數(shù)學(xué)方法論與解題研究課件.ppt

數(shù)學(xué)方法論與解題研究 韓山師范學(xué)院數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)系歐慧謀 數(shù)學(xué)方法論主要研究什么 方法論 就是人們認(rèn)識(shí)世界 改造世界的一般方法 是人們用什么樣的方式 方法來(lái)觀察事物和處理問(wèn)題 概括地說(shuō) 世界觀主要解決世界 是什么 的問(wèn)題 方法論主要解決 怎么辦 的問(wèn)題 數(shù)學(xué)方法論 主要是研究和討論數(shù)學(xué)的發(fā)展規(guī)律 數(shù)學(xué)的思想方法以及數(shù)學(xué)中的發(fā)現(xiàn) 發(fā)明與創(chuàng)新等法則的一門(mén)學(xué)問(wèn) 學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)方法論有什么意義 1 作為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)者 自覺(jué)地用數(shù)學(xué)方法論來(lái)指導(dǎo)學(xué)習(xí) 能促進(jìn)對(duì)合理方法的應(yīng)用的轉(zhuǎn)化 提高數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果 學(xué)知識(shí) 學(xué)方法 2 作為數(shù)學(xué)教師 數(shù)學(xué)方法論與數(shù)學(xué)教學(xué)的有機(jī)結(jié)合能提高數(shù)學(xué)教學(xué)質(zhì)量 講活 講懂 講深 數(shù)學(xué)方法論涉及哪些內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)嘗試 類(lèi)比聯(lián)想 分析綜合 歸納演繹化歸 抽象 公理化 關(guān)系映射反演等 強(qiáng)調(diào)心理學(xué)的意義 數(shù)學(xué)元認(rèn)知 數(shù)學(xué)直覺(jué)等 第二章數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)的基本方法 數(shù)學(xué)發(fā)現(xiàn)是以提出問(wèn)題和解決問(wèn)題為主要標(biāo)志的 這方面的能力又是衡量一個(gè)人數(shù)學(xué)水平的重要標(biāo)志 提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力 已經(jīng)成為老師教好數(shù)學(xué) 學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的重要環(huán)節(jié) 也是研究數(shù)學(xué) 運(yùn)用數(shù)學(xué)必不可少的技能 1 觀察法 為什么發(fā)現(xiàn) 萬(wàn)有引力 的人是牛頓 假如穿越時(shí)空 你能發(fā)現(xiàn) 勾股定理 嗎 為什么費(fèi)馬能提出 費(fèi)馬大定理 而證明這定理的人是維爾斯 1 觀察法 觀察 即仔細(xì)看 在心理學(xué)上 觀察被看成是一種有目的 有計(jì)劃 有步驟的感知活動(dòng) 是一種主動(dòng)的 對(duì)思維有積極作用的感知活動(dòng) 多產(chǎn)的數(shù)學(xué)家歐拉 1 觀察法 多產(chǎn)的數(shù)學(xué)家歐拉 在被稱(chēng)為純粹數(shù)學(xué)的那部分?jǐn)?shù)學(xué)中 觀察無(wú)疑占有極重要的地位 1 觀察法 例子 1 觀察法 例子 1 觀察法 2 聯(lián)想 2 聯(lián)想 聯(lián)想思維的三個(gè)主場(chǎng)部分 某種概念 聯(lián)想的方法 接近聯(lián)想 形似聯(lián)想 主要有概念 原來(lái) 法則的接近而產(chǎn)生的聯(lián)想 它是由命題的已知條件與結(jié)構(gòu)特征 聯(lián)想到相關(guān)的定義 定理 公式或圖形等 2 聯(lián)想 聯(lián)想的方法 類(lèi)比聯(lián)想 對(duì)比聯(lián)想 主要根據(jù)問(wèn)題的具體情況 從具有類(lèi)似或相似特點(diǎn)的數(shù) 式 圖形以及相近的內(nèi)容和性質(zhì)等進(jìn)行聯(lián)想 2 聯(lián)想 聯(lián)想的方法 關(guān)系聯(lián)想是根據(jù)知識(shí)之間的從屬關(guān)系 一般關(guān)系 因果關(guān)系以及其內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行的一種聯(lián)想 例如 看到一個(gè)問(wèn)題 聯(lián)想到它屬于什么類(lèi)型和一般用什么方法來(lái)求解 有一個(gè)一般問(wèn)題聯(lián)想到特殊情形 有一個(gè)題設(shè)條件聯(lián)想到它的推論等等 2 聯(lián)想 聯(lián)想的方法 關(guān)系聯(lián)想 2 聯(lián)想 4 逆向聯(lián)想逆向聯(lián)想是指從問(wèn)題的正面想到問(wèn)題的反面 在解題方法上表現(xiàn)為反面解法 倒推法等間接方法 在證明上表現(xiàn)為反證法 同一法等間接證法 4 逆向聯(lián)想 4 逆向聯(lián)想 5 橫向聯(lián)想 是指數(shù)學(xué)各分支之間 乃至數(shù)學(xué)與物理 化學(xué)等學(xué)科之間的聯(lián)想 各種知識(shí)之間有著一定的聯(lián)想和相互滲透 這就為橫向聯(lián)想提供了可能條件 5 橫向聯(lián)想 證明 用平面幾何和解析幾何的方法證較繁雜 故考慮用重心原理來(lái)證明 三 聯(lián)想能力的培養(yǎng) 1 重視基礎(chǔ)知識(shí) 注意知識(shí)系統(tǒng)化掌握知識(shí)越豐富 理解知識(shí)間的縱橫關(guān)系越多 聯(lián)想就能在更廣闊的領(lǐng)域中展開(kāi) 回憶到或搜索到的有關(guān)知識(shí)就越多 對(duì)已經(jīng)學(xué)過(guò)的概念 定理 公式 法則以及數(shù)學(xué)思想方法理解得越透 掌握得越牢固 越系統(tǒng) 解題經(jīng)驗(yàn)越豐富 聯(lián)想就越暢通 越有效 2 控制聯(lián)想 和 自由聯(lián)想 要雙管齊下控制聯(lián)想 指有目的 有方向且受一定條件限制的聯(lián)想 自由聯(lián)想 指從多方向 多角度 多層次進(jìn)行的聯(lián)想 有助于提高聯(lián)想的廣度和深度 只有雙管齊下 才能使解題思路開(kāi)闊 巧法頻生 醞釀出多種不同的解題策略和思路 2019 12 19 27 可編輯 2 控制聯(lián)想 和 自由聯(lián)想 要雙管齊下 3 運(yùn)用聯(lián)想把問(wèn)題引申推廣 3 運(yùn)用聯(lián)想把問(wèn)題引申推廣 3 運(yùn)用聯(lián)想把問(wèn)題引申推廣 3嘗試 嘗試 就是將初步意向付諸實(shí)施 試探是否可行 是否有進(jìn)展 是否可以接近目標(biāo) 是否能縮小解答所在的范圍等等 通過(guò)對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行觀察 聯(lián)想 從整體上把握問(wèn)題 形成初步的策略 解決問(wèn)題的想法 方向以及解答范圍等 1 從簡(jiǎn)單入手 首先考慮符合題意的最簡(jiǎn)單情形 嘗試找出這種情形的解法 然后過(guò)渡到一般情形 一 簡(jiǎn)單化 化難為易 1 從簡(jiǎn)單入手 2 將復(fù)雜的問(wèn)題分解成幾個(gè)簡(jiǎn)單問(wèn)題 復(fù)雜綜合的問(wèn)題 往往由一些比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題巧妙地糅合而成 要善于觀察 分解成幾個(gè)小問(wèn)題 各個(gè)擊破后再綜合起來(lái) 1 分析特例 尋找啟示 二 特殊化 尋找突破口 2 利用特例奠定基礎(chǔ) 3 使用特例 完善解題 1 變易論題 三 變換角度 選擇主攻方向 2 數(shù)形轉(zhuǎn)換 數(shù)形結(jié)合百般好 隔裂分家萬(wàn)事休 華羅庚 三 變換角度 選擇主攻方向 3 橫向求索 采用那些看來(lái)與題目不 相關(guān) 的其他數(shù)學(xué)分支內(nèi)容進(jìn)行 旁敲側(cè)擊 三 變換角度 選擇主攻方向 相對(duì)于縱向追溯而言 按照知識(shí)系統(tǒng) 回顧和使用題意所涉及范圍的內(nèi)容 3 橫向求索 3 橫向求索 1 倒推法 問(wèn)題發(fā)生順序倒置 逆推還原 四 逆反轉(zhuǎn)換 靈活解題 逆反轉(zhuǎn)換 順推不行 考慮逆推 直接解決不易 考慮間接解決 正面困難 考慮反面 例9 歐洲古代數(shù)學(xué)趣題 有一籃李子不知其數(shù) 分給甲一半又一個(gè) 分給乙剩下的一半又一個(gè) 分給丙剩下的一半又三個(gè) 李子剛好分完 問(wèn)原有李子多少個(gè) 1 倒推法 例9 歐洲古代數(shù)學(xué)趣題 有一籃李子不知其數(shù) 分給甲一半又一個(gè) 分給乙剩下的一半又一個(gè) 分給丙剩下的一半又3個(gè) 李子剛好分完 問(wèn)原有李子多少個(gè) 四 逆反轉(zhuǎn)換 靈活解題 2 反客為主 問(wèn)題元素主次倒置 4 實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 是人們根據(jù)科學(xué)研究的目的 運(yùn)用一定的研究手段 器具 儀器或科研設(shè)備 在人為控制 變革或模擬客觀對(duì)象的條件下 通過(guò)觀察獲得感性經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)事實(shí)的研究方法 數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn) 是為了獲得某種數(shù)學(xué)理論 檢驗(yàn)?zāi)硞€(gè)數(shù)學(xué)猜想 解決某類(lèi)數(shù)學(xué)問(wèn)題 實(shí)驗(yàn)者運(yùn)用一