数学课程设计中的数学思维定势突破
字数 1149 2025-11-14 19:16:57
数学课程设计中的数学思维定势突破
数学思维定势是指学习者在长期数学学习过程中形成的、固定的思维模式和方法倾向。这种思维模式在解决熟悉问题时能提高效率,但在面对新情境或非常规问题时,往往成为阻碍创新的桎梏。在数学课程设计中,帮助学生突破思维定势是培养创新能力和高阶数学思维的关键环节。
第一步:认识思维定势的表现形式
数学思维定势主要表现为三种典型形式:
- 方法定势:习惯性地使用某种特定方法解决问题,比如见到"最大值"就想到求导
- 观念定势:对数学概念形成固定理解,如认为"分数一定小于1"
- 情境定势:将特定解题方法与问题情境机械绑定,如看到几何图形就只考虑几何解法
第二步:设计暴露思维定势的诊断性任务
通过精心设计的诊断性任务,帮助学生意识到自身存在的思维定势。这类任务应具备以下特点:
- 表面特征与本质结构存在认知冲突
- 常规解法复杂繁琐,转换思路后异常简洁
- 包含容易引发直觉错误的陷阱设计
例如:"用一条直线将等腰梯形分成两个面积相等的图形",多数学生会尝试复杂的分割,而忽略通过图形中心点的任意直线都能满足要求这一本质。
第三步:引入思维拓展训练序列
设计循序渐进的训练序列,逐步打破固定思维模式:
- 一题多解训练:要求用三种以上不同方法解决同一问题
- 多题一解训练:寻找表面不同但本质相通的问题,建立方法迁移
- 问题改编训练:给定标准问题,要求通过改变条件、结论或表述方式创造新问题
- 问题溯源训练:追溯数学概念的历史发展过程,理解其形成背景
第四步:构建认知冲突情境
通过以下方式创设能够引发认知冲突的学习情境:
- 呈现反例:展示与直觉预期相悖的数学现象
- 设置障碍:在常规解法路径上设置障碍,迫使寻找新途径
- 制造矛盾:呈现逻辑矛盾,促使重新审视基本假设
- 比较差异:并列呈现相似问题的不同解法,凸显思维差异
第五步:培养元认知监控能力
指导学生建立思维监控习惯:
- 解法选择时自问:"为什么我首先想到这种方法?是否存在其他可能性?"
- 解题过程中自问:"当前思路是否有效?是否需要调整策略?"
- 解题结束后自问:"这个解法是否最优?能否推广到其他情境?"
第六步:设计开放式探究任务
通过以下类型的开放式任务培养思维灵活性:
- 条件开放:给定结论,寻找使结论成立的条件
- 结论开放:给定条件,探索可能的结论
- 策略开放:允许多种解决路径,鼓励非常规思路
- 评价开放:对不同的解法进行评价比较,理解各种方法的适用条件
第七步:建立思维定势突破的评估体系
从三个维度评估思维定势突破效果:
- 流畅性:在单位时间内产生不同解法的数量
- 灵活性:在不同类型问题间进行方法迁移的能力
- 独创性:提出新颖、独特解决方法的水平
通过这样系统的课程设计,能够有效帮助学生识别、突破和超越数学思维定势,培养真正的数学创新能力和问题解决能力。