作者:王國(guó)波?
? 閱讀順序,建議從本系列第一篇前言看起。這篇文章遷到簡(jiǎn)書,因?yàn)楹?jiǎn)書的字?jǐn)?shù)限制,只好分成5個(gè)小篇,分別是3-1、3-2、3-3、3-4、3-5。
? 接前文數(shù)學(xué)思想方法揭秘-2,在這里講述我對(duì)這些題的解題思維過(guò)程,主要是在思維過(guò)程中如何運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法和解題策略來(lái)探索解題方法,所思所想。學(xué)習(xí)者可以先試著做一做數(shù)學(xué)思想方法揭秘-2中的題,再對(duì)比下面的思維過(guò)程,多揣摩領(lǐng)會(huì)解題思維過(guò)程中的思想精髓,看不懂就多讀幾遍,直到自己有會(huì)心一笑心領(lǐng)神會(huì)的感覺(jué)為止。以后就可有意識(shí)的進(jìn)行模仿。在以后的題目中只要有一兩道題有成功的運(yùn)用經(jīng)驗(yàn),就入門有共鳴了,就把這些消化融入到自己的知識(shí)體系中了,后面運(yùn)用起來(lái)就會(huì)越來(lái)越自然,越來(lái)越得心應(yīng)手,越來(lái)越深入到靈魂中。
? ? 小初高乃至大學(xué),數(shù)學(xué)、物理包括理工科其它課程的學(xué)習(xí)總體上是不難的,是學(xué)習(xí)又不是創(chuàng)新,有些很前沿的知識(shí)和創(chuàng)新可能是艱難的,但我們學(xué)的大多是幾乎爛大街很普通的成熟的知識(shí),實(shí)在不應(yīng)該難學(xué)。那在現(xiàn)實(shí)中我們?yōu)楹斡X(jué)得難學(xué),問(wèn)題在教材、教學(xué)方式和老師。我們的教學(xué)方式和教材教輔內(nèi)容存在嚴(yán)重問(wèn)題,培訓(xùn)機(jī)構(gòu)幾乎也類似,不教或不注重思想方法論和運(yùn)用這些思想方法和解題策略來(lái)進(jìn)行思考的思維過(guò)程,不注重解題規(guī)律的傳授,閹割思維過(guò)程,而有正確數(shù)學(xué)思想方法指導(dǎo)下的思維過(guò)程才是關(guān)鍵,掌握了這套思想方法論,心中就有了解決問(wèn)題的規(guī)律也就是解題之道思維之道 。用這套方法論來(lái)指導(dǎo)思維,那理工科的學(xué)習(xí)就不會(huì)覺(jué)得難。閹割思維過(guò)程的教學(xué)是沒(méi)有靈魂的教學(xué),這個(gè)應(yīng)該是我們覺(jué)得數(shù)學(xué)難學(xué)和難以培養(yǎng)出高素質(zhì)人才的真相。
? ? 對(duì)難題,有正確思想方法的思維過(guò)程才是關(guān)鍵。做過(guò)難題的都知道,在思考難題時(shí),它們大多是開(kāi)頭難,沒(méi)有頭緒,當(dāng)然也可能中間階段卡殼,不知如何下手,看不穿本質(zhì),感覺(jué)沒(méi)有思路,建立不了和已有知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系,已有知識(shí)點(diǎn)派不上用場(chǎng)或不可行。此時(shí)起到關(guān)鍵作用的是思想和策略,先要有正確的思想策略做指導(dǎo),思想先行,先用思想開(kāi)路,來(lái)攻堅(jiān)克難,來(lái)掃清關(guān)鍵的障礙,用正確的思想方法來(lái)指導(dǎo)/引導(dǎo)/驅(qū)動(dòng)思維過(guò)程,碰壁時(shí)及時(shí)靈活調(diào)整自己的解題策略,再結(jié)合知識(shí)點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)探索解題思路,找到難題的突破口或產(chǎn)生解題方法的雛形或框架再逐步豐富完善,只靠知識(shí)點(diǎn)通常是解決不了難題的。難題的解題方法不是一下子從腦子中蹦出來(lái)的,除非它是熟悉的題型,它通常是在思維過(guò)程中運(yùn)用思想方法探索出來(lái)的。沒(méi)思想沒(méi)啟發(fā)沒(méi)靈魂的教育培養(yǎng)出來(lái)的人,碰到難題或新題型,要不就是束手無(wú)策或思維僵化,要不就是如無(wú)頭蒼蠅,思維到處亂竄,誤打誤撞,沒(méi)有章法,很盲目。沒(méi)有掌握思想方法,對(duì)知識(shí)的運(yùn)用就是自發(fā)的,半迷糊蒙昧狀態(tài)在使用,面對(duì)難題,所學(xué)的一些知識(shí)點(diǎn)幾乎就是死的,因?yàn)闊o(wú)從下手,舉步維艱,感覺(jué)所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)用不上,不知道怎么使用知識(shí)點(diǎn)。要以道御術(shù),此時(shí)對(duì)知識(shí)的運(yùn)用是自覺(jué)的有意識(shí)的,在恰當(dāng)?shù)乃枷敕椒?道)指引下,多維度多視角去看問(wèn)題去思考問(wèn)題去嘗試,幫助我們有效延伸思維的觸角,這樣就有更大概率做正確的事,靈活思維,高效找出解題突破口和解題方向方法,后面才是正確的做事,使用知識(shí)點(diǎn)。也就是先要用正確的思想方法來(lái)指導(dǎo)思維,探索出解題突破口和解題方向解題方法,形成解題思路,這相當(dāng)于給知識(shí)搭了一個(gè)發(fā)揮作用的舞臺(tái),之后才能盤活死的知識(shí),讓這些知識(shí)有用武之地。解題思路的產(chǎn)生,主要是靠數(shù)學(xué)思想方法,碰到難題,怎么思考,為何這樣想,為何這樣思考,這就是思路,而思路的產(chǎn)生不是胡亂碰運(yùn)氣,它背后要有一定的邏輯來(lái)做指導(dǎo),即使是猜想也要合情合理,思路背后的邏輯就是靠數(shù)學(xué)思想方法來(lái)指導(dǎo)。
? ? 教育中的智育,其目的應(yīng)該是培養(yǎng)獨(dú)立的理性思考能力,創(chuàng)新能力,培養(yǎng)自學(xué)能力,熏陶和訓(xùn)練思維方法,掌握思考問(wèn)題的正確思想方法論。讓這些思想方法論成為一種思維習(xí)慣,而不僅僅只是灌輸知識(shí),這是舍本逐末,大多數(shù)知識(shí)基本上自學(xué)就會(huì),需要花大力氣去教?而是要重點(diǎn)教學(xué)生怎么靈活運(yùn)用這些知識(shí):怎么用正確的思想方法論來(lái)思考問(wèn)題,探索出解題思路和解題方法,以道御術(shù),才能更好利用知識(shí)更好發(fā)揮作用。
? ?思想方法論(包括解題策略)才是大道才是關(guān)鍵&核心,師者傳道授業(yè)解惑,捫心自問(wèn),我們的教育傳的道在哪?有啥道?萬(wàn)般神通皆小術(shù),唯有空空是大道,我們的教育(學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu))和教科書上大多教的是雕蟲小技,不上檔次的小術(shù),小聰明,沒(méi)有智慧沒(méi)有道(思想方法)。每門功課,只是考試成績(jī)好不算好,要在學(xué)科中更上一層,也就是要能在學(xué)科中悟道才是真的好,但憑我們這樣的教育方式和教科書是難以悟道的,因?yàn)樗鼈兌紱](méi)有道沒(méi)有思想。初高中如果有好的數(shù)學(xué)思想方法的教輔(國(guó)家層面完全可以組織力量編寫權(quán)威的數(shù)學(xué)思想方法論的教輔或參考書),學(xué)生用這些書籍自學(xué),自己鉆研領(lǐng)悟,大多數(shù)中等智力的學(xué)生堅(jiān)持到高中階段是可以訓(xùn)練好數(shù)學(xué)思維的,這個(gè)真不難,但現(xiàn)實(shí)卻不是這樣,不給學(xué)生推薦這方面的好書,不對(duì)學(xué)生強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)思想方法的重要性,大多數(shù)學(xué)生自己怎知道要掌握數(shù)學(xué)思想方法和解題策略,到現(xiàn)在還不在初高中普及數(shù)學(xué)思想方法的教育,這就是誤人子弟。
?數(shù)學(xué)解題的一般過(guò)程
? ? 解題的本質(zhì)是變:轉(zhuǎn)化變化,解題就是把題目歸結(jié)為轉(zhuǎn)化為已經(jīng)解過(guò)的題熟悉的題或熟悉的知識(shí)點(diǎn),解題過(guò)程是從題目起點(diǎn)到題目終點(diǎn)(結(jié)論&答案)的一段段串起來(lái)的解題操作和邏輯(各種變形、變換、計(jì)算、推理、推導(dǎo)),這些一段段串起來(lái)的解題操作和邏輯實(shí)際上就是不斷地在轉(zhuǎn)化問(wèn)題在變化問(wèn)題,從而一步步向問(wèn)題終點(diǎn)靠攏。解題的過(guò)程就是在數(shù)學(xué)思想方法的指導(dǎo)下,調(diào)動(dòng)和運(yùn)用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能以及經(jīng)驗(yàn),采取解題策略,運(yùn)用數(shù)學(xué)方法的思維過(guò)程。這一段段串起來(lái)的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)是怎么想到的?很多是在數(shù)學(xué)思想方法的指導(dǎo)下探索出來(lái)的,特別是開(kāi)頭的幾步。
? ? 具體而言,解題過(guò)程有4步:
? ? ? ?第1步:理解問(wèn)題。審題讀懂問(wèn)題,找出已知條件和要證明的結(jié)論或要求的結(jié)果答案,觀察發(fā)現(xiàn)問(wèn)題中隱藏的特征特點(diǎn)、關(guān)系、規(guī)律等解題線索、收集整理信息,判斷題型。
? ? ? ?第2步: 探索解題思路,制定解題方案。對(duì)簡(jiǎn)單的題,我們幾乎不費(fèi)力就可找出問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系,因?yàn)檫@種聯(lián)系很淺顯很直接,也就是很快知道要用哪些知識(shí)點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)就可解題,能很快形成解題過(guò)程,實(shí)際上也是有聯(lián)想類比的參與,但幾乎快到感覺(jué)不到它們(聯(lián)想類比)的存在。但有些題,特別是較難的題,它和知識(shí)點(diǎn)的聯(lián)系是隱藏的、晦澀的、復(fù)雜的,間接的,我們難以一下子得出問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系,無(wú)從下手,此時(shí)就是考驗(yàn)數(shù)學(xué)思維能力,就需要有正確的扎實(shí)的數(shù)學(xué)思想方法論的指導(dǎo)才能高效探索出解題突破口和思路,高效找出問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系,建立問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)之間的橋梁紐帶,打通它們之間的聯(lián)系。先前說(shuō)過(guò)數(shù)學(xué)思想方法是問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)之間的橋梁、指南針、開(kāi)路先鋒、藥引子。研判局勢(shì),找出問(wèn)題癥結(jié)。這一步的最高指導(dǎo)原則就是變:變化轉(zhuǎn)換,靈活變化,在數(shù)學(xué)思想方法論(聯(lián)想、類比、抽象等等)和解題策略指導(dǎo)下進(jìn)行各種變化轉(zhuǎn)化,進(jìn)而探索出解題突破口和解題方向,形成解題思路。這個(gè)是解題過(guò)程中的核心和難點(diǎn),也是這幾篇博文的重點(diǎn)內(nèi)容。
? ? ?第3步:方案實(shí)施。在上一步已經(jīng)披荊斬棘找到問(wèn)題突破口,初步形成解題思路和解題過(guò)程的情況下,這一步是按照第2步的思路方案,進(jìn)行思路展開(kāi),具體實(shí)現(xiàn),在紙上把解題過(guò)程(由解題操作組成)一步步寫出來(lái),從題設(shè)條件出發(fā),一步步進(jìn)行變換,逐步向結(jié)論靠攏逼近。當(dāng)然有時(shí)用逆向思維或分析法,從結(jié)論向題設(shè)靠近。第2步和第3步乃至第1步之間有時(shí)沒(méi)有明確的界限,無(wú)法嚴(yán)格劃分,它們有時(shí)是一個(gè)反復(fù)的過(guò)程,例如從第2步再回到1步,或從第3步再回到第2步或第1步。
? ? ?第4步:回顧與反思。無(wú)論是解題成功還是失敗,最后都要反思。反思解題過(guò)程中的成與敗,得與失,進(jìn)行總結(jié)改進(jìn)提高。這一步往往容易被忽視。另外在前面的第1步、2步、3步中也要注意運(yùn)用反思來(lái)調(diào)整解題思路。
? ? ?我們可以進(jìn)一步把這4步劃分為3個(gè)階段:前期、中期、后期。前期階段也叫幕后階段,包含上面的第1步和第2步,主要是尋找解題突破口和解題方向,探索和醞釀解題思路。 中間階段就是第3步,后期階段是第4步。
? ? 對(duì)難題,大多是開(kāi)頭難,感覺(jué)無(wú)從下手,沒(méi)有思路門路,也就是經(jīng)??ㄔ谇捌陔A段,前期階段最難,且我們?cè)诂F(xiàn)實(shí)中很少能看到,它大多在做題人的草稿紙上和腦子中,教學(xué)中很少有,書上也很少有講解思維過(guò)程,也就是它在幕后。中間階段在臺(tái)前,是我們能在書上和作業(yè)上試卷上看到的解題方法。這些臺(tái)前的解題過(guò)程解題方法一般是很光鮮的:非常有條理有邏輯。?
? ? 中間階段的解題方法是由前期階段產(chǎn)生的,前期階段是漁,中間階段是魚,前期階段是母,中間階段是子。前期階段打漁釣魚的技能沒(méi)掌握好,很難釣出中間階段的魚:答案、解題過(guò)程、解題方法。所以說(shuō)關(guān)鍵在前期階段,前期階段做好了,中期階段對(duì)智力正?;A(chǔ)好的學(xué)生是水到渠成,按部就班的事情。
? ? 但現(xiàn)實(shí)中卻恰恰相反,本應(yīng)該極度重視的前期階段卻被選擇性忽略忽視:絕大多數(shù)數(shù)學(xué)書中很少有解題思維過(guò)程,老師也很少講解前期階段的思維過(guò)程或把思維過(guò)程講透徹,大多是直接到中間階段,直接蹦出解題方法。這個(gè)問(wèn)題的原因可能有3個(gè):第一:前期階段的探索思維過(guò)程在幕后,一般是在草稿紙上和腦子中,我們并不要求把前期階段的探索思維過(guò)程寫在試卷和作業(yè)上,寫在作業(yè)上試卷上的是光鮮的中間階段:有條理有邏輯的解題方法。第二:前期階段的思維過(guò)程本來(lái)就是難點(diǎn),受限于水平,自己都不知道怎么思考,且一些老師是按現(xiàn)成的答案來(lái)講,這些答案也沒(méi)有前期的思維過(guò)程,老師照本宣科,沒(méi)有親自做題,沒(méi)有親自體驗(yàn),怎么能講好? 第三:講解思維過(guò)程有些時(shí)候言不盡意,思維有時(shí)憑經(jīng)驗(yàn),憑悟性、憑直覺(jué),憑靈感,憑一點(diǎn)思想火花的閃爍,交流講解有時(shí)靠拈花一笑的意會(huì)和心靈共鳴感應(yīng),這些都導(dǎo)致不好講解思維過(guò)程,沒(méi)有比較形式化的方式來(lái)描述思維過(guò)程,講清楚思維過(guò)程要費(fèi)較多功夫,效果還不一定好,思維層次不在一個(gè)頻道上。
? ? 相比光鮮的解題中間階段,前期階段通常是過(guò)程曲折艱難,思維混亂沒(méi)有章法,沒(méi)有固定模式,冥思苦想而無(wú)方。這也是大多數(shù)人的狀況,這種狀況導(dǎo)致在有限的時(shí)間內(nèi)難以找到解題思路和解題突破口,也就不可能有光鮮的中間階段。
如何來(lái)改善前期階段的思維狀況,讓它高效,讓它有些章法、有些條理和相對(duì)固定的思維框架模式?這就靠數(shù)學(xué)思想方法來(lái)指導(dǎo)我們的思維過(guò)程,來(lái)啟迪我們的思維,來(lái)做思維的指南針、敲門磚、催化劑、金剛鉆、火花塞、橋梁、魚餌、藥引子,通過(guò)這些指南針、敲門磚、橋梁來(lái)探索出解題突破口和解題思路。
? ? ?所以我們應(yīng)該提倡教學(xué)過(guò)程中要傳授由數(shù)學(xué)思想方法(包括解題策略)驅(qū)動(dòng)/指導(dǎo)的幕后的思維過(guò)程,講解如何通過(guò)這些思維過(guò)程把解題方法探索出來(lái),啟迪學(xué)生思維,要有思想,讓學(xué)生知其然,也知其所以然。雖然講解思維過(guò)程比較難比較費(fèi)功夫但總比不講要好得多。閹割思維過(guò)程的教育是極其有害的,學(xué)生沒(méi)有模仿的機(jī)會(huì),要自己摸索不容易,有的人一輩子都沒(méi)能掌握思考問(wèn)題的正確思想方法論。
? ? ?在講解具體題目的解題思維過(guò)程之前,講解些自己的感悟,這些感悟可以看成是數(shù)學(xué)思維中的內(nèi)功心法。內(nèi)容涉及到上面提到的解題的4個(gè)過(guò)程。
第一個(gè)是辯證思維,數(shù)學(xué)思想方法結(jié)合辯證法指導(dǎo)下的解題策略,靈活地變變變/轉(zhuǎn)化(轉(zhuǎn)換、化歸)。
??這一節(jié)主要涉及到解題過(guò)程中的第2步,如何找到解題突破口,探索出解題思路。
?辯證法中的運(yùn)動(dòng)觀提到萬(wàn)事萬(wàn)物都是運(yùn)動(dòng)變化的,大道至簡(jiǎn),數(shù)學(xué)思想方法和解題策略也是如此,歸根結(jié)底就一個(gè)字:變,就是變化、改變、轉(zhuǎn)變、轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)換、變換。要做到靈活變通,圓融無(wú)礙地變化,很多情況下要在解題過(guò)程中運(yùn)用辯證法來(lái)做指導(dǎo),在實(shí)踐層面不會(huì)運(yùn)用辯證法,思維不可能靈活,很多人學(xué)過(guò)辯證法,但在數(shù)學(xué)解題中不會(huì)運(yùn)用。這里可用太極圖陰陽(yáng)魚來(lái)形象化地理解數(shù)學(xué)中的思維能力與知識(shí)的辯證關(guān)系、思想方法和解題策略的辯證關(guān)系、辯證法的聯(lián)系觀、矛盾觀(對(duì)立統(tǒng)一、相互聯(lián)系相互轉(zhuǎn)化)、以及數(shù)學(xué)解題思維的最高準(zhǔn)則:辯證法運(yùn)動(dòng)觀,運(yùn)動(dòng)變化。
? ? 碰到難題,無(wú)論是在解題開(kāi)始或解題過(guò)程中,絞盡腦汁后還是處處碰壁,無(wú)從下手,舉步維艱,此時(shí)唯一的最高準(zhǔn)則就是變:變化、變換、改變、改革、轉(zhuǎn)化(轉(zhuǎn)換)。把解題思路變一變,換一種思路或微調(diào)思路或綜合其他思路;把題目變一變,例如把已知條件中的等式做下等價(jià)變形,或有關(guān)聯(lián)的非等價(jià)變化,把原題中的已知條件變一下,變成一個(gè)新題,解決這個(gè)相對(duì)容易的新問(wèn)題,再把原題想法轉(zhuǎn)變成新問(wèn)題;把題目要證明的結(jié)論/結(jié)果做下等價(jià)變換(分析法,根據(jù)因果關(guān)系和充要條件進(jìn)行等價(jià)變換,把原題中的要證明的A結(jié)論或要計(jì)算的A結(jié)果轉(zhuǎn)變成B,而B比較好證明或求出來(lái))或有關(guān)聯(lián)的非等價(jià)變化(例如改變?cè)}要求的結(jié)論或答案結(jié)果,變成一個(gè)新問(wèn)題,得到新題的解決方法,再想法把原題轉(zhuǎn)變成新題),這些都是變。不變是死路一條,只有改變現(xiàn)狀,只有變才可能找到出路。
? ? 變化就是運(yùn)動(dòng),辯證法中運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的,所以解題中也要有運(yùn)動(dòng)變化,善于運(yùn)動(dòng)變化。另外先前提到過(guò)易經(jīng)中的三原則:變易、簡(jiǎn)易、不易也很有意思,它們是層層遞進(jìn)的:變易就是說(shuō)要變化,沒(méi)有不變的東西,和辯證法中的運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的一個(gè)意思;簡(jiǎn)易是說(shuō)變易(變化)會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜性,但如果我們有智慧,掌握領(lǐng)悟了原理和方法之后,對(duì)變化的掌控就簡(jiǎn)單了,就不怕變,甚至?xí)鲃?dòng)變化,主動(dòng)利用變化來(lái)解決問(wèn)題,在數(shù)學(xué)領(lǐng)域,掌握了數(shù)學(xué)思想方法論就容易了。不易就是說(shuō)其實(shí)還有個(gè)不變的東西存在,也就是在更高層的幕后有個(gè)不變的東西,勉強(qiáng)給它取個(gè)名字叫道或本質(zhì),哪在數(shù)學(xué)中什么不變?
? ?具體如何變?在數(shù)學(xué)解題中如何變化也要講思想方法講解題策略技巧,也就是思想加策略加技巧。思維要有正確的思想和策略、技巧來(lái)指導(dǎo),這樣思維才容易高效和對(duì)路。
孫悟空有72變,我們?cè)跀?shù)學(xué)解題中,也有一套數(shù)學(xué)思想方法和解題策略來(lái)指導(dǎo)如何變化??梢哉J(rèn)為數(shù)學(xué)思想(聯(lián)想、類比、抽象、分類思想、轉(zhuǎn)化等)是指導(dǎo)你在思維層面如何多角度多方位來(lái)思考問(wèn)題,來(lái)看問(wèn)題,來(lái)展開(kāi)自己的思維。但有時(shí)憑各種數(shù)學(xué)思想方法和知識(shí)點(diǎn)與經(jīng)驗(yàn)還不能高效率的解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,這時(shí)就要結(jié)合解題策略來(lái)調(diào)整改變我們的思維和思路。窮則思變,碰到棘手問(wèn)題束手無(wú)策或碰壁后需要調(diào)整改變思路、視角和行動(dòng)。很多思想方法和解題策略的最高宗旨是試圖通過(guò)各種變化來(lái)降低問(wèn)題復(fù)雜度和獲得解題突破口。變:變化、變形、轉(zhuǎn)化/化歸、改變思路、改變視角、改變題目、改變已知條件、改變目標(biāo)、從一種形式變成另一種形式、變不熟悉為熟悉、變未知為已知、變復(fù)雜為簡(jiǎn)單、變不好處理為好處理。下文中的具體不行就抽象(向上抽象)、直接不行就間接,乃至辯證法中矛盾的相互轉(zhuǎn)化相互利用都體現(xiàn)了變化。
我們?cè)诳荚嚂r(shí),一般是先做簡(jiǎn)單的題,后做復(fù)雜的,這是一種策略。對(duì)每道數(shù)學(xué)題,也有解題策略。解題策略就是在解題過(guò)程中遵循的一些全局的、總體性的、指導(dǎo)性的行動(dòng)方針和對(duì)策,它是概括性的方法而非具體的解題方法,解題策略例如抽象不行就具體(也叫特殊化策略。碰到抽象問(wèn)題或一般性問(wèn)題時(shí),如果難以解決,就轉(zhuǎn)而解決具體化的特殊性的問(wèn)題,例如使用歸納法,得到經(jīng)驗(yàn)和啟發(fā)后再回到抽象問(wèn)題上),具體不行就抽象(也叫一般化策略。如果一個(gè)具體問(wèn)題不好解決那就把這個(gè)問(wèn)題上升到抽象問(wèn)題一般性問(wèn)題,解決抽象問(wèn)題之后再回到具體問(wèn)題)、直接不行就間接等等。解題策略介于具體的解題方法與思想方法之間,是把思想方法轉(zhuǎn)化為/向下變現(xiàn)為解題操作的橋梁。
解題策略用于對(duì)我們的解題行動(dòng)指明方向,而具體的數(shù)學(xué)方法(例如解方程的代入消元法)是直接的解題手段。解題策略指明方向體現(xiàn)在對(duì)我們的解題思路和思想方法起到控制調(diào)節(jié)/調(diào)整、優(yōu)化、平衡、揚(yáng)棄選擇、約束、編排組織、糾偏變通的作用,調(diào)節(jié)的幅度一種是微調(diào),另一種是跳躍式的調(diào)整乃至徹底否定之后的改變。就像我們開(kāi)車,在前方似乎沒(méi)路時(shí),要轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤調(diào)整前進(jìn)方向轉(zhuǎn)下彎一樣,類似做事要圓融要靈活變通,做人既要有方有原則有底線也要有圓,數(shù)學(xué)思想方法好比這里的方,而解題策略就是這里的圓。
解題策略是對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的補(bǔ)充和輔助,它是數(shù)學(xué)思想方法的伴侶。數(shù)學(xué)思想方法相對(duì)剛性,而解題思維本應(yīng)該是靈活善變的,解題策略正好可用來(lái)增強(qiáng)思維的彈性、柔性、靈活性,這樣剛?cè)嵯酀?jì),避免機(jī)械僵化的思維,具體問(wèn)題具體分析。好的解題策略注重和諧、協(xié)調(diào)、平衡,做到不偏執(zhí)不偏頗,順應(yīng)本質(zhì)的解題思維規(guī)律,幫助我們少走彎路,高效實(shí)現(xiàn)解題目標(biāo)。解題策略有時(shí)和數(shù)學(xué)思想方法合二為一,例如轉(zhuǎn)化(化歸)既是數(shù)學(xué)思想方法,也是解題策略,分而治之(化整為零)、整體化思想和數(shù)形結(jié)合思想等也是如此。
總體而言。數(shù)學(xué)思想方法和解題策略的關(guān)系好比地球儀上的經(jīng)線和緯線,如下圖,數(shù)學(xué)思想方法是經(jīng)線,解題策略是緯線。數(shù)學(xué)思想方法結(jié)合解題策略就好比經(jīng)緯交織,這樣才能天衣無(wú)縫,才能思維嚴(yán)密嚴(yán)謹(jǐn)而不失全面靈活,才能全方位/多角度立體化系統(tǒng)化思考問(wèn)題。
? 在第一篇中已經(jīng)提到數(shù)學(xué)思想方面和辯證法的關(guān)系,辯證法的精髓就是矛盾的相互轉(zhuǎn)化和對(duì)立統(tǒng)一,相互聯(lián)系發(fā)展變化,而這些和數(shù)學(xué)思想方法和數(shù)學(xué)解題策略是非常契合的。這里不需要糾結(jié)唯物和唯心,既然講辯證,唯物唯心合起來(lái)才比較完美,它們是對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系,偏向哪個(gè)都不對(duì),沒(méi)有誰(shuí)絕對(duì)正確,都有它們解釋不了的問(wèn)題和現(xiàn)象,普通哲學(xué)解釋不了宇宙的本質(zhì),人類一思考,上帝就笑了,但我們可以通過(guò)不懈的探索,逐步接近本質(zhì)。
科學(xué)的科學(xué)是哲學(xué),反過(guò)來(lái)哲學(xué)必須要能指導(dǎo)具體科學(xué)例如數(shù)學(xué)。
? 在數(shù)學(xué)解題思維中,要注重運(yùn)用辯證法中的如下觀點(diǎn)來(lái)指導(dǎo)我們解題,幫助我們從更高的思想層面來(lái)理解數(shù)學(xué)思想方法,制定解題策略。
聯(lián)系觀:萬(wàn)事萬(wàn)物普遍聯(lián)系以及聯(lián)系的多樣性、層次性,萬(wàn)事萬(wàn)物存在千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,聯(lián)系無(wú)處不在無(wú)時(shí)不在。甚至連矛盾的對(duì)立雙方都存在聯(lián)系,蝴蝶效應(yīng),物理學(xué)中的量子糾纏更是說(shuō)明聯(lián)系的神奇。數(shù)學(xué)思想方法的多樣性,正是普遍聯(lián)系多樣性的體現(xiàn)。有聯(lián)系就有關(guān)系,聯(lián)系的多樣性也決定了它對(duì)應(yīng)關(guān)系的多樣性。聯(lián)系觀在數(shù)學(xué)中最直接的體現(xiàn)就是關(guān)系思想。關(guān)系思想:我們?cè)谌粘I钪袑?duì)關(guān)系是使用的非常熟練的,大多數(shù)人辦事都喜歡找各種關(guān)系,利用關(guān)系網(wǎng)。在數(shù)學(xué)中,關(guān)系思想也是極其極其重要的思想方法,研究數(shù)學(xué)問(wèn)題中的各種關(guān)系包括數(shù)量關(guān)系是數(shù)學(xué)的一個(gè)主要內(nèi)容,初中的相似三角形成比例,平行線分線段成比例定理,倒數(shù)關(guān)系,相反數(shù)關(guān)系,勾股定理中斜邊和兩個(gè)直角邊都存在關(guān)系,乃至邏輯推理、充分必要條件、因果等都是關(guān)系的體現(xiàn)。每道數(shù)學(xué)題中都存在關(guān)系,除了題目中一些顯而易見(jiàn)的關(guān)系,解題時(shí)還要善于發(fā)現(xiàn)和挖掘題目中隱含的一些關(guān)系或聯(lián)系。找關(guān)系,發(fā)現(xiàn)關(guān)系,進(jìn)而刻畫表達(dá)關(guān)系,把關(guān)系用合適的數(shù)學(xué)語(yǔ)言合適的形式(例如方程、函數(shù)、等式、公式、不等式、定理、數(shù)列、數(shù)學(xué)圖形、圖表等)表示出來(lái)翻譯出來(lái),例如數(shù)學(xué)題中已知的和隱藏的各種數(shù)量關(guān)系和各種約束、數(shù)與形的關(guān)系、題目/問(wèn)題之間的關(guān)系、數(shù)學(xué)題中數(shù)學(xué)對(duì)象(數(shù)學(xué)元素)之間的關(guān)系、問(wèn)題和知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系、知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系、概念之間的關(guān)系等。再想辦法利用好這些關(guān)系來(lái)解題,利用好這些關(guān)系來(lái)變化問(wèn)題、轉(zhuǎn)化問(wèn)題,最終解決問(wèn)題。關(guān)系就是橋梁紐帶,有了關(guān)系就好變化好轉(zhuǎn)化,容易找到解題方法容易找到出路。
? 有時(shí)兩個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)對(duì)象之間似乎沒(méi)有關(guān)系或聯(lián)系,就要找出它們之間的關(guān)系/聯(lián)系,或者想法讓它們發(fā)生關(guān)系/聯(lián)系,建立關(guān)系/聯(lián)系,例如讓兩個(gè)或多個(gè)數(shù)學(xué)對(duì)象(例如算式或等式、變量)相乘相除等運(yùn)算產(chǎn)生一個(gè)新的數(shù)學(xué)對(duì)象,就像化學(xué)反應(yīng)一樣。有時(shí)題目中缺少發(fā)生關(guān)系的數(shù)學(xué)對(duì)象,此時(shí)我們要聯(lián)想到或找出關(guān)聯(lián)的數(shù)學(xué)對(duì)象,然后讓它們發(fā)生關(guān)系,例如題目中存在m-n這樣的數(shù)學(xué)對(duì)象,此時(shí)我們要聯(lián)想到和它有關(guān)系的對(duì)象m+n,再讓m-n和m+n相乘發(fā)生關(guān)系,具體的例子比如碰到根號(hào)3-1,根據(jù)題目的情況,我們很可能會(huì)想到根號(hào)3-1的對(duì)偶對(duì)象/對(duì)應(yīng)的對(duì)象:根號(hào)3+1,如下圖,然后讓它們兩個(gè)相乘,發(fā)生關(guān)系。有時(shí)對(duì)象之間的結(jié)構(gòu)或關(guān)系比較疏遠(yuǎn)(物理上和邏輯上)或松散凌亂或比較別扭不順暢,顯然不便于解題,我們就要想法去改造這種結(jié)構(gòu)和關(guān)系,重組結(jié)構(gòu)和關(guān)系,將它們的關(guān)系變親密,結(jié)構(gòu)變協(xié)調(diào),變緊密。在幾何題中,我們一般是通過(guò)作輔助線和幾何變換來(lái)對(duì)存在問(wèn)題的幾何結(jié)構(gòu)和關(guān)系進(jìn)行改造。
? 有時(shí)我們碰到一個(gè)問(wèn)題,要聯(lián)想到和這個(gè)原題有關(guān)系或類似的另一個(gè)問(wèn)題,或把原題變成和它有一定關(guān)系的另一個(gè)問(wèn)題,解決后面這個(gè)問(wèn)題,再利用它和原題的關(guān)系來(lái)解決原題,或借鑒后面這個(gè)問(wèn)題的解題方法。
? 我們?cè)趯W(xué)習(xí)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)或某個(gè)概念時(shí),要聯(lián)想到和該知識(shí)點(diǎn)或概念有關(guān)系有聯(lián)系的其他知識(shí)點(diǎn),搞清楚它們之間的關(guān)系聯(lián)系以及區(qū)別,建立知識(shí)點(diǎn)之間的橫向和縱向的聯(lián)系,形成立體的知識(shí)體系。例如前面說(shuō)過(guò)的學(xué)到平均數(shù)知識(shí)點(diǎn)時(shí),要能想到它和抽屜原理的關(guān)系,這樣就能更深刻地理解抽屜原理,覺(jué)得它不難了。
? 關(guān)系/聯(lián)系就是橋梁紐帶,就是通路,我們用各種數(shù)學(xué)思想方法來(lái)建立解題需要的橋梁,找到解題突破口。不管是數(shù)學(xué)題和知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系/聯(lián)系、數(shù)學(xué)題的數(shù)學(xué)元素之間的關(guān)系/聯(lián)系,數(shù)學(xué)元素和知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系/聯(lián)系、知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系/聯(lián)系、題和題之間的聯(lián)系、概念和知識(shí)點(diǎn)之間的關(guān)系/聯(lián)系、概念和概念之間的關(guān)系/聯(lián)系,遵照關(guān)系思想,在學(xué)習(xí)中和解題過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)系/聯(lián)系,看透看懂看清楚了關(guān)系/聯(lián)系,發(fā)生了關(guān)系/聯(lián)系,發(fā)展了關(guān)系/聯(lián)系,建立了關(guān)系/聯(lián)系,改造好了關(guān)系,利用好了關(guān)系/聯(lián)系,我們借助它做橋梁來(lái)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行變化(從一種形式變成另一種形式),改變就是轉(zhuǎn)化問(wèn)題,把問(wèn)題從復(fù)雜轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單,從陌生轉(zhuǎn)化成熟悉,從未知轉(zhuǎn)化成已知,有改變就有機(jī)會(huì)有可能解決問(wèn)題,就有可能推進(jìn)問(wèn)題的解決。在日常生活中,我們找熟人關(guān)系辦事,把不好辦的事情轉(zhuǎn)化成簡(jiǎn)單的事情,也是相同的道理。
運(yùn)動(dòng)發(fā)展觀:在數(shù)學(xué)思想方法中的體現(xiàn)就是運(yùn)動(dòng)/動(dòng)態(tài)思維、函數(shù)思想,例如讓事物沿著題目中的軌跡運(yùn)動(dòng),讓某個(gè)變量的數(shù)值發(fā)生變化,或想象它們?cè)诎l(fā)生變化,在運(yùn)動(dòng)中觀察其中隱藏的的規(guī)律、關(guān)系、特征特點(diǎn),如何運(yùn)用運(yùn)動(dòng)思想來(lái)解題在下文中有具體運(yùn)用。
矛盾觀:這里進(jìn)一步重點(diǎn)講解辯證法中的矛盾觀在數(shù)學(xué)解題思維過(guò)程中的巨大指導(dǎo)作用,它可以用來(lái)指導(dǎo)我們的解題策略,當(dāng)然辯證法中的聯(lián)系觀、否定之否定、運(yùn)動(dòng)觀、質(zhì)變-量變也是可以用來(lái)指導(dǎo)我們的解題策略的。
? 矛盾觀講矛盾的對(duì)立統(tǒng)一以及矛盾的相互聯(lián)系相互轉(zhuǎn)化,在數(shù)學(xué)的每個(gè)知識(shí)點(diǎn)中幾乎都存在矛盾關(guān)系,例如乘法與除法,除數(shù)和被除數(shù),題設(shè)和結(jié)論。矛盾的雙方可以相互轉(zhuǎn)化,例如乘法變除法。
? 數(shù)學(xué)題中的條件和條件、條件(題設(shè))和結(jié)論之間存在矛盾關(guān)系,它們統(tǒng)一在數(shù)學(xué)題中。在解題之前條件和結(jié)論是對(duì)立的,在成功解題之后,也就是解決了條件和結(jié)論之間的矛盾之后,它們就達(dá)成了統(tǒng)一。數(shù)學(xué)解題的過(guò)程就是解決矛盾的過(guò)程,就是從已知條件開(kāi)始逐步轉(zhuǎn)化逐步變化,最終得出結(jié)論的過(guò)程或相反從結(jié)論逆向推理。在數(shù)學(xué)解題思維過(guò)程中,我們有時(shí)可以運(yùn)用矛盾分析法來(lái)分析識(shí)別已知條件和結(jié)論之間的矛盾,找出矛盾雙方(已知條件和結(jié)論)的特點(diǎn)、特征、規(guī)律、聯(lián)系、性質(zhì),比較雙方之間的差異,基于這些特征、規(guī)律、聯(lián)系來(lái)想法轉(zhuǎn)化矛盾,來(lái)縮小差距,來(lái)解決矛盾。
除了可以使用矛盾分析法來(lái)解題,還可以用矛盾觀來(lái)指導(dǎo)我們的解題策略,例如具體與抽象就是一對(duì)矛盾(在文中,抽象可以是名詞、動(dòng)詞或形容詞,注意理解區(qū)分),類似特殊與一般也是一對(duì)矛盾。具體(特殊)與抽象(一般)這對(duì)矛盾,在解題策略中就可衍生出一般化策略、特性化策略、抽象不行就具體,具體不行就抽象等策略。
對(duì)同一類問(wèn)題,通常有多種具體情況或特殊情況,通常這些具體可以對(duì)應(yīng)一個(gè)抽象。例如1*4、2*5、12356894*12356897,這3個(gè)具體對(duì)應(yīng)的一種抽象模型或抽象形式可為n*(n+3)。
多個(gè)具體之間有復(fù)雜簡(jiǎn)單之分,前面的1*4、2*5這兩個(gè)具體就相對(duì)比較簡(jiǎn)單,這是具體情況的簡(jiǎn)單性,12356894*12356897這個(gè)具體看上去很復(fù)雜,計(jì)算量大,這就是具體情況的復(fù)雜性。
抽象相對(duì)具體來(lái)說(shuō)似乎是比較復(fù)雜的,其實(shí)不一定是這樣,n*(n+3)和兩個(gè)具體1*4、2*5相比,感性上看肯定是這兩個(gè)具體簡(jiǎn)單,這個(gè)就是具體情況的簡(jiǎn)單性。但n*(n+3)和12356894*12356897相比哪個(gè)看上去復(fù)雜?顯然是這個(gè)具體復(fù)雜,它計(jì)算量大,這個(gè)就是具體情況的復(fù)雜性;而它對(duì)應(yīng)的n*(n+3)這個(gè)抽象就簡(jiǎn)潔得多,也簡(jiǎn)單得多,瞬間就知道它的答案。對(duì)抽象,由于排除了非本質(zhì)的因素和非本質(zhì)的假象,去粗取精,去偽存真,只留下本質(zhì)的因素和內(nèi)在的聯(lián)系,所以顯得簡(jiǎn)潔。簡(jiǎn)潔加上抽象的深刻性、普適性(一個(gè)抽象模型適用于多個(gè)具體情況,一以概之),通常掌握一個(gè)抽象比和多個(gè)或無(wú)限個(gè)具體情況糾纏要輕松,所以抽象反而顯得簡(jiǎn)單。這就是抽象的間潔性和簡(jiǎn)單性;抽象也可能在一些方面比具體要復(fù)雜,這個(gè)應(yīng)該經(jīng)常碰到,這就是抽象的復(fù)雜性,由于它不具體,人們有時(shí)對(duì)它缺少感性認(rèn)識(shí)。
總結(jié)下:從上面的描述可知,具體問(wèn)題/特殊問(wèn)題有簡(jiǎn)單的一面(具體情況的簡(jiǎn)單性,簡(jiǎn)稱具體的簡(jiǎn)單性),也有復(fù)雜的一面(具體情況的復(fù)雜性,簡(jiǎn)稱具體的復(fù)雜性);抽象問(wèn)題/一般問(wèn)題有簡(jiǎn)單的一面(抽象情況的簡(jiǎn)單性,簡(jiǎn)稱抽象的簡(jiǎn)單性),抽象通常都是簡(jiǎn)潔的,但不一定簡(jiǎn)單,也有是復(fù)雜的一面(抽象情況的復(fù)雜性,簡(jiǎn)稱抽象的復(fù)雜性),
? ?從前面的總結(jié)中可知,具體和抽象中都有復(fù)雜性。具體的復(fù)雜性有些是偶發(fā)的表象的,是假象復(fù)雜性非本質(zhì)的復(fù)雜性,也就是這種復(fù)雜性是表面上看起來(lái)復(fù)雜,不是問(wèn)題本身的復(fù)雜性帶來(lái)的,而是因個(gè)人的原因,被具體問(wèn)題中的無(wú)關(guān)因素、個(gè)性化的因素、次要因素誤導(dǎo)走偏或被這些假象復(fù)雜性掩蓋了問(wèn)題本質(zhì)導(dǎo)致,這些因素和假象復(fù)雜性其實(shí)是噪音或干擾。由于方法不對(duì)路沒(méi)有看透這些假象復(fù)雜性和非本質(zhì)因素而覺(jué)得它復(fù)雜,沒(méi)有掌握好或沒(méi)有運(yùn)用好思想方法和解題策略而導(dǎo)致的復(fù)雜性。如果我們有慧眼,運(yùn)用正確的思想方法和解題策略,是可以避開(kāi)和消除這種復(fù)雜性而看清問(wèn)題本質(zhì)的;而抽象的復(fù)雜性是本質(zhì)復(fù)雜性,原生復(fù)雜性,它是內(nèi)在的復(fù)雜性,是問(wèn)題自身具有的復(fù)雜性,這種復(fù)雜性一般是大多數(shù)個(gè)體無(wú)法回避的無(wú)法消除的,要去積極面對(duì)的,例如運(yùn)用創(chuàng)新思維。這種本質(zhì)的復(fù)雜性至少在當(dāng)前條件下是本質(zhì)復(fù)雜性,當(dāng)然隨著時(shí)代的發(fā)展和思想的進(jìn)步,本質(zhì)復(fù)雜性以后有可能會(huì)變成偶發(fā)的復(fù)雜性。另外,具體和抽象中都有簡(jiǎn)單性,后面我們會(huì)體會(huì)到如何利用這兩種簡(jiǎn)單性來(lái)幫助我們解題。具體和抽象中既有簡(jiǎn)單性,也有復(fù)雜性,具體和抽象之間的關(guān)系可以用圖一(太極陰陽(yáng)魚)來(lái)形象化描述,陰陽(yáng)魚相互轉(zhuǎn)化,太極圖中的魚眼,你中有我,我中有你,同時(shí)每個(gè)魚眼又是一個(gè)小太極,這個(gè)就是層次性和全息性。當(dāng)然這個(gè)圖更主要說(shuō)明辯證法中矛盾觀中的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系,雙方是一個(gè)和諧的統(tǒng)一體,相互聯(lián)系相互轉(zhuǎn)化。這個(gè)圖是靜態(tài)的,沒(méi)表現(xiàn)出更多的內(nèi)涵,要想象成動(dòng)態(tài)的動(dòng)畫的旋轉(zhuǎn)的,也就是要用運(yùn)動(dòng)發(fā)展的眼光來(lái)看。例如抽象與具體的相互轉(zhuǎn)化,在一道題中抽象要先轉(zhuǎn)成具體或先關(guān)注具體,之后再轉(zhuǎn)到抽象,在另一道題中具體要先轉(zhuǎn)化成抽象或先關(guān)注抽象,也就是思想不要僵化,別一成不變,要解放思想觀念,具體問(wèn)題具體分析,要靈活辯證地來(lái)看待抽象和具體,此外可能一個(gè)場(chǎng)景下的抽象是另一個(gè)場(chǎng)景下的具體。不限于具體和抽象的關(guān)系,其它類似的都要如此辯證的來(lái)看。
? ?有些抽象問(wèn)題雖然是復(fù)雜的,但如果我們解決了這個(gè)復(fù)雜的抽象問(wèn)題,可能會(huì)得到其簡(jiǎn)潔和普適的解決方案,比如定律、理論公式,也就是解決方案/結(jié)果是簡(jiǎn)潔的深刻的,簡(jiǎn)潔但不一定簡(jiǎn)單,但它比繁多的具體反而好掌握,因?yàn)槌橄笫且灰愿胖?,掌握了一個(gè)就掌握了眾多具體。
? ?抽象是一以概之,具有一般性和普適的簡(jiǎn)潔性,體現(xiàn)了抽象之美;而具體,有些具有個(gè)體的簡(jiǎn)單性,有些從感性上覺(jué)得復(fù)雜。具體的東西,一般比較瑣碎,比較特殊,前面提到過(guò)它包含有噪聲或干擾,導(dǎo)致一葉障目,看不清問(wèn)題本質(zhì)。
? ?我們抽象的過(guò)程中就要能識(shí)別出哪些是噪聲,過(guò)濾排除掉這些噪音或干擾,去抽取精,去偽存真,得到反映問(wèn)題的深刻核心本質(zhì):模型;也可直接圍繞問(wèn)題直接抽取提煉,保留本質(zhì),自然而然就過(guò)濾掉了具體情況中的噪聲,也就避開(kāi)了具體情況中的復(fù)雜性。下面解題過(guò)程中將會(huì)看到,如果不排除題目中的這些噪聲(降噪)和具體情況的復(fù)雜性,這些噪聲和復(fù)雜性會(huì)讓我們走偏走歧路,把我們帶到坑里去。
碰到像12356894*12356897這種高不成低不就的具體問(wèn)題,如何處理?它沒(méi)有n*(n+3)抽象(高),但又沒(méi)有1*4的簡(jiǎn)單性(低),它就是前面提到的具體情況的復(fù)雜性。在日常生活中我們要看清楚事物通常有兩種方式或兩種方式結(jié)合,一種是近視,看近處,降低身段,俯身觀察,看清楚蘊(yùn)藏的細(xì)節(jié),看周圍目力所及的,熟悉的,另一種是遠(yuǎn)視,看清楚全局和整體脈絡(luò),看遠(yuǎn)處,要登高望遠(yuǎn)。
我的經(jīng)驗(yàn),一種解題策略是向上抽象,也就是一般化策略,抽象中體現(xiàn)了事物的本質(zhì)和核心,能深刻描述刻畫事物的規(guī)律,得到了深刻的抽象本質(zhì),看事物反而更簡(jiǎn)單了,否定之否定。利用抽象中的簡(jiǎn)單性,類似看遠(yuǎn)處,登高望遠(yuǎn):欲窮千里目,更上一層樓,提升思想高度,把具體問(wèn)題上升到抽象,提高層次,不要陷在前面所說(shuō)的具體問(wèn)題特殊問(wèn)題的噪聲和干擾中,從這種低層次的具體中逃逸出來(lái)跳出來(lái)。對(duì)這類問(wèn)題進(jìn)行抽象,建模建立抽象模型,規(guī)避過(guò)濾掉具體問(wèn)題下的噪聲,研究這個(gè)抽象模型,反而容易看清問(wèn)題本質(zhì),容易得出其解決方案。在西游記中,孫悟空用眼睛看出妖怪原形來(lái)歷或用照妖鏡或把妖怪打回原形,知道原形來(lái)歷后就不難了,不管它怎么變,知根知底,就容易想到辦法收服它了,通過(guò)向上抽象建立抽象模型,從具體回到抽象模型上,返本歸元,與西游記中知曉妖怪原形有些類似。這種方法就是具體->抽象->具體,否定之否定。
第二種是特殊化策略,直接向下歸納,簡(jiǎn)化問(wèn)題,利用具體中的簡(jiǎn)單性,類似于俯身看近處,看周圍熟悉的,歸納是從特殊性具體性到一般性的過(guò)程。歸納:對(duì)具體但感覺(jué)復(fù)雜或不好處理的一般性問(wèn)題/抽象問(wèn)題,我們可以使用一個(gè)或多個(gè)更簡(jiǎn)單的類似的具體問(wèn)題或特殊問(wèn)題,通過(guò)實(shí)驗(yàn)和研究這些簡(jiǎn)單問(wèn)題或特殊問(wèn)題,從這些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)樣本中得到啟發(fā)、感性經(jīng)驗(yàn)和規(guī)律,總結(jié)出推測(cè)出一些猜想。歸納是以退為進(jìn),退是為了更快的前進(jìn),類似體育課跳遠(yuǎn)時(shí),我們先后退再起跑。在數(shù)學(xué)解題過(guò)程中,先退,退到足夠簡(jiǎn)單足夠具體的問(wèn)題上,研究清楚了簡(jiǎn)單問(wèn)題,得到感性經(jīng)驗(yàn)和啟發(fā)或理性認(rèn)識(shí),再進(jìn),再把這些(經(jīng)驗(yàn)、啟發(fā)、規(guī)律)應(yīng)用到原來(lái)的問(wèn)題中或一般性問(wèn)題中。例如有道題是蝸牛爬井,井深100米,它白天爬4米,晚上又掉下來(lái)2米,問(wèn)多久能爬上來(lái)。100米可能太復(fù)雜,如果我們繼續(xù)簡(jiǎn)化,例如把100米減少到4米及以下,也可理解為把題目變一變把已知條件變一變,就明白它白天一下子就直接爬上來(lái)了,不會(huì)再掉下來(lái),這就是在簡(jiǎn)單題目中獲得的啟發(fā)和經(jīng)驗(yàn),這些啟發(fā)就是洞見(jiàn)。我們繼續(xù)用5米、6米、7米、8米繼續(xù)試一下。綜合這些簡(jiǎn)單情況,啟發(fā)我們?cè)}中蝸牛白天爬上來(lái)的最后一段要盡可能接近4米,所以最后4米是一下子爬上來(lái),開(kāi)始的96米是每天爬兩米(4米-2米=2米),當(dāng)然可把題目中的100米換成自然數(shù)n米,這樣更能說(shuō)明歸納的作用,我們可歸納得出當(dāng)n為大于2的整數(shù)情況下,如果n為奇數(shù),白天爬的最后一段為3米,為偶數(shù),最后一段為4米;如果n米情況下的最后一段的長(zhǎng)度用f(n)表示,在n>4時(shí)存在f(n)=f(n-2)的遞歸關(guān)系。f(1)=1,f(2)=2,f(3)=3,f(4)=4,f(5)=f(3)=3,f(6)=f(4)=4。
歸納就是總結(jié)提煉多種具體問(wèn)題中的共性,排除過(guò)濾掉單個(gè)特殊問(wèn)題中的個(gè)性因素導(dǎo)致的噪聲或干擾。歸納簡(jiǎn)化時(shí)的注意事項(xiàng),如前所述,抽象時(shí)要求去偽存真,要保證抽象之后不失真,與此類似,簡(jiǎn)化時(shí)也要注意簡(jiǎn)化后的問(wèn)題和原問(wèn)題要有一定的質(zhì)的相似性,不要有太多失真,失真就變味了,導(dǎo)致從簡(jiǎn)化問(wèn)題中得出的規(guī)律/啟發(fā)/認(rèn)識(shí)和解題突破口/解題方法不一定能適用于原問(wèn)題。
第三種是綜合(組合)上面的兩種解題策略,向下歸納簡(jiǎn)化結(jié)合向上抽象,先向下簡(jiǎn)化,從簡(jiǎn)化問(wèn)題中得到啟發(fā)、經(jīng)驗(yàn)之后,再進(jìn)行向上抽象,得到抽象問(wèn)題的解決方案。之后把解決方案應(yīng)用到這個(gè)復(fù)雜的具體中,解決這個(gè)具體問(wèn)題。
這個(gè)1*4的例子可能不貼切,下面的解題思維中有更貼切的例子。
如果碰到抽象的問(wèn)題或復(fù)雜的問(wèn)題,難以找到解題思路,此時(shí)抽象不行就具體,以退為進(jìn),先簡(jiǎn)化,先用具體的簡(jiǎn)單問(wèn)題來(lái)練手找感覺(jué)來(lái)解決,進(jìn)行歸納,總結(jié)共性,從中得到經(jīng)驗(yàn)竅門、啟發(fā)、規(guī)律,得到感性認(rèn)識(shí),再回到抽象上,也就是抽象->具體->抽象,否定之否定。
數(shù)學(xué)思想方法也可認(rèn)為是高層次的套路和思維模式。對(duì)套路和模式,運(yùn)用時(shí)思維不要僵化不要局限不要有思維定勢(shì)。運(yùn)用之妙,存乎一心,沒(méi)有一種萬(wàn)能的數(shù)學(xué)思想方法。例如對(duì)抽象或復(fù)雜的問(wèn)題,不一定是用歸納這種數(shù)學(xué)思想方法進(jìn)行簡(jiǎn)化,也可能是把抽象問(wèn)題或復(fù)雜問(wèn)題轉(zhuǎn)化成另一種熟悉的或已知的問(wèn)題,或用其他數(shù)學(xué)思想方法。我們一般是根據(jù)問(wèn)題的實(shí)際情況,綜合&靈活運(yùn)用多種數(shù)學(xué)思想方法,例如使用轉(zhuǎn)化、歸納、數(shù)形結(jié)合/形象思維等等數(shù)學(xué)思想方法中的一種或多種,并結(jié)合已有的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和知識(shí)來(lái)探索解題方法,來(lái)調(diào)整思路。
?感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí),前面已經(jīng)提到感性認(rèn)識(shí),我們一般是通過(guò)簡(jiǎn)單具體的問(wèn)題,通過(guò)具體問(wèn)題的實(shí)踐來(lái)得到感性認(rèn)識(shí),找感覺(jué)找體驗(yàn),得到經(jīng)驗(yàn)、啟發(fā)、規(guī)律。這些感性認(rèn)識(shí)再結(jié)合自己已有的知識(shí),聯(lián)想已有的知識(shí),升華到理性認(rèn)識(shí)。如果沒(méi)有理性認(rèn)識(shí),那就先去找感性認(rèn)識(shí),再回到理性認(rèn)識(shí),否定之否定。如果一直停留在感性認(rèn)識(shí),那境界和層次就不高。如果一直停留在理性認(rèn)識(shí),那就不容易獲得具體的經(jīng)驗(yàn)。這個(gè)也是理論和實(shí)踐的關(guān)系。
一般(普通)和特殊,舉個(gè)例子,假設(shè)一個(gè)公式記不住,只有模糊的印象,此時(shí)用一個(gè)特殊情況,把公式明晰化。例如小孩記不住立體幾何中多面體的歐拉公式,但至少知道這個(gè)公式中有加減運(yùn)算和2這個(gè)數(shù),這個(gè)歐拉公式是一般的,普適的。此時(shí)只要用一個(gè)特殊情況:4棱錐來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證和排除,這個(gè)特殊的也是具體的,就能把公式重新完整還原出來(lái)。
再比如,記不住三角函數(shù)sina(a+b)、cos(a+b)公式,只有模糊印象,也是類似方法,用兩個(gè)特殊的角度:30度和60度代進(jìn)去就知道正確的公式了。一些數(shù)學(xué)題,我們用一些特殊值具體值代進(jìn)去就很快知道答案或獲得啟發(fā)。
抽象-具體、一般-特殊、理性認(rèn)識(shí)-感性認(rèn)識(shí)、復(fù)雜-簡(jiǎn)單之間的關(guān)系如下圖:抽象、一般、理性認(rèn)識(shí)在同一極,也就是說(shuō),抽象的通常是一般的,理性認(rèn)識(shí)多一些的,它們通常是復(fù)雜的(也不絕對(duì)是這樣,先前說(shuō)過(guò)抽象的簡(jiǎn)潔、簡(jiǎn)單性);具體、特殊、感性認(rèn)識(shí)在同一極,具體的通常是特殊的,感性認(rèn)識(shí)多些的,通常是簡(jiǎn)單的(也不絕對(duì)就簡(jiǎn)單)。
矛盾觀中的一分為二并不總是機(jī)械地分為二個(gè)方面兩個(gè)部分,有的要一分為三,或一分為n。另外在制定解題策略時(shí),我們并不局限于只是用矛盾觀來(lái)做指導(dǎo),而是具體問(wèn)題具體分析,根據(jù)實(shí)際情況來(lái)靈活制定解題策略。
?主要(關(guān)鍵、重點(diǎn))矛盾和次要矛盾,矛盾的主要方面和次要方面。問(wèn)題中的變量/元素對(duì)象/參數(shù)分主次,這個(gè)也和分類思想、比較思想有聯(lián)系。例如在問(wèn)題中有份量的、數(shù)值大的或小的、權(quán)重大的、特殊的、起決定作用主導(dǎo)作用的變量或參數(shù)就是關(guān)鍵元素或主要矛盾。敏銳地觀察、比較、歸類,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題中的關(guān)鍵元素或主要矛盾,意識(shí)到/識(shí)別出問(wèn)題的關(guān)鍵元素,提綱挈領(lǐng),抓住關(guān)鍵,利用好這些關(guān)鍵。從關(guān)鍵元素入手就幾乎找到了問(wèn)題的突破口,攻破了難關(guān)。突破口就像是在混沌的鐵板一塊的問(wèn)題中打開(kāi)了一道縫隙,可隱約窺見(jiàn)解決問(wèn)題的曙光,從這縫隙深入進(jìn)去,用思想方法激發(fā)的思維之光照進(jìn)去,逐漸擴(kuò)大思路,就很可能會(huì)探索出解題方法。有了突破口再結(jié)合次要因素和知識(shí)點(diǎn)就能解決問(wèn)題。擒賊先擒王,打七寸,這些抓主要矛盾的策略在日常生活中是經(jīng)常用到的,在數(shù)學(xué)中也是這樣,所以說(shuō)道在日用,在日常生活中。分類思想,除了按情況分類討論,有時(shí)把問(wèn)題中的多個(gè)元素對(duì)象/參數(shù)/變量按某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類或按特征進(jìn)行分類,具有類似特征的元素歸在一起,類似合并同類項(xiàng),例如在等式中把相同特征的元素移到等式左邊,具有另一特征的元素移到等式右邊,這個(gè)是在實(shí)踐中悟出的一個(gè)小技巧。抓主要矛盾來(lái)解決問(wèn)題來(lái)找問(wèn)題突破口,是一個(gè)很有用的思想策略,在數(shù)學(xué)解題過(guò)程中深有體會(huì),有空再補(bǔ)充實(shí)際的運(yùn)用。
直接和間接,有的問(wèn)題,直接不行就間接,迂回解決,在數(shù)學(xué)中這也是一種解題策略。
所以正確數(shù)學(xué)思想方法驅(qū)動(dòng)/指導(dǎo)下的思維要靈活地結(jié)合運(yùn)用辯證法來(lái)指導(dǎo)我們的解題策略:要靈活地相互變化或相互轉(zhuǎn)化,找關(guān)系并利用關(guān)系來(lái)進(jìn)行變化,或識(shí)別出關(guān)鍵元素或主要矛盾,從關(guān)鍵元素或主要矛盾入手來(lái)探索解題突破口。把題目變一變(有時(shí)把原來(lái)的題目變一變,例如把條件變一下,產(chǎn)生一個(gè)新的題目/新問(wèn)題。研究這個(gè)新問(wèn)題得到啟發(fā),通過(guò)原問(wèn)題和新問(wèn)題之間的聯(lián)系,把啟發(fā)運(yùn)用到原問(wèn)題,或把原問(wèn)題轉(zhuǎn)化成新問(wèn)題),把解題思路變一變,甚至把使用的數(shù)學(xué)思想方法變一變或增加一些。抽象不行就具體,具體不行就抽象。除了運(yùn)用抽象-具體、一般-特殊、直接-間接、主要-次要來(lái)指導(dǎo)和產(chǎn)生解題策略之外,我們也要注意靈活運(yùn)用好體現(xiàn)矛盾對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系的其它的一些具體實(shí)例,例如現(xiàn)象-本質(zhì)、原因-結(jié)果,內(nèi)容-形式、數(shù)-形、本-末、運(yùn)動(dòng)(動(dòng)態(tài))-靜止(靜態(tài))、簡(jiǎn)單-復(fù)雜、定性-定量、分析-綜合、歸納-演繹、質(zhì)變-量變、結(jié)構(gòu)-功能、感性認(rèn)識(shí)-理性認(rèn)識(shí)、揚(yáng)-棄(排除)、體-用、成-敗,真-假、得-失、優(yōu)-劣、正-反等,不限于這些實(shí)例,它們都是可以用來(lái)指導(dǎo)我們制定解題策略的候選項(xiàng),也是可以用來(lái)幫助我們獲得解題操作解題方法的源泉,我們總結(jié)的較全面的辯證關(guān)系詞匯表在第一篇文章中有介紹。如何運(yùn)用這些對(duì)立統(tǒng)一的實(shí)例,運(yùn)用哪些?要根據(jù)具體的數(shù)學(xué)題來(lái)定,也就是具體問(wèn)題具體分析,例如下面的數(shù)學(xué)思想方法揭秘-3-3第7題,我們通過(guò)觀察圖形和聯(lián)想,從多面體的封閉想到了開(kāi)放,雖然是相反聯(lián)想,也可理解成是運(yùn)用了封閉-開(kāi)放的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系指引下做出的解題操作,就是開(kāi)放,拆開(kāi)多面體。
沒(méi)有真懂辯證法,沒(méi)有在數(shù)學(xué)解題和學(xué)習(xí)中體會(huì)到辯證法的威力,不可能在數(shù)學(xué)學(xué)科悟道,活學(xué)活用,在數(shù)學(xué)中要靈活運(yùn)用辯證法來(lái)指導(dǎo)我們制定解題策略,提高我們對(duì)數(shù)學(xué)思想方法的深入理解。矛盾論和矛盾分析法在很多數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和數(shù)學(xué)解題中都有它們的身影,上面講述的抽象和具體、特殊和一般、直接和間接等都是矛盾論和矛盾分析法的體現(xiàn),在第9題中還另外用求函數(shù)最值為例來(lái)介紹了矛盾分析法。
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