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數(shù)學(xué)是創(chuàng)造思維的體操
數(shù)學(xué)是創(chuàng)造思維的體操——數(shù)學(xué)的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)
劉文明
什么是數(shù)？
開天辟地之初，人類就開始與數(shù)打交道。數(shù)即是數(shù)目的意思。正如《漢書·律歷志上》云：“數(shù)者，一十百千萬也�！�
數(shù)進(jìn)入數(shù)學(xué)體系就成為它的最基本概念之一，數(shù)的概念是隨著人類的生產(chǎn)和生活實踐的不斷發(fā)展而逐漸形成的，并且永無止境地發(fā)展著。從古至今，以自然數(shù)為開端，接著是有理數(shù)與無理數(shù)、正數(shù)與負(fù)數(shù)、實數(shù)與虛數(shù)，直至復(fù)數(shù)，共同構(gòu)成數(shù)的概念不斷拓展的系列。每一次拓展都是一次創(chuàng)造思維的躍升。
什么是數(shù)學(xué)？
數(shù)學(xué)是研究現(xiàn)實世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系的科學(xué)。古時候，人類在生產(chǎn)和生活實踐中便獲得了數(shù)的概念和一些簡單幾何形體的概念。自此開始，到16世紀(jì)，創(chuàng)立了包括算術(shù)、初等代數(shù)、初等幾何和三角的初等數(shù)學(xué)。17世紀(jì)引入變量概念是數(shù)學(xué)發(fā)展史中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這使得運(yùn)動和辯證法進(jìn)入數(shù)學(xué)，開始研究變化中的量與量之間相互制約關(guān)系和圖形間的相互變換。近年來，由于數(shù)學(xué)在自然科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，又由于計算技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)學(xué)對人類認(rèn)識自然和改造自然的重要作用也顯示得更加清楚了。至今，現(xiàn)代數(shù)學(xué)已經(jīng)形成了包括數(shù)理邏輯、數(shù)論、代數(shù)學(xué)、幾何學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)、函數(shù)論、泛函分析、微分方程、概率論、數(shù)理統(tǒng)計、計算數(shù)學(xué)及邊緣學(xué)科運(yùn)籌學(xué)、控制論等在內(nèi)的龐大體系。
與數(shù)的發(fā)展一樣，數(shù)學(xué)發(fā)展史也是創(chuàng)造思維不斷發(fā)展的歷史。
數(shù)學(xué)是中小學(xué)生的主科。數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)是中小學(xué)生增長學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)造能力的廣闊天地。
一.驢唇怎能對得上馬嘴呢
陰錯陽差的巧事，張冠李戴的誤會，在大千世界，這等笑話，時有發(fā)生�？墒牵跀�(shù)學(xué)課上，難道也會發(fā)生驢唇不對馬嘴的事情嗎？
（一）平地起風(fēng)雪
話題是從一道淺顯的代數(shù)題引發(fā)的。這是一個發(fā)生在某中學(xué)初一新生的一節(jié)數(shù)學(xué)課上的小故事�？煜抡n時，老師出了一道題：“若a為自然數(shù)，說出a以后的7個連續(xù)自然數(shù)。”一個小女孩舉手搶答：“a，b，c，d，e，f，g�！痹捯魟偮洌阋鸷逄么笮Γ蠋熞层等涣�。女孩覺察到，自己的答案，驢唇不對馬嘴。出了笑話，落個滿臉通紅。
接著，一個男孩起來補(bǔ)正：“a＋1，a＋2，a+3，a+4，a＋5，a+6，a+7�！睜柡螅抡n鈴響了。
事情平平常常。一個女孩答錯了題，一個男孩糾正過來，全班同學(xué)都明白了正確答案。下課，大家就都散了。
那么，這件事是否到此就算了結(jié)了呢？
請思考10分鐘，然后，發(fā)表你的見解。
單兵——我看是了結(jié)了。老師完成了教學(xué)任務(wù)，學(xué)生也完成了學(xué)習(xí)任務(wù)。
焦小敏——如果說沒有了結(jié)，那就是老師還得教育同學(xué)們，不要把這事當(dāng)成奚落那位小姑娘的笑柄。
張娟——還有，班上的同學(xué)也有義務(wù)鼓勵那位小姑娘。
趙燕——直截了當(dāng)?shù)卣f，我認(rèn)為沒有了結(jié)。因為任何結(jié)果都有原因。小姑娘答成“a，b，c，d，e，f，g”這是她思維的結(jié)果。那么，她一定有個由此及彼的思維過程，其中深藏著錯誤的原因。老師與那個小姑娘的任務(wù)是找出原因，避免再錯。如若不然，再遇類似問題，也許她又答成“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚”呢。
肖冬春——我同意這種看法。換句話說，知道男孩答案正確，并不等于找到自己的錯誤原因。
韓小彧——前面幾位同學(xué)的發(fā)言，從不同的角度，各有各的道理。但是，又都有一個絕對化的框框束縛著。這就是姑娘的答案一無是處；小男孩的答案絕對正確，天衣無縫。這個框框正是上面5個發(fā)言的潛在的共同前提。當(dāng)然，錯誤答案之正確部分及正確答案之不足部分，如果真有，我現(xiàn)在還未想出。
赫峰——她提出的問題，是一條嶄新的思路，很有啟發(fā)。我發(fā)現(xiàn)小姑娘的答案中有一個合理的因素，7個字母與題目要求的7個自然數(shù)合得上。
曹博——這么說來，錯誤答案中的合理因素，可不止這一個。題目要求“a以后”，按照英語字母表由b到g都在a以后。
姚樹——題目要求“連續(xù)”，按英語字母表，從a到g是連續(xù)的，并沒斷開，也沒跳躍。
祝越——7個符號都可以表示自然數(shù)。這一點(diǎn)。也是符合題目要求的。
李河——這么說來，“a以后”、“7個”、 “連續(xù)”、“自然數(shù)”4大要素都合乎題目要求，錯在哪里呢？
討論至此，真是平地起風(fēng)云�？磥硪呀�(jīng)結(jié)束的問題，卻又引出一片新話題。況且本來被公認(rèn)為絕對錯誤的答案，現(xiàn)在卻找不到一點(diǎn)破綻了。
（二）罕見的對話
正像大家的看法一樣，當(dāng)堂聽課的主任覺察到：這件事并未結(jié)束。
下課后主任與老師討論，老師認(rèn)為“a+1”到“a+7”是唯一正確的答案，全班已懂，教學(xué)任務(wù)已告完成。主任又去問學(xué)生。大家說那個小女孩在小學(xué)時，特別喜歡英語。主任領(lǐng)悟了：小學(xué)時只是在英語學(xué)習(xí)中才見到過a，題目似乎要求寫出“a以后的7個”來，自然，a，b，c，d，e，f，g”在頭腦中出現(xiàn)了，又在口中說出了。這正是心理學(xué)上所說的副定勢起了作用。
爾后，主任將女孩找到辦公室。先肯定她喜歡英語，大膽舉手的優(yōu)點(diǎn)，接著是雙方一連串的對話。
“那題明白了嗎？”
“明白了�！�
“你的答案呢？”
“全錯了�！�
“一點(diǎn)對的地方也沒有？”
“沒有。”
“一丁點(diǎn)兒都沒有？”
“沒有�！�
“真的嗎？”
“我沒想過�！保ò�！沒有想過就堅定地認(rèn)為自已全錯了�。�
“現(xiàn)在想想看�！�
“想不出。”
“b，c，d，e，f，g，不是在a以后嗎？”
“是”。
“字母不是說了7個嗎？”
“是”。
“7個字母，排列有序，為什么不跳著說呢�！�
“題目上說……”
“你看，‘a(chǎn)以后’、‘7個’、‘連續(xù)’，都有了。這些字母又都能表示自然數(shù)。那么，哪有錯的地方呢？”
“咦，怎么沒有錯的地方了呢？”
最后，在主任啟發(fā)下，發(fā)現(xiàn)了錯誤：對于這些字母，沒有給出符合題意的數(shù)學(xué)含義。一句話，把英語字母轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)符號的任務(wù)，沒有完成。
找出錯誤原因，就能糾正錯誤。簡單說，將7個英語字母賦予符合題意的數(shù)學(xué)含意就是了。這樣，找到了與眾不同的答案：若a為自然數(shù)，令a＇＝a＋1，b＝a＋2，c＝a＋3，d＝a＋4，e＝a＋5，f＝a＋6，g＝a＋7，則a＇，b，c，d，e，f，g”便是正確答案。
就是這樣，正確與錯誤之間，只有一小撇之差。
還應(yīng)指出，運(yùn)用這種靈活變通的思維方式，求解此題，正確答案是無窮盡的。即使是“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚”，只要將其賦予符合題意的數(shù)學(xué)含義，也能成為正確答案。這么看來，把“a＋1，a＋2，a＋3，a＋4，a＋5，a＋6，a＋7”看成唯一正確答案，失之于思維呆板，并且導(dǎo)致片面性和絕對化。
（三）深刻的啟示
中小學(xué)生在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，錯誤常見，改錯也常見。但是，這樣的改錯方式從未見過。
這樣的改錯方式給我們的啟示是深刻的，是多方面的。
1.在變通性的動態(tài)思考中更深刻地掌握數(shù)學(xué)新原理
掌握數(shù)學(xué)概念和原理，運(yùn)用相關(guān)概念、原理解答數(shù)學(xué)問題，從而獲得系統(tǒng)的數(shù)學(xué)知識，提高思維能力，這是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的基本任務(wù)。
用符號表示數(shù)是代數(shù)學(xué)的根本特點(diǎn)。在小學(xué)算術(shù)中只用阿拉伯?dāng)?shù)字表示固定的具體數(shù)目。而在中學(xué)代數(shù)中，就要用抽象符號表示多種多樣的數(shù)學(xué)含義。用符號表示數(shù)的課題，是代數(shù)起始課的重點(diǎn)和難點(diǎn)。上面的題，正是為了使學(xué)生掌握這個代數(shù)原理而設(shè)計的。
兩種改錯方式對理解原理的作用是不同的。先看一般方式：
a，b，c，d，e，f，g→a＋1，a＋2，a+3，a+4，a+5，a+6，a+7
再看變通方式：
a，b，c，d，e，f，g→令a＇＝a＋1，b＝a＋2，c＝a+3，d＝c+4，e＝a+5，f＝a+6，g＝a+7→a＇，b，c，d，e，f，g
后者增加“令a＇＝a＋1，……，g＝a＋7”的一步，同時也就增加了“a＇～g”的新的答案形式，最后回到“a＋1，……，a＋7”的答案。中間增加兩步推導(dǎo)，都運(yùn)用了“符號表示數(shù)”的原理。這樣，也就加深了對這一原理的理解。
總之，對比兩種處理方式，后者更有利于數(shù)學(xué)知識的掌握和學(xué)習(xí)能力的提高。
2.創(chuàng)造思維能力在運(yùn)用中得到增長
運(yùn)用變通性方式改錯，不僅有利于學(xué)習(xí)能力的提高，也有利于創(chuàng)造思維能力的增長。
變通性改錯方式，加大了思維難度，是進(jìn)行發(fā)散思維而獲得的結(jié)果。當(dāng)然，這也不是唯一的結(jié)果。更為重要的是：原來被認(rèn)為解法唯一，現(xiàn)在變成無窮了。這就啟發(fā)我們提出問題：
（1）數(shù)學(xué)概念和數(shù)學(xué)原理統(tǒng)統(tǒng)都是永恒不變的嗎？其表述方式是唯一的嗎？
（2）被認(rèn)為只有一種解答方法的數(shù)學(xué)題是統(tǒng)統(tǒng)都不會有第2、第3種解決方法嗎？
當(dāng)我們對這兩個問題得出“不見得”的結(jié)論時，那么對今后的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)產(chǎn)生的影響，也就在其中了。即不以固定方式掌握數(shù)學(xué)概念、原理和題目解法為滿足，而還要運(yùn)用創(chuàng)造思維的發(fā)散性、靈活性，對每一個數(shù)學(xué)課題予以審視，積極發(fā)掘可能蘊(yùn)含著的新內(nèi)容、新方法、新的推理和新的表達(dá)方式。
這樣堅持下去，就會收到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)造思維能力同步超常增長的效果。（摘自《中小學(xué)生創(chuàng)造智慧超長增長訓(xùn)練》）