思维能力的形成和思辨能力的提高不可或缺。

在教学实践中,把“谬误纠偏”作为导学组合中的一个元素,确实对提高学生的思辨能力是行之有效的。而此能力通常是衡量学生数学水平高低的一项指标。

古人云:“授人以鱼,只供一饭之需,教人以渔,则终身受用无穷。”

教师需经常挖掘一些解题“谬误”的反面教材,让学生辨析纠正后印象深刻,不断提高解题正确率。学生在数学学习过程中出现了错误的解题信息,这是教师题库中宝贵的教学资源,应当充分利用。帮助学生认识产生解题错误的原因,在警示作用下学到正确的解法。这是值得探讨的课题!

失败乃成功之母,谬误为真理先导!

学生解题谬误五花八门, 不自觉的差错事出有因。本文从数学解题纠错的意义、方法等侧面进行探讨。通过纠错,将学生解题谬误分类整理,概略分析。把原因源归因定性为:(一.似是而非假乱真;二.生搬硬套模仿秀:三.偷龙转凤调包计。)反思主因,并初探相应的排障对策,规划科学的导学组合。

1 似是而非假乱真

中数教学每堂新课几乎都要出现新概念。本质上,这些以文字、符号、公式、

性质、定义、公理、定理等呈现出的均是概念。作为思维形式的显性表现,数学概念具有类同性、排它性、抽象性、发展性等特点。概念反映的是“数”与“形”的本质特征。而学生往往受已学概念的固化影响,并由于对旧概念产生的联想,对新概念内涵理解不深,仅仅停留在表层认识上。顾名思义,一知半解。就容易产生以假乱真的谬误。此类现象在学生解题过程中层出不穷。概念性“谬误”通常有下述表现:

1.1 混淆概念的内涵

如,倒数与相反数,前者是分子与分母倒置,后者是正负符号相左。乘方与幂,表示运算过程与运算结果的区别。差的平方与平方差,在于运算顺序不同。直角与90°,前者是角的名称,后者是角度的量数。三角形对边与对应边,是同一个三角形边角关系区分不同三角形的对应边之间的关系。相似形与位似形,指图形同为相似形但位似形对位置有严格要求。一元二次方程与二次函数,前者只是函数变量在当它的值等于零时的特殊类型。

随机现象与随机事件,在随机试验中,可能出现也可能不出现,这种偶然发生的现象叫做随机现象;将试验结果称为事件.在大量试验中具有某种规律性的事件称为随机事件(或偶然事件)。

在概率论中,排列与组合,要看问题是否和顺序有关。有关就是排列,无关则为组合。如:甲乙两人排队,有站法是甲乙、乙甲两种不同的排列,所以排列有A(2,2)=2种。再如:从甲乙两个球中选2个,无论先取甲,还是先取乙,和取球的先后顺序无关,所以组合有C(2,2)=1种。

互拆事件与对立事件,对立事件是试验结果的非此即彼;而互斥事件不会同时发生,但彼此互斥的可以有很多:比如掷骰子,正面朝上是1和非1,这两事件是对立事件;而正面朝上是1和正面朝上是2则是互斥事件。对立事件一定是互斥事件(因不能同时发生),但互斥事件则不一定是对立事件。

1.2 无视概念的扩充

概念是最基本的思维形式,命题由概念构成。正确地理解概念,是学生掌握数学知识的前提。因此,数学的概念教学不可忽视。关于“数系”的扩充,是在历史长河中逐步演变的。人类从认识自然数始,逐步扩展至算术数、分数、有理数、实数、复数…构筑了现代的代数体系。如在实数范围内和在复数范围内因式分解的结果是不同的。

概念具有确定性与灵活性。随着年级的升高,数学知识的累积,概念的内涵和外延会起变化。概念将不断扩充,逐步完善。教师应告知学生数学概念是相对真理。若总是受旧概念思维定势束缚,无视概念的扩充,则解题必将出错。如 “角”这个概念的扩充也是阶段性的:最初仅限于对平角,周角的认识。当高中数学中把角扩展到任意角之后,还往往有学生认为第一象限的角都是锐角,即认识还停留在旧概念上产生的误解。

1.3 联想产生负迁移

联想的负迁移,即应用之前所学的知识和方法解决遇到的新问题。如,由联想得false由false联想得false;由联想得等等,都是联想的负迁移所致。

教师需多进行概念的比较教学设计。

例如:对于反比例函数,下列说法不正确的是 ( C )

A.点(-1,6)在它的图象上

B.自变量的取值范围是x≠0

C.当时,随的增大而减小

D.当时,随的增大而增大

反比例函数的图象称为“双曲线”。函数false图象的两支分布在二、四两个象限内。此选项极具欺骗性,故意设下的陷阱条件。当时,随的增大而减小。殊知,只要是双曲线的两支分布在二、四象限。在每个象限内,都是y随x的增大而增大。这是反比例函数无可争议的性质。因此,不正确的说法为(C)。而,只是说明了双曲线在第三象限。不会改变性质的结论。这里是把与 进行了概念联想负迁移。

在概念教学中多质疑问难,消除由错误的联想产生的负迁移作用,以发展的眼光去捕捉新概念中的变异,澄清模糊认识,帮助学生解惑,作为教师责无旁贷。

2 生搬硬套模仿秀

在“三角函数”一章中,有近二十个诱导公式。如果死记硬背这些公式,抓不住本质(符号问题),极易出现生搬硬套的差错。

总结诱导公式的规律,教给学生一句口诀:“纵变横不变,符号看象限”。但前提是需把角看作“锐角”再用公式。比如,用错公式falsecos(-α)=cosα的概率是很大的。常见下面类型的错解:

cos(-2π/3)=- cos(2π/3)=- cos(π-π/3)= cosπ/3=1/2

第一步就出现了不易察觉的错!本例中cos(π-π/3)的角π落在横轴上,属于“横不变”,即函数名称不变。但在“符号看象限”时忽视了把角-2π/3看作“负锐角”,而生搬硬套sin(-α)=-sinα这样的同象限角的三角函数公式。正确的解法应是:

cos(-2π/3)=cos(2π/3)= cos(π-π/3)=- cosπ/3=-1/2

在二次函数的教学中,有关符号的方向性意义应得到充分的重视:如:

抛物线由抛物线平移得到,下列平移正确的是( D )

A. 先向右平移2个单位,再向下平移3个单位

B. 先向右平移2个单位,再向上平移3个单位

C. 先向左平移2个单位,再向上平移3个单位

D. 先向左平移2个单位,再向下平移3个单位

观察力又是逻辑思维和推理的技能,学生对题中符号的观察无疑是第一反应。

从算术数扩展至有理数的学习过程中,学生处处受到“负数”及“减号”的困扰。加之数轴的方向性指引,一直以来,形成了顽固的思维定势,生搬硬套使此题的解答正确率低。而此题正确的选项却是( D ),令学生百思不得其解,教师要教懂他们需颇费一番周折。

3 偷龙转凤调包计

逻辑思维与推理能力对学习数学至关重要。然而观察力是思维的起点,是学生各项学习能力发展的基础。如:

例1. 一副三角板如下图叠放在一起,则图中∠α的度数为 ( )

75° B. 65° C. 60 D. 55°

初见本题,因它没有显性条件,似乎思路找不着北。进入思考后却发现内有乾坤。它考察了低年级学生对三角形内角和与外角定理的熟练应用程度。是一道培育学生思维能力的好题!

从三角形全等的判定方法始,学生开始接触几何证明规范的书写形式,关注题设与结论的因果关系。三角形全等中系统的判定方法是平面几何证明的重要内容,在几何证明中有着广泛的应用。一般三角形全等有四条判定方法:“SSS”, “SAS”, “ASA”, “AAS”.此模型提供了明确的因果关系。在许多题中,给定的题设及图形并不具有明显的全等条件,这就需要我们细致的观察、认真地分析。根据图形的结构特征,挖掘潜在因素.使学生能进一步深入探究。

例2.如图,若点D在AB上,点E在AC上且∠AEB=∠ADC则无法判定

△ABE≌△ACD的条件是( )

A.AD=AE B.AB=AC

C.∠B=∠C D.BE=CD

(例1) (例2)

图形隐含的条件是公共角∠A.考虑各组判定方法的条件必考虑此公共角.此题有已知条件∠AEB=∠ADC,公共角∠A ,若再选择∠B=∠C,因“角角角”定理不存在,三对角对应相等不能判定三角形全等!经以后的学习才知“角角角”只能判三角形相似。

任何数学命题均由条件与结论构成。学生在解题时忽略条件,重视结论的现象普遍存在。其实,结论是在特定的条件下才产生的。对条件既不能遗漏,也不能外加;对条件存在的范围既不能缩小,也不能扩大。更不能把一般的条件特殊化。

要善于在审题时发现隐蔽条件,而这样的条件极易被忽视。

为加深学生对数学概念及定理的理解,教师往往精选一些相关的题型巩固新学的知识成果。如推出反比例函数自变量的值与函数值大小关系的比较题:

例3.已知,,是反比例函数的图象上的三个点,

且,则的大小关系是 ( )

A. B.

C. D.

我们可从图象上观察到:分布在不同象限內的点的横坐标的大小比较与性质

却截然相反。丢弃性质“在每个象限内”的前提,就实施了偷龙转凤调包计。

习题错解警示:对概念当理解本质;对结果要追本穷源;对知识须灵活运用。

在学生五花八门的解题乱象中,对症下药,从谬误中求真谛,是教学的必要环节!

数学已然不是数字的运算!它的触角涉及广泛:从整式的乘法与因式分解的互逆变形;由各类方程到不等式,把等量关系又扩展至不等关系;多变的函数使数学由静态过渡到动态。数学世界,七彩缤纷,别有洞天。点动成线、线动成面、面动成体,大千世界处处皆几何;三角形、矩形、菱形、圆形…。图中的逻辑关系阐明没有规矩不成方圆的社会铁律!

德国教育家第多斯惠精辟的指出:“教学的艺术不在于传授本领,而在于唤醒、鼓舞和激励”。

三尺讲台,数学教师任重而道远。在课堂我们激发灵感、鼓励置疑、抛砖引玉,引领蛮荒的大脑迸擦出智慧的火花。在课余我们致力于题型的发掘、教法的探讨,为提升学生智能殚精竭虑。本文拓延——更应运用归因理论,激发学生积极的归因动机。以导激学、以学促智。拟开展的主题研究:

(1)迷惑型,发掘学生批判选择的能力。

(2)类比型,训练学生举一反三的能力。

(3)发散型,引导学生求异创新的能力。

作者单位

浙江体育职业技术学院

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