第六期 2003年10月
局長文告 編者的話 首頁  

經驗共享
>> 再談重視“知識的發生過程” 文•楊萬忍

  在數學教育中要培養學生的創新能力和創新意識,是新世紀對數學教育工作者提出的新要求,也是每位數學教育工作者面臨的重大課題。

  傳統的數學教學注重演繹推理,教師進行“像是帽子裡突然跑出一隻兔子”式的講解,學生無奈地嘆息:這是上帝的解法!現行的教材、教法毫不吝嗇地砍去了活生生的知識發生過程。這樣做,歪曲了數學,妨礙了學生思維能力的培養,抹煞了學生的探究、創新能力。

  因此在數學教學中,我們不單要教“結果”,更重要的是教“過程”,要向學生展示“知識的發生過程”── 問題的提出、失敗的嘗試、曙光的出現(猜想)、解決問題的構思、實施和返思。

  在高中三年級代數“一元多項式和高次方程”中,有關韋達定理的教學,我作了這樣的嘗試:

  按以往的教法(照本宣科,砍去活生生的知識發生過程)── 給出定理:如果一元n次方程anxn+an-1xn-1+...+a1x+a0=0 (an≠0)在複數集C中的根是x1, x2, ..., xn , 那麼

x1+x2+...+xn=-(an-1/an),
x1x2+x1x3+...+xn-1xn=an-2/an,
x1x2x3+x1x2x4+...+xn-2xn-1xn=-(an-3/an),
......
x1x2...xn=(-1)na0/an.

  給予解釋:例如2x3-5x2-4x+12=0 , 設三根為x1, x2, x3, 則有

x1+x2+x3=-(-5/2)=5/2,
x1x2+x1x3+x2x3=-4/2=-2,
x1x2x3=-(12/2)=-6

  進行證明:(略)
  賦予應用:(舉例)
  ── 這就算完成教學任務。

  請注意這兩個“給”,就是“兔子”突然跑出來了;就是“灌”,學生被動地(無奈)接受;歪曲了數學,妨礙了學生思維能力的培養,抹煞了學生的探究、發現、創造能力。

  我在教學中,作了這樣的改革:首先提出課題── 一元n次方程的根與係數的關係(一元n次方程有n個根xi, i=1, 2, 3,..., n,有n+1個係數ai, i=0, 1, 2, 3,..., n。當ai確定時,方程的根xi也隨之確定,由此可見根與係數有一種必然的聯繫,我們要找出這種聯繫f(xi)=g(ai));

  接著引導學生回憶初三學過的知識(一元二次方程的韋氏關係)── 從特殊(簡單、低次)入手,獲取猜想的素材:若ax2+bx+c=0 (a≠0)的兩根為x1, x2,則有

x1+x2=-(b/a),
x1x2=c/a.

  隨即(打蛇隨棍上)提出“熱點”:對於三次、四次方程是否也有類似的關係?甚麼關係(類比能力的培養) ── 若由係數確定根(ai→xi)比較困難,改由根確定係數(xi→ai)這個研究取向(培養探究能力) ──

1) 求出方程(x-1)(x-2)(x-3)=0的根和係數,你有甚麼發現(方程的根1, 2, 3;方程為x3-(1+2+3)x2+(1×2+1×3+2×3)x-1×2×3=0)?
2) 若方程為2(x-1)(x-2)(x-3)=0呢(方程的根1,2,3;方程為2x3-2(1+2+3)x2+2(1×2+1×3+2×3)x-2(1×2×3)=0)?
3) 進一步若方程為a(x-x1)(x-x2)(x-x3)=0呢(方程的根x1, x2, x3;方程為ax3-a(x1+x2+x3)x2+a(x1x2+x1x3+x2x3)x-a(x1x2x3)=0)?
4)一般地,一元n次方程anxn+an-1xn-1+…+a1x+a0=0 (an≠0)的根xi和係數ai的關係(f(xi)=g(ai)),你有甚麼猜想呢?如何證明呢?

(設a(x-x1)(x-x2)…(x-xn)=0,則
axn-a(x1+x2+…+xn)xn-1+a(x1x2+…+xn-1xn)xn-2+…+a.(-1)nx1x2…xn=0, …)

  此時才出現“傳統”教法中給出的定理和證明方法,這樣做才是“順理成章”,才不是突然跑出來的“兔子”!

  數學教學要重視知識的發生過程,鼓勵學生積極思考,不迷信已有結論,不滿足現成的解答,大膽猜想,細心求證,不斷開拓,創新!學生學習數學也才能學得有趣、有效、有為、有將來。

(作者為濠江中學教師)


教育及青年發展局