淺議數(shù)學(xué)直覺思維與培養(yǎng)
徐愛軍
將培養(yǎng)學(xué)生的三大能力之一"邏輯思維能力"改為"思維能力",雖然只是去掉兩個(gè)字,概念的內(nèi)涵卻更加豐富,人們?cè)诮逃膶?shí)踐中實(shí)現(xiàn)了認(rèn)識(shí)上的轉(zhuǎn)變。在注重邏輯思維能力培養(yǎng)的同時(shí),還應(yīng)該注重觀察力、直覺力、想象力的培養(yǎng)。特別是直覺思維能力的培養(yǎng)由于長期得不到重視,學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對(duì)數(shù)學(xué)的本質(zhì)容易造成誤解,認(rèn)為數(shù)學(xué)是枯燥乏味的;同時(shí)對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)也缺乏取得成功的必要的信心,從而喪失數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣。過多的注重邏輯思維能力的培養(yǎng),不利于思維能力的整體發(fā)展。培養(yǎng)直覺思維能力是社會(huì)發(fā)展的需要,是適應(yīng)新時(shí)期社會(huì)對(duì)人才的需求。
一、數(shù)學(xué)直覺概念的界定
簡單的說,數(shù)學(xué)直覺是具有意識(shí)的人腦對(duì)數(shù)學(xué)對(duì)象(結(jié)構(gòu)及其關(guān)系)的某種直接的領(lǐng)悟和洞察。
對(duì)于直覺作以下說明:
(1)直覺與直觀、直感的區(qū)別
直觀與直感都是以真實(shí)的事物為對(duì)象,通過各種感覺器官直接獲得的感覺或感知。例如等腰三角形的兩個(gè)底角相等,兩個(gè)角相等的三角形是等腰三角形等概念、性質(zhì)的界定并沒有一個(gè)嚴(yán)格的證明,只是一種直觀形象的感知。而直覺的研究對(duì)象則是抽象的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)及其關(guān)系。龐加萊說:"直覺不必建立在感覺明白之上.感覺不久便會(huì)變的無能為力。
(2)直覺與邏輯的關(guān)系
從思維方式上來看,思維可以分為邏輯思維和直覺思維。長期以來人們刻意的把兩者分離開來,其實(shí)這是一種誤解,邏輯思維與直覺思維從來就不是割離的。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為邏輯重于演繹,而直觀重于分析,從側(cè)重角度來看,此話不無道理,但側(cè)重并不等于完全,數(shù)學(xué)邏輯中是否會(huì)有直覺成分?數(shù)學(xué)直覺是否具有邏輯性?比如在日常生活中有許多說不清道不明的東西,人們對(duì)各種事件作出判斷與猜想離不開直覺,甚至可以說直覺無時(shí)無刻不在起作用。數(shù)學(xué)也是對(duì)客觀世界的反映,它是人們對(duì)生活現(xiàn)象與世界運(yùn)行的秩序直覺的體現(xiàn),再以數(shù)學(xué)的形式將思考的理性過程格式化。數(shù)學(xué)最初的概念都是基于直覺,數(shù)學(xué)在一定程度上就是在問題解決中得到發(fā)展的,問題解決也離不開直覺,下面我們就以數(shù)學(xué)問題的證明為例,來考察直覺在證明過程中所起的作用。
在教育過程中,老師由于把證明過程過分的嚴(yán)格化、程序化。學(xué)生只是見到一具僵硬的邏輯外殼,直覺的光環(huán)被掩蓋住了,而把成功往往歸功于邏輯的功勞,對(duì)自己的直覺反而不覺得。學(xué)生的內(nèi)在潛能沒有被激發(fā)出來,學(xué)習(xí)的興趣沒有被調(diào)動(dòng)起來,得不到思維的真正樂趣。
二、直覺思維的主要特點(diǎn) 直覺思維具有自由性、靈活性、自發(fā)性、偶然性、不可靠性等特點(diǎn),從培養(yǎng)直覺思維的必要性來看,筆者以為直覺思維有以下三個(gè)主要特點(diǎn):
(1)簡約性
直覺思維是對(duì)思維對(duì)象從整體上考察,調(diào)動(dòng)自己的全部知識(shí)經(jīng)驗(yàn),通過豐富的想象作出的敏銳而迅速的假設(shè),猜想或判斷,它省去了一步一步分析推理的中間環(huán)節(jié),而采取了"跳躍式"的形式。它是一瞬間的思維火花,是長期積累上的一種升華,是思維者的靈感和頓悟,是思維過程的高度簡化,但是它卻清晰的觸及到事物的"本質(zhì)"。
(2)創(chuàng)造性
現(xiàn)代社會(huì)需要?jiǎng)?chuàng)造性的人才,我國的教材由于長期以來借鑒國外的經(jīng)驗(yàn),過多的注重培養(yǎng)邏輯思維,培養(yǎng)的人才大多數(shù)習(xí)慣于按部就班、墨守成規(guī),缺乏創(chuàng)造能力和開拓精神。直覺思維是基于研究對(duì)象整體上的把握,不專意于細(xì)節(jié)的推敲,是思維的大手筆。正是由于思維的無意識(shí)性,它的想象才是豐富的,發(fā)散的,使人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)向外無限擴(kuò)展,因而具有反常規(guī)律的獨(dú)創(chuàng)性。
三、直覺思維的培養(yǎng)
一個(gè)人的數(shù)學(xué)思維,判斷能力的高低主要取決于直覺思維能力的高低。徐利治教授指出:"數(shù)學(xué)直覺是可以后天培養(yǎng)的,實(shí)際上每個(gè)人的數(shù)學(xué)直覺也是不斷提高的。"數(shù)學(xué)直覺是可以通過訓(xùn)練提高的。
(!)扎實(shí)的基礎(chǔ)是產(chǎn)生直覺的源泉
直覺不是靠"機(jī)遇",直覺的獲得雖然具有偶然性,但決不是無緣無故的憑空臆想,而是以扎實(shí)的知識(shí)為基礎(chǔ)。若沒有深厚的功底,是不會(huì)進(jìn)發(fā)出思維的火花的。阿提雅說:"一旦你真正感到弄懂一樣?xùn)|西,而且你通過大量例子以及通過與其它東兩的聯(lián)系取得了處理那個(gè)問題的足夠多的經(jīng)驗(yàn).對(duì)此你就會(huì)產(chǎn)生一種關(guān)于正在發(fā)展的過程是怎么回事以及什么結(jié)論應(yīng)該是正確的直覺。
(2)滲透數(shù)學(xué)的哲學(xué)觀點(diǎn)及審美觀念
直覺的產(chǎn)生是基于對(duì)研究對(duì)象整體的把握,而哲學(xué)觀點(diǎn)有利于高屋建瓴的把握事物的本質(zhì)。這些哲學(xué)觀點(diǎn)包括數(shù)學(xué)中普遍存在的對(duì)立統(tǒng)一、運(yùn)動(dòng)變化、相互轉(zhuǎn)化、對(duì)稱性等。美感和美的意識(shí)是數(shù)學(xué)直覺的本質(zhì),提高審美能力有利于培養(yǎng)數(shù)學(xué)事物間所有存在著的和諧關(guān)系及秩序的直覺意識(shí),審美能力越強(qiáng),則數(shù)學(xué)直覺能力也越強(qiáng)。
"直覺思維與邏輯思維同等重要,偏離任何一方都會(huì)制約一個(gè)人思維能力的發(fā)展,伊思.斯圖爾特曾經(jīng)說過這樣一句話,"數(shù)學(xué)的全部力量就在于直覺和嚴(yán)格性巧妙的結(jié)合在一起,受控制的精神和富有靈感的邏輯。"受控制的精神和富有美感的邏輯正是數(shù)學(xué)的魅力所在,也是數(shù)學(xué)教育者努力的方向。