藝術(shù)學(xué)概念范文
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篇1
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué) 概念教學(xué) 變式 課堂練習(xí) 概括能力
數(shù)學(xué)概念是反映現(xiàn)實世界的空間形式和數(shù)量關(guān)系的本質(zhì)屬性的思維形式。在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,加強概念教學(xué)是學(xué)好數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),是理解數(shù)學(xué)知識的前提,是學(xué)好定理、公式、法則和數(shù)學(xué)思想的基礎(chǔ),同時也是提高解題能力的關(guān)鍵。因此,在數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)概念的學(xué)習(xí)是非常重要的一個內(nèi)容,教會學(xué)生正確地理解、判斷概念就顯得非常重要。
一、創(chuàng)設(shè)情境,注意概念的引入
要成功地上好一堂新概念課,教師的注意力應(yīng)集中到創(chuàng)設(shè)情景、設(shè)計問題上,讓學(xué)生在教師創(chuàng)設(shè)的問題情景中,學(xué)會觀察、分析、揭示和概括,教師要則為學(xué)生思考、探索、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新提供盡可能大的自由空間,幫助學(xué)生去體會概念的形成、發(fā)展和概括的過程。此外,概念的引入也是非常重要的內(nèi)容。從平常的教學(xué)實際來看,對概念課的教學(xué)產(chǎn)生干擾的一個不可忽視的因素是心理抑制。教師方面,會因為概念單調(diào)枯燥而教得死板乏味;而學(xué)生方面,又因為不了解概念產(chǎn)生的背景及作用,缺乏接受新概念的心理準(zhǔn)備而產(chǎn)生對新概念的心理抑制。要解決師生對概念課的心理抑制問題,可加強概念的引入,幫助學(xué)生弄清概念產(chǎn)生的背景及解決的方法。由于形成準(zhǔn)確概念的先決條件是使學(xué)生獲得十分豐富和符合實際的感性材料,通過對感性材料的抽象、概括,來揭示概念所反映的本質(zhì)屬性。因此在教學(xué)中,教師要讓學(xué)生密切聯(lián)系數(shù)學(xué)概念在現(xiàn)實世界中的實際模型,通過對實物、模型的觀察,對圖形的大小關(guān)系、位置關(guān)系、數(shù)量關(guān)系的比較分析,在具有充分感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上引入概念。
二、重點培養(yǎng)學(xué)生的概括能力
在學(xué)生的概念學(xué)習(xí)中,要重點培養(yǎng)學(xué)生的概括能力。概括是形成和掌握概念的直接前提。學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用知識的過程就是一個概括過程,遷移的實質(zhì)就是概括。概括又是一切思維品質(zhì)的基礎(chǔ),因為如果沒有概括,學(xué)生就不可能掌握概念,從而由概念所引申的定義、定理、法則、公式等就無法被學(xué)生掌握;沒有概括,就無法進(jìn)行邏輯推理,思維的深刻性和批評性也就無從談起;沒有概括,就不可能產(chǎn)生靈活的遷移,思維的靈活性與創(chuàng)造性也就無從談起;沒有概括,就不能實現(xiàn)思維的“縮減”或“濃縮”,思維的敏捷性也就無從體現(xiàn)。學(xué)生掌握概念,只接受他們的概括水平的制約,要實現(xiàn)概括,學(xué)生必須能對相應(yīng)的一類具體事例的各種屬性進(jìn)行分化,再經(jīng)過分析、綜合、比較而抽象出共同的、本質(zhì)的屬性或特征,然后再概括起來;在此基礎(chǔ)上,再進(jìn)行類化,即把概括而得到的本質(zhì)屬性推廣到同類事物中去,這既是一個概念的運用過程,又是一個在更高層次上的抽象概括過程;然后,還要把新獲得的概念納入到概念系統(tǒng)中去,即要建立起新概念與已掌握的相關(guān)概念之間的聯(lián)系,這是概括的高級階段。從上所述可知,對概念的具體例證進(jìn)行分化是概括的前提,而把概念類化,使新概念納入到概念系統(tǒng)中去,又成為概念學(xué)習(xí)深化的重要步驟,因此,教師應(yīng)該把教會學(xué)生對具體例證進(jìn)行分化和類化當(dāng)成概念教學(xué)的重要環(huán)節(jié),使學(xué)生掌握分化和類化的技能技巧,從而逐漸學(xué)會自己分析材料、比較屬性,并概括出本質(zhì)屬性,以逐步培養(yǎng)起概括能力。另外,數(shù)學(xué)概括能力中,很重要的是發(fā)現(xiàn)關(guān)系的能力,即發(fā)現(xiàn)概念的具體事例中各種屬性之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)新概念與已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中相關(guān)概念之間關(guān)系的能力。
三、運用變式,尋求概念的本質(zhì)
變式是變更對象的非本質(zhì)屬性的表現(xiàn)形式,變更觀察事物的角度或方法,以突出對象的本質(zhì)屬性,突出那些隱蔽的本質(zhì)要素,一句話,變式是指事物的肯定例證在無關(guān)特征方面的變化,讓學(xué)生在變式中思維,可以使學(xué)生更好地掌握事物的本質(zhì)和規(guī)律。
變式是概念由具體向抽象過渡的過程中,為排除一些由具體對象本身的非本質(zhì)屬性帶來的干擾而提出來的。一旦變更具體對象,那么與具體對象緊密相聯(lián)的那些非本質(zhì)屬性就消失了,而本質(zhì)屬性就顯露出來。數(shù)學(xué)概念就是通過對變式進(jìn)行比較,舍棄非本質(zhì)屬性并抽象出本質(zhì)屬性而建立起來的。值得注意的是,變式不僅可以在概念形成過程中使用,也可以在概念的應(yīng)用中使用。因此,我們既可以變更概念的非本質(zhì)屬性,也可以變換問題的條件和結(jié)論;既可以轉(zhuǎn)換問題的形式或內(nèi)容,也可以配置實際應(yīng)用的各種環(huán)境??傊褪且谧兓星蟛蛔?,萬變不離其宗。這里,變的是事物的物理性質(zhì)、空間表現(xiàn)形式,不變的是事物在數(shù)或形方面的本質(zhì)屬性。變化的目的是為了使學(xué)生有機會親自經(jīng)歷概念的概括過程,使學(xué)生所掌握的概念更加精確、穩(wěn)定和易于遷移,避免把非本質(zhì)屬性當(dāng)成本質(zhì)屬性。
變式的運用要注意為教學(xué)目的服務(wù)。數(shù)學(xué)知識之間的聯(lián)系性是變式的依據(jù),即利用知識的相互聯(lián)系,可以有系統(tǒng)地獲得概念的各種變式。另外,變式的運用要掌握好時機,只有在學(xué)生對概念有了初步理解,而這種理解又需要進(jìn)一步深化的時候運用變式,才能收到好的效果;否則,如果在學(xué)生沒有對概念建立初步理解時就運用變式,將會使學(xué)生不能理解變式的目的,變式的復(fù)雜性會干擾學(xué)生的概念理解思路,先入為主而導(dǎo)致理解上的混亂。
四、精心設(shè)置課堂練習(xí),通過反復(fù)練習(xí)掌握概念
精心設(shè)計課堂練習(xí),再次給學(xué)生提供探究的機會。學(xué)生對新概念的掌握不是一次能完成的,需要由“具體抽象具體抽象”的多次實踐。因此,在教學(xué)中,教師要針對概念的學(xué)習(xí),設(shè)計有助于學(xué)生更好地理解、運用概念的題目,讓學(xué)生在多次的課堂、課外實踐的基礎(chǔ)上理解和掌握有關(guān)概念。
篇2
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué) 概念教學(xué) 引入教學(xué) 理解與記憶 鞏固與運用
1.新概念的引入教學(xué)
學(xué)生接受新概念有一個循序漸進(jìn)的過程,要具有形象直觀的感受。中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中引入新概念的途徑是:第一,用實際事例或?qū)嵨?、模型進(jìn)行介紹,使學(xué)生對研究對象的認(rèn)識由感性到理性,逐步認(rèn)識它的本質(zhì)屬性,建立起新的概念。例如在教學(xué)“棱柱、棱錐、圓柱、圓錐”的概念時,先讓學(xué)生觀察有關(guān)的實物、圖示、模型,在具有充分的感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上再引入概念。第二,從數(shù)學(xué)內(nèi)在需要引入概念是一種有效方法。例如一個數(shù)的平方為負(fù)數(shù),從而引入了虛數(shù),然后對虛數(shù)單位進(jìn)行性質(zhì)的研究,進(jìn)行簡單的運算,由此引入復(fù)數(shù)。第三,由舊概念的引申或變形引導(dǎo)出新概念。如向量的模、復(fù)數(shù)的模與兩點間的距離公式、向量的方向、復(fù)數(shù)的幅角與直線的傾斜角等一些列關(guān)聯(lián)概念。
2.新概念的理解與記憶
數(shù)學(xué)中的新概念教學(xué)必須對概念進(jìn)行仔細(xì)分析,講清數(shù)學(xué)概念之內(nèi)涵和外延,溝通知識的內(nèi)在聯(lián)系。在講解新概念前,先給出預(yù)習(xí)題,使學(xué)生了解以下幾個方面的問題:這個概念討論的對象是什么?概念中有哪些規(guī)定和條件?與其他概念比較有無容易混淆的地方?它們與過去學(xué)過的知識有什么聯(lián)系?這些規(guī)定和條件的確切含義是什么?應(yīng)當(dāng)如何理解這些區(qū)別?根據(jù)概念中的條件和規(guī)定,能否歸納出哪些基本性質(zhì)?各個性質(zhì)又分別由概念中的哪些因素決定?這些性質(zhì)在應(yīng)用中有什么作用?能否派生出一些重要的數(shù)學(xué)思想方法?例如,關(guān)于“角”的概念的深化與系統(tǒng)化,首先羅列出“平面角”、“異面直線所成的角”、“直線與平面所成的角”、“二面角”、“二面角的平面角”各種定義,進(jìn)行對比。然后對“角”的概念形成一個良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),進(jìn)一步認(rèn)識到空間“異面直線所成的角”、“直線與平面所成的角”、“二面角”都是在“平面角”概念的基礎(chǔ)上發(fā)展和推廣的;反之,這些空間的角都又是轉(zhuǎn)化為“平面角”來表示的,只有“二面角”是通過“二面角的平面角”來表示。概念講完后,教師要及時地運用各種手段使學(xué)生加深對概念的理解。例如,可以讓學(xué)生復(fù)述定義;也可以舉一些相關(guān)的例子使學(xué)生掌握概念的內(nèi)涵和外延;還可以同一些相關(guān)概念進(jìn)行比較,以找出它們之間的聯(lián)系與區(qū)別。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)了一定數(shù)量的概念后應(yīng)幫助他們溝通概念間的內(nèi)在聯(lián)系,充分揭示知識發(fā)展的脈絡(luò),把所學(xué)的知識加深鞏固,并能從數(shù)學(xué)思想方法的深度去認(rèn)識它。可用一些三字訣、四字訣等習(xí)慣術(shù)語幫助記憶,如三角函數(shù)的誘導(dǎo)公式,“奇變偶不變,符號看象限”,使學(xué)生正確理解并能正確運用數(shù)學(xué)概念的名稱和符號,從而啟發(fā)學(xué)生理解和掌握所學(xué)概念。
概念課教學(xué)中,教師應(yīng)根據(jù)概念數(shù)學(xué)內(nèi)容和學(xué)生實際,提供機會,創(chuàng)造情景,善于提出問題,啟發(fā)學(xué)生積極、主動思考,逐步培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、自主學(xué)習(xí)的能力,引導(dǎo)學(xué)法、培養(yǎng)習(xí)慣。正像波利亞所說:教師講了什么并非不重要,但更重要千萬倍的是學(xué)生想了些什么,學(xué)生的思路應(yīng)該在學(xué)生自己的頭腦中產(chǎn)生,教師的作用在于“系統(tǒng)地給學(xué)生發(fā)現(xiàn)事物的機會”。如,學(xué)習(xí)等比數(shù)列時,可設(shè)計啟發(fā)性思考題,啟動學(xué)生自主的觀察、歸納、概括出等比數(shù)列的概念,并把類比的數(shù)學(xué)思想落到實處,一一引導(dǎo)學(xué)生對等差數(shù)列、等比數(shù)列進(jìn)行概念類比、內(nèi)涵對比、外延類比、函數(shù)公式的結(jié)構(gòu)類比、概念應(yīng)用中的解法類比等,使學(xué)生在類比和自主探索中學(xué)習(xí)、理解、掌握等比數(shù)列及相關(guān)概念。所以在概念教學(xué)中,可以引用各種數(shù)學(xué)思維方式來理解數(shù)學(xué)概念,這樣不僅能提高對數(shù)學(xué)概念的記憶,而且能強化數(shù)學(xué)思維模式,使學(xué)生真正從數(shù)學(xué)的角度來理解數(shù)學(xué),從數(shù)學(xué)的整個體系來記憶數(shù)學(xué)概念。
教師要突出要素記憶,如“數(shù)軸”的三要素:原點、正方向、單位長度。又如函數(shù)概念的二要素:定義域與對應(yīng)法則,最簡根式的三要素:根指數(shù)與被開方式乘方指數(shù)互質(zhì)、根指數(shù)小于被開方式中每一個因式的次數(shù)、被開方式不含分母(或分母為1);同類根式的二要素:根指數(shù)相同,被開方式相同等等。突出概念的要素,即突出了概念的本質(zhì)特征,為應(yīng)有概念創(chuàng)造了條件。如判斷兩個不同解析式表達(dá)的函數(shù)是否為同一個函數(shù),學(xué)生就可以先比較定義域,若定義域不同,肯定不是同一個函數(shù),若定義域相同,再進(jìn)一步查對應(yīng)法則,只有對應(yīng)法則也相同的兩個函數(shù)才是同一個函數(shù)。數(shù)形結(jié)合法對理解、掌握及運用這一抽象概念至關(guān)重要。如實數(shù)絕對值與復(fù)數(shù)絕對值概念的教學(xué),除講清定義本身,還一定要把各自的幾何意義結(jié)合起來學(xué)習(xí),如此學(xué)生方能更好地把握這兩個概念的本質(zhì)特性,同時,如果能將二者的幾何意義一般化,就能為應(yīng)用絕對值概念解題創(chuàng)造條件。對于易混淆或相關(guān)的概念用對比法能更好地揭示概念的特性。如排列與組合、指數(shù)與對數(shù)、三角函數(shù)與反三角函數(shù)等概念教學(xué)時,用對比法可收到好的效果。排列與組合是兩個完全不同的概念。前者與元素順序有關(guān),而后者則無關(guān),因此,應(yīng)用場合也就不同了。
3.新概念的鞏固與運用
篇3
在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)重視和加強數(shù)學(xué)概念的教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷概念的探索、發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新的過程,獲得相應(yīng)的數(shù)學(xué)概念,體驗成功的喜悅,從而真正達(dá)到理解并融會貫通的目的,以切實提高教與學(xué)的效率。
一、生動恰當(dāng)?shù)囊敫拍?/p>
每當(dāng)學(xué)生用一個新的概念時,教師都應(yīng)讓其感到有必要學(xué)習(xí)這個概念,從而使他全身心地投入到下面的學(xué)習(xí)中去。要做到這一點有時并非輕而易舉,而是要費一番周折的。因此,合理地“引入”就顯得尤為重要。
1.以史為引。
在講授新概念時,教師結(jié)合課題內(nèi)容,適當(dāng)引入數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)典故或數(shù)學(xué)家的故事,往往能激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、熱情。如講“無理數(shù)”時,教師可由無理數(shù)的發(fā)現(xiàn)者希伯索斯捍衛(wèi)真理的英勇故事引入等。
2.以舊帶新。
在數(shù)學(xué)中有很多概念和以往學(xué)習(xí)的舊概念有密切的聯(lián)系。因此,在學(xué)習(xí)這些概念時,教師可在復(fù)習(xí)舊概念的基礎(chǔ)上類比引入新概念。如在講“一元二次方程”概念時,教師可先復(fù)習(xí)一元一次方程的概念,讓學(xué)生理解什么是“元”和“次”,接著寫出一個一元二次方程如x2+2x-1=0,讓學(xué)生將其與一元一次方程進(jìn)行比較,找出異同,從而得出一元二次方程的概念。這樣既自然,又利于學(xué)生理解、記憶。再如不等式可類比方程引入,分式可類比分?jǐn)?shù)引入,等等。
3.猜想導(dǎo)入。
“數(shù)學(xué)的發(fā)展并非是無可懷疑的真理在數(shù)學(xué)上的單純積累,而是一個充滿了猜想與反駁的過程”。因此,在概念引入時,教師應(yīng)讓學(xué)生依據(jù)已有的材料和知識作出符合一定經(jīng)驗與事實的推測性想像,讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)家發(fā)現(xiàn)新概念的最初階段,以培養(yǎng)學(xué)生敢于猜想的習(xí)慣,形成數(shù)學(xué)直覺,發(fā)展數(shù)學(xué)思維。
4.從“需要”入手。
有的概念可以從解決數(shù)學(xué)內(nèi)部的需要來引入,如“負(fù)數(shù)”概念的教學(xué),教師可以從溫度計上的零下溫度入手,引導(dǎo)學(xué)生感知現(xiàn)實生活中存在比零更小的數(shù),但用以前學(xué)過的數(shù)無法表示出來,產(chǎn)生了思維沖突,從而有必要引入“負(fù)數(shù)”這一比零更小的數(shù)來表示這一部分?jǐn)?shù),導(dǎo)入自然,恰到好處。
5.直觀操作導(dǎo)入。
實踐出真知。手是腦的老師,學(xué)生通過動手操作、實踐,往往可以理解一些難以理解的概念。因此在教學(xué)中,教師可密切聯(lián)系數(shù)學(xué)概念在現(xiàn)實世界中的實際模型,通過對事物、模型的觀察、操作、比較、分析,進(jìn)而自然地引入概念。
二、自主合理地形成概念
從學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概念的心理過程來看,概念的形成大致有概念同化和概念形成兩類。其中概念同化是指學(xué)生以原有知識為基礎(chǔ),教師以定義的方式直接向?qū)W生揭示概念的方式;概念形成是指從大量的具體例子出發(fā),從學(xué)生肯定經(jīng)驗的例證中,以歸納的方式概括出事物的本質(zhì)屬性。
但是,初中生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)還不夠充分,知識經(jīng)驗還很貧乏。顯然,概念同化的方式對其是不適的。所以,初中生掌握概念的典型方式還是概念形成。因此,在具體的教學(xué)中,教師應(yīng)重視概念的形成過程。此環(huán)節(jié)教師絕不能包辦代替,應(yīng)讓學(xué)生積極、主動地參與概念的形成過程。
三、準(zhǔn)確、無誤地理解概念
1.語言表述要準(zhǔn)確。
概念形成之后,教師應(yīng)及時讓學(xué)生用語言表述出來,以加深對概念的印象。語言作為思維的物質(zhì)外殼,教師可從學(xué)生的表述中得到反饋信息,了解、評價學(xué)生的思維結(jié)果。如概括圓的定義時,有的學(xué)生會漏掉“在同一平面內(nèi)”這個條件;講分式的基本性質(zhì)時,有的學(xué)生會了“零除外”這一條件等。教師讓學(xué)生自己把這些概念表述出來,及時發(fā)現(xiàn)問題,并加以糾正,給學(xué)生一個準(zhǔn)確的表象,這樣既能培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力,又能發(fā)展他們的思維能力。
2.揭示概念的外延與內(nèi)涵。
數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵是指概念所反映的數(shù)學(xué)對象的本質(zhì)屬性,反映的是“質(zhì)”的方面,如“由不在同一條直線上的三條線段首尾順次連接所組成的圖形”、“兩邊之和大于第三邊”、“內(nèi)角和為180?”等都是“三角形”這一概念的內(nèi)涵。數(shù)學(xué)概念的外延是指數(shù)學(xué)概念所反映的對象的數(shù)量或范圍,反映的是“量”的方面。如銳角三角形、直角三角形、鈍角三角形是“三角形”這個概念的外延。充分揭示概念的內(nèi)涵和外延有助于學(xué)生加深對概念的理解。
3.加深對表示數(shù)學(xué)概念的符號理解。
數(shù)學(xué)概念本身就較為抽象,加上符號表示,從而更加抽象化,因此教師必須使學(xué)生真正理解符號的含義。如有學(xué)生會將sin(-θ)中的記號sin與(-θ)認(rèn)為是相乘而錯誤地理解為sin(-θ)=-sinθ中左邊的符號是提出來的,所以教師要一開始就幫助學(xué)生正確地理解這些符號的意義,盡量克服學(xué)生發(fā)生類似的錯誤。
四、在靈活運用中鞏固概念
鞏固是概念教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。心理學(xué)原理告訴我們:概念一旦獲得,如不及時鞏固,便會被遺忘。除了正確復(fù)述之外,教師還要引導(dǎo)學(xué)生在靈活運用中發(fā)展鞏固相應(yīng)的概念。
1.嘗試錯誤,鞏固概念。
每一個數(shù)學(xué)概念都有這樣或那樣的限制條件,如果忽略了這些條件就可能導(dǎo)致解題的失誤。因此,學(xué)生鞏固概念時可以允許適當(dāng)“示錯”,以加深印象,從而真正認(rèn)識概念的本質(zhì)。
2.利用變式,鞏固概念。
所謂變式,就是教師使提供給學(xué)生的各種感性材料不斷變換其表現(xiàn)形式,使非本質(zhì)屬性時有時無,而本質(zhì)屬性保持恒在。在幾何教學(xué)中教師常常采用“標(biāo)準(zhǔn)圖形”,學(xué)生就有可能把非本質(zhì)的屬性如圖形的位置、大小等當(dāng)作本質(zhì)屬性,而造成錯誤。恰當(dāng)運用變式,能使學(xué)生的思維不受消極定勢的束縛,實現(xiàn)思維方向的靈活轉(zhuǎn)換。
五、在概念系統(tǒng)中深化概念
數(shù)學(xué)是一門系統(tǒng)性很強的科學(xué)。布魯納說:“獲得的知識,如果沒有圓滿的結(jié)構(gòu)把它聯(lián)在一起,那是一種多半會被遺忘的知識。一連串不連貫的論據(jù)在記憶中僅有短促得可憐的壽命?!币虼?在每一教學(xué)單元結(jié)束后,教師要及時進(jìn)行概念總結(jié),在總結(jié)時要特別重視同類概念的區(qū)別和聯(lián)系,從不同角度出發(fā),制作較合理的概念系統(tǒng)歸類表。這樣不但可使學(xué)生的知識、概念網(wǎng)絡(luò)化,而且可培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
總之,概念教學(xué)是初中數(shù)學(xué)教學(xué)的重要環(huán)節(jié),教師在平時的教學(xué)中要加以足夠的重視,并遵循一定的教與學(xué)的規(guī)律,不斷探索、不斷創(chuàng)新,這樣一定能收到意想不到的教學(xué)效果。
參考文獻(xiàn):
[1]全日制九年義務(wù)教育中學(xué)數(shù)學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)(試驗稿).
篇4
關(guān)鍵詞:思辨數(shù)學(xué);算法;概率統(tǒng)計;直覺思維
1思辨數(shù)學(xué)詞源詮釋
思辨數(shù)學(xué)一詞是荷蘭數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)教育家弗賴登塔爾(Freudenthal,1905—1990)首先提出的。他在名著《作為教育任務(wù)的數(shù)學(xué)》中舉例詮釋了思辨數(shù)學(xué)與算法數(shù)學(xué)的區(qū)別:設(shè)有相同數(shù)量的白酒與紅酒各一杯,取一匙白酒倒入紅酒內(nèi),使之混合,再取同量的一匙混合酒倒入白酒內(nèi)。試問,白酒杯中所含的紅酒比紅酒杯中所含的白酒多,還是正好相反?答案是:兩種含量一樣多。然而解題方法有兩種,一種是根據(jù)其取法操作,列出算式計算...另一種是這樣思考的:設(shè)想每個杯子中的白酒和紅酒是分開的,那么白酒杯中的紅酒正是紅酒杯中所缺少的部分,而它的空缺現(xiàn)在正好被白酒所填補。前一種解法是算法求解,后一種解法是思辨求解]。
顯然,這是兩種思維風(fēng)格迥然不同的解法,解法一是邏輯性的算法求解,屬于算法數(shù)學(xué);解法二主要是直覺性的思辨求解,屬于思辨數(shù)學(xué)。這里舉例僅僅是為了詮釋概率論中思辨數(shù)學(xué)與算法數(shù)學(xué)的區(qū)別。我們認(rèn)為,思辨數(shù)學(xué)就是動態(tài)地辯證地把握概念和體味推據(jù)(這里把思辨推理的理論依據(jù)簡稱推據(jù)),憑借對概念的直覺和數(shù)學(xué)美的啟迪(而非邏輯性的推理),產(chǎn)生直觀的解題思路方法或做出合情推理決策。換言之,在直覺領(lǐng)引下,圍繞推據(jù),換位思考,思維在運動中覓到解題方法的一套數(shù)學(xué)知識體系。
德國數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)教育家克萊因(KleinF,1849—1925)指出:“數(shù)學(xué)學(xué)科并不是一系列的技巧,這些技巧只不過是它微不足道的方面,它們遠(yuǎn)不能代表數(shù)學(xué),就如同調(diào)配顏色遠(yuǎn)不能當(dāng)作繪畫一樣,技巧是將數(shù)學(xué)的激情、推理、美和深刻的內(nèi)涵剝落后的產(chǎn)物?!盵4]克萊因這一論斷,對概率統(tǒng)計教學(xué)具有重要的指導(dǎo)意義,把握思辨數(shù)學(xué)與算法數(shù)學(xué)的區(qū)分,它能為教學(xué)提供重心,對于貫徹概率統(tǒng)計思想方法為主線的教學(xué)大有裨益。
2概率統(tǒng)計課程中的思辨數(shù)學(xué)內(nèi)涵透析
從思維的邏輯層面透析,概率統(tǒng)計知識內(nèi)容可以分為兩類,大部分是程序性的,有一些則是思辨性的。算法是程序性的,概率統(tǒng)計的演算中充斥著算法;然而,在概率演算題中也會遇到思辨求解問題,雖然這類題數(shù)量不多,但解題思維中頗富有理性精神,有著方法論的教育意義。特別值得一提的是,就產(chǎn)生數(shù)理統(tǒng)計一些重要方法的思想而言,思辨因素起著關(guān)鍵性的作用,從本質(zhì)上講,作為數(shù)理統(tǒng)計核心內(nèi)容的統(tǒng)計推斷也隸屬于思辨數(shù)學(xué)的范疇,即思辨數(shù)學(xué)至少包含思辨求解和思辨推斷兩大模塊?,F(xiàn)分述如下:
2.1思辨求解問題
若對某些概率問題的題設(shè)條件進(jìn)行分析,抓住題目中的關(guān)鍵概念,由對這些概念的直覺和思辨,就能引發(fā)解題的思AXB路和方法。具體說來,吃透問題的條件和結(jié)論,抓住起決定性作用的思辨因素,運用發(fā)散思維或逆向思維,進(jìn)行類比聯(lián)想或換位思考推理,進(jìn)而恰當(dāng)?shù)匾胼o助事件或輔助隨機變量,就會建構(gòu)和洞察到所研究的數(shù)學(xué)對象中蘊涵著的事件之間或隨機變量之間的某種對稱性、對等性或等可能性的關(guān)系。那么,這些事件、事件關(guān)系所遵從的一般的概率法則、統(tǒng)計規(guī)律或一些概率原理等就構(gòu)成解題思維的支點,即推據(jù);思維一旦受到這些推據(jù)以及數(shù)學(xué)中對稱美的直覺啟發(fā),就會迅速地做出判斷,尋到簡便的解法,或直接給出答案。
2.2.1最大似然法(以離散型隨機變量為例)
2.2.2最小二乘估計
回歸分析的基本思想是首先根據(jù)樣本組的分布特征以及對問題的思辨認(rèn)識而先驗地選定一個模型類型,然后求出(估計出)模型中相應(yīng)參數(shù)。至于對參數(shù)的估計,一般采用最大似然估計法,具體到回歸分析上叫做最小二乘法。所謂最小二乘法系利用拉格朗日條件極值原理,對所選模型在所給樣本下,保證誤差最小時,求得參數(shù)估計值[6]。說到底它也是一種思辨推斷模式。
2.2.3假設(shè)檢驗
先根據(jù)統(tǒng)計目的對總體提出一個統(tǒng)計假設(shè)0H(也叫原假設(shè)),然后再由一次抽樣的結(jié)果來檢驗這個假設(shè)是否可信,從而做出決策:拒絕還是接受這個假設(shè)。一方面,我們先假定0H是正確的,在此假定下,某事件A出現(xiàn)的概率很小,比如p(A)=0.05;另一方面,進(jìn)行一次試驗,如果事件A出現(xiàn)了,就是說在一次試驗中就居然發(fā)生了小概率事件,那么根據(jù)直覺:“概率很小的事件在一次試驗中一般認(rèn)為是不會發(fā)生的?!保ㄐ「怕适录?,即推據(jù))我們不能不懷疑作為小概率事件的前提假設(shè)0H的正確性,因而做出拒絕0H的決策;如果進(jìn)行一次試驗,小概率事件沒有出現(xiàn),則試驗結(jié)果與假設(shè)相符,沒有理由拒絕0H,因而只好接受0H。進(jìn)一步歸結(jié)出假設(shè)檢驗的一般步驟(略),即是算法程序,使概念的直觀具體性有了一個邏輯思維的圖式,如果沒有這些邏輯模式,推理將變得沒有質(zhì)量。從根本上看,假設(shè)檢驗法是以小概率事件原理為推據(jù)的思辨推斷模式。概言之,最大似然估計、最小二乘估計和假設(shè)檢驗本質(zhì)上都是思辨的產(chǎn)物;從思維方法上講,它們是思辨數(shù)學(xué)與算法數(shù)學(xué)有機的統(tǒng)一體;“思辨”當(dāng)頭,“算法”自然就在其中了。
2.3概率統(tǒng)計中的思辨數(shù)學(xué)之特征分析
2.3.1思辨求解問題與思辨推斷的異同
思辨求解問題的推據(jù)具有確定性和真理性。。然而,思辨推斷的推據(jù)則具有“或然性”,比如最大似然原理中的用詞:“應(yīng)該是”,并非“一定是”;小概率事件原理中的用詞“一般認(rèn)為是不會發(fā)生”,但并非“絕對不會發(fā)生”,可見思辨推斷的結(jié)論則是概率邏輯意義下的必然。比如假設(shè)檢驗就是概率性質(zhì)的反證法。故思辨推斷理屬合情推理。
思辨求解與思辨推斷的共同之處,都是主體基于對概率統(tǒng)計領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識及其結(jié)構(gòu)的透徹了解,基于對整個問題的理解把握以及已有的知識背景,使主體能跨越邏輯的思考而進(jìn)入直念(即數(shù)學(xué)直觀,形象觀念)[3],想象和直覺判斷,以推據(jù)為準(zhǔn)繩,迅速解決有關(guān)數(shù)學(xué)問題。
2.3.2思辨數(shù)學(xué)與算法數(shù)學(xué)的比較
由于思辨數(shù)學(xué)一詞是相對于與算法數(shù)學(xué)的概念提出的,下面我們就其兩者進(jìn)行對比分析:
算法數(shù)學(xué)有具體化、程序化和機械化特點,又有抽象性、概括性和精確性;思辨數(shù)學(xué)有抽象化、模式化和直念化特點,又帶有假定性、哲理性和啟示性。
算法有算理,比如概率的公理、定理、性質(zhì)等構(gòu)成概率算法求解的基本算理。算理是算法的理論基礎(chǔ),算法是算理的具體體現(xiàn);思辨求解和思辨推斷有推據(jù),比如對稱性、對等性、等可能性、最大似然原理、小概率事件原理等構(gòu)成概率思辨求解和思辨推斷的推據(jù)。推據(jù)是思辨的理論基礎(chǔ),思辨求解和思辨推斷是推據(jù)的實際表達(dá)。
與算法相比較,算法求解依據(jù)邏輯思維、邏輯推理,思維是縱向的、條理化的;思辨數(shù)學(xué)則依據(jù)認(rèn)識之直覺,思維是跳躍性的、橫向的和發(fā)散的。思辨求解的推理是非邏輯的;思辨推斷是歸納性質(zhì)的合情推理。
3提出思辨數(shù)學(xué)概念對概率統(tǒng)計教學(xué)具有的要義
關(guān)于思辨數(shù)學(xué)與算法數(shù)學(xué)的這種區(qū)分,在教學(xué)法上具有重要意義。傳統(tǒng)的概率教學(xué)著眼于概率算法求解,重視運算規(guī)則和方法技巧,注重邏輯思維能力培養(yǎng),忽視或根本不談概率思辨求解,因為許多概率教材的例題與習(xí)題都鮮見思辨求解類的素材;輕視概率統(tǒng)計課程的基本概念教學(xué),因而造成了概率思想、統(tǒng)計認(rèn)識諸方面知識匱乏和直覺能力的缺失。比如統(tǒng)計推斷是數(shù)理統(tǒng)計的核心,統(tǒng)計推斷是對統(tǒng)計總體的未知數(shù)量特征做出概率形式表達(dá)的推理,鑒于思維上推與證的不同而分別提出了參數(shù)估計與假設(shè)檢驗,由此構(gòu)成統(tǒng)計推斷內(nèi)容的兩面。參數(shù)估計是根據(jù)樣本數(shù)據(jù)對總體參數(shù)所作的“猜想”,而前提是樣本與總體的同分布(即樣本與總體的同質(zhì)性)的假定;假設(shè)檢驗即對總體特征做出的一種假設(shè),然后根據(jù)樣本信息對這一假設(shè)的支持程度做出描述。前提同樣都是樣本與總體的同分布的假定。從哲學(xué)層面講,它們探討的都是共性與個性的辯證關(guān)系。
從戰(zhàn)略上看,由樣本推斷總體具有歸納性質(zhì),從戰(zhàn)術(shù)上看,最大似然估計法與假設(shè)檢驗的解題程式中的樣本值nx,x,,x12又非具體的數(shù)值,因而具有演繹性質(zhì),所以最大似然估計法和假設(shè)檢驗是歸納與演繹的辯證統(tǒng)一。對于統(tǒng)計推斷內(nèi)容的教法,目前多數(shù)教學(xué)已落入算法化、程式化的俗套,把參數(shù)的最大似然估計和假設(shè)檢驗作為一套處理問題的規(guī)則或算法來教;2003年出版的《Mathematica基礎(chǔ)及數(shù)學(xué)軟件》一書,把參數(shù)的最大似然估計和假設(shè)檢驗按算法編程由計算機來做[7],毫無思想。誠然,數(shù)學(xué)教育不應(yīng)該拒絕計算機的滲透,特別是統(tǒng)計推斷問題常會涉及一些煩瑣的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和計算,借助于計算機可節(jié)省大量的時間和精力。但是,數(shù)學(xué)方法的內(nèi)核是數(shù)學(xué)思想,由于意識不到統(tǒng)計推斷是思辨數(shù)學(xué)體系,所以容易忽視產(chǎn)生統(tǒng)計推斷方法所依賴的統(tǒng)計推斷思想、策略及其思維活動過程的教學(xué),以致學(xué)生不能目睹數(shù)學(xué)過程的形象而生動的性質(zhì),體悟不到統(tǒng)計推斷方法中蘊涵的概率思想,更達(dá)不到思維訓(xùn)練之效。誠然,給學(xué)生一個可仿效的范例,就足以教會一個算法,盡管這樣的教學(xué),學(xué)生學(xué)會了套用統(tǒng)計推斷的解題步驟,可能會做對若干道數(shù)理統(tǒng)計習(xí)題,但是對統(tǒng)計推斷的思想實質(zhì)和認(rèn)識機制理解不深。比如,有學(xué)生在用最大似然估計法解題時,先把具體的實測數(shù)據(jù)帶入似然函數(shù)的表達(dá)式,再作取對數(shù)、求導(dǎo)、求極值點的運算;有的學(xué)生在假設(shè)檢驗解題中,在寫到最后一步:“拒絕H0”或“接受H0”時就擱筆了,把“即認(rèn)為...”這句關(guān)鍵的陳述語省略了不寫。不難想到,他們對樣本的二重性以及最大似然法所使用的辯證邏輯思維領(lǐng)悟不透徹;對統(tǒng)計推斷所表達(dá)的非決定論的因果關(guān)系規(guī)律認(rèn)識不到位。一句話,對最大似然估計和假設(shè)檢驗方法的本質(zhì)思想,缺少深層的思考。傳統(tǒng)教學(xué)的結(jié)果只會給學(xué)生留下這樣的印象:數(shù)理統(tǒng)計是裝著一筐子的“算法”。這種只強調(diào)算法與規(guī)則的數(shù)學(xué)課程,正如只強調(diào)語法和拼寫的寫作課程一樣,都是一種本末倒置。
任何一門數(shù)學(xué)學(xué)科都是由概念和技巧支撐的;若能區(qū)別概率統(tǒng)計教材中思辨數(shù)學(xué)與算法數(shù)學(xué),區(qū)分或認(rèn)識思辨數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu),這就意味著預(yù)先設(shè)定將它們作為思維訓(xùn)練來教,其意義在于強調(diào)思辨因素,強調(diào)概率統(tǒng)計思想方法形成的思維活動的過程,自然也是強調(diào)了以概念為本的課程教學(xué)模式。
3.1凸顯以概率論為基礎(chǔ)的統(tǒng)計思想以深化統(tǒng)計認(rèn)識
毫無疑問,概率論是統(tǒng)計的運載工具,統(tǒng)計思想是統(tǒng)計方法的靈魂。按照思辨數(shù)學(xué)模式講授統(tǒng)計推斷,能夠更好地揭示和表達(dá)統(tǒng)計思想,深化統(tǒng)計認(rèn)識。因為貫徹三段論即:“在某種假定(假設(shè))...之下,一方面...另一方面...,依推據(jù)則有...”的思辨推斷模式,勢必強調(diào)深刻理解概念和推據(jù),充分展示換位思考中的思辨原理與辯證思維方法,這就凸顯了以概率論為基礎(chǔ)的統(tǒng)計推斷思想。比如假設(shè)檢驗,如果統(tǒng)計假設(shè)被理解為構(gòu)成概率計算的基礎(chǔ)的話,那么,看來極不可能的某個事件發(fā)生了,那就有悖于常理,于是統(tǒng)計假設(shè)認(rèn)為是小概率的事件的發(fā)生,將是一個反對該假設(shè)的證據(jù),并且這種概率越小,其證據(jù)越顯得強有力。又由于在統(tǒng)計檢驗的邏輯中,前提與結(jié)論之間的邏輯蘊涵不再是必然的,而是一種概率蘊涵。換句話說,概率解釋中的解釋前提是假說,所以得到的邏輯必然的推論是可能的概率解釋。而在概率解釋中,對個別事實解釋的概率性與統(tǒng)計規(guī)律在每一個別情況下無法實現(xiàn)這一規(guī)律聯(lián)系著,因為統(tǒng)計規(guī)律是大數(shù)定律,它僅在大量觀察或多次試驗中才能出現(xiàn)。因此在統(tǒng)計規(guī)律上所作的關(guān)于個別事實的結(jié)論,只能解釋這一事實的可能性,而不是它的必然性。因此,“接受”中的“納偽”和“拒絕”中的“棄真”這兩類錯誤不可避免的發(fā)生充分說明了這一點。
3.2強調(diào)數(shù)學(xué)思辨對培育直覺能力具有獨特功效
數(shù)學(xué)強調(diào)思辨性。弗賴登塔爾指出:“算法是好的,數(shù)學(xué)中的常規(guī)也是不可避免的?!盵1]誠然,對數(shù)學(xué)來說算法具有極大的重要性,代數(shù)、微積分、概率中都有算法。當(dāng)前教學(xué)的強烈趨勢就是盛行算法化[1]。將一個領(lǐng)域算法化是更容易超越該領(lǐng)域的一種方式[1]。然而,現(xiàn)代數(shù)學(xué)之不同于古老數(shù)學(xué),在于它強調(diào)的是思辨的因素而不是算法[1]。最引人注目的新生事物,也就是引起現(xiàn)代化過程發(fā)生的事物——集合論、抽象代數(shù)、分析學(xué)、拓?fù)洹际撬急娴漠a(chǎn)物。它們是沖破算法的僵化的外殼噴射而出的[1]。同時弗賴登塔爾還指出:算法數(shù)學(xué)與思辨數(shù)學(xué)的關(guān)系是辯證的,不能把它們看作是新與舊、高與低的對立。從培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維能力的層面看,算法數(shù)學(xué)與思辨數(shù)學(xué)好比“算術(shù)和幾何正是作為互相的直接對立面在智力上發(fā)展起來的,但這并不表明因為喜歡其中一個就應(yīng)該把另一個貶低。相反,教學(xué)應(yīng)該將這種發(fā)展繼續(xù)下去”[8],教學(xué)應(yīng)該像重視算法數(shù)學(xué)一樣重視思辨數(shù)學(xué),但問題在于目前的數(shù)學(xué)教育現(xiàn)狀,人們有些重算法而輕思辨的傾向。概率統(tǒng)計的思辨求解和思辨推斷解決問題的重要策略和特點是:對具體問題作具體分析,以已有知識和經(jīng)驗為背景,在直覺領(lǐng)引下發(fā)掘問題中蘊含著的思辨因素,尋找到推據(jù)或生成推據(jù),以推據(jù)為支點,憑借直覺展開思辨推算或推斷。其思維方式是直覺的。從心理學(xué)視角看,思辨數(shù)學(xué)是直覺思辨的產(chǎn)物,它是思維對那種隱藏于數(shù)學(xué)對象深層的數(shù)學(xué)事物關(guān)系間的和諧性與規(guī)律性的感受,正是這種感受把知識空間投影和凈化成那幅心智圖像。顯意識和潛意識溝通形成頓悟,進(jìn)而達(dá)到直覺思維的目標(biāo)。
因此,強調(diào)思辨數(shù)學(xué),必然注重培育直覺能力。思辨求解不僅能增加和豐富學(xué)生概率解題的方法策略,而且對其直覺思維乃至創(chuàng)新能力的培養(yǎng)大有裨益??巳R因說過:“在某種意義上講,數(shù)學(xué)的進(jìn)展主要歸功于那些以直覺能力著稱的人多于那些以嚴(yán)謹(jǐn)證明著稱的人?!?/p>
3.3透過思辨求解法感悟數(shù)學(xué)方法的奇異美
思辨求解法的產(chǎn)生離不開直覺,數(shù)學(xué)直覺本質(zhì)上就是“美的意識或美感”。美的意識力或鑒賞能力越強,發(fā)現(xiàn)和辨認(rèn)隱蔽的和諧關(guān)系的直覺能力也就越強。數(shù)學(xué)審美意識是產(chǎn)生數(shù)學(xué)直覺、爆發(fā)數(shù)學(xué)靈感的“刺激素”。
思辨求解法的思想性強,其方法直觀,運算簡捷,甚至用不著計算就能直接獲得答案。從思辨求解法產(chǎn)生的心理機制來看,其思維空間是動態(tài)的;每一個具體的思辨性解法,無不聯(lián)系著主體解題的思維運作:數(shù)形結(jié)合,動靜聯(lián)想,等價語意轉(zhuǎn)換,整體性把握思考,以及受到數(shù)學(xué)美的啟迪等。它把數(shù)學(xué)表達(dá)式的對稱美、數(shù)學(xué)關(guān)系的和諧美、數(shù)學(xué)方法的簡潔美、數(shù)學(xué)思想的思辨美發(fā)揮的淋漓盡致。奇妙的解法閃爍著智慧之光,常給人以精神上的愉悅和滿足。
“奇異性與思辨性是密切相關(guān)的,奇異性的結(jié)果會導(dǎo)致數(shù)學(xué)的新進(jìn)展,而思辨能引起人們的思索,調(diào)動人們的想象,幫助人們對未知事物作深入地理解、把握和預(yù)見,促使人們?nèi)プ非髷?shù)學(xué)中內(nèi)在旋律?!奔醋非髷?shù)學(xué)美的旋律。
[參考文獻(xiàn)]
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篇5
一、注重利用生活實例引入概念
概念屬于理性認(rèn)識,它的形成依賴于感性認(rèn)識,學(xué)生的心理特點是容易理解和接受具體的感性認(rèn)識。教學(xué)過程中,各種形式的直觀教學(xué)是提供豐富、正確的感性認(rèn)識的主要途徑。所以在講述新概念時,從引導(dǎo)學(xué)生觀察和分析有關(guān)具體實物人手,比較容易揭示概念的本質(zhì)和特征。例如,在講解“梯形”的概念時,教師可結(jié)合學(xué)生的生活實際,引入梯形的典型實例(如梯子、堤壩的橫截面等),再畫出梯形的標(biāo)準(zhǔn)圖形,讓學(xué)生獲得梯形的感性知識。再如,講“數(shù)軸”的概念時,教師可模仿秤桿上用點表示物體的重量。秤桿具有三個要素:①度量的起點;②度量的單位;③明確的增減方向,這樣以實物啟發(fā)人們用直線上的點表示數(shù),從而引出了數(shù)軸的概念。這種形象的講述符合認(rèn)識規(guī)律,學(xué)生容易理解,給學(xué)生留下的印象也比較深刻。
二、注重概念的形成過程
許多數(shù)學(xué)概念都是從現(xiàn)實生活中抽象出來的。講清它們的來源,既會讓學(xué)生感到不抽象,而且有利于形成生動活潑的學(xué)習(xí)氛圍。一般說來,概念的形成過程包括:引入概念的必要性,對一些感性材料的認(rèn)識、分析、抽象和概括,注重概念形成過程,符合學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律。在教學(xué)過程中,如果忽視概念的形成過程,把形成概念的生動過程變?yōu)楹唵蔚摹皸l文加例題”,就不利于學(xué)生對概念的理解。因此,注重概念的形成過程,可以完整地、本質(zhì)地、內(nèi)在地揭示概念的本質(zhì)屬性,使學(xué)生對理解概念具備思想基礎(chǔ),同時也能培養(yǎng)學(xué)生從具體到抽象的思維方法。例如,負(fù)數(shù)概念的建立,展現(xiàn)知識的形成過程如下:①讓學(xué)生總結(jié)小學(xué)學(xué)過的數(shù),表示物體的個數(shù)用自然數(shù)1,2,3…表示;一個物體也沒有,就用自然數(shù)0表示:測量和計算有時不能得到整數(shù)的結(jié)果,這就用分?jǐn)?shù)。②觀察兩個溫度計,零上3度:記作+3°,零下3度:記作-3°,這里出現(xiàn)了一種新的數(shù)――負(fù)數(shù)。③讓學(xué)生說出所給問題的意義,讓學(xué)生觀察所給問題有何特征。④引導(dǎo)學(xué)生抽象概括正、負(fù)數(shù)的概念。
三、注重剖析,揭示概念的本質(zhì)
數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)思維的基礎(chǔ),要使學(xué)生對數(shù)學(xué)概念有透徹清晰的理解,教師首先要深入剖析概念的實質(zhì),幫助學(xué)生弄清一個概念的內(nèi)涵與外延。也就是從質(zhì)和量兩個方面來明確概念所反映的對象。如,掌握垂線的概念包括三個方面:①了解引進(jìn)垂線的背景:兩條相交直線構(gòu)成的四個角中,有一個是直角時,其余三個也是直角,這反映了概念的內(nèi)涵。②知道兩條直線互相垂直是兩條直線相交的一個重要的特殊情形,這反映了概念的外延。③會利用兩條直線互相垂直的定義進(jìn)行推理,知道定義具有判定和性質(zhì)兩方面的功能。
四、注重通過比較鞏固對概念的理解
鞏固是概念教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。心理學(xué)原理認(rèn)為:概念一旦獲得,如不及時鞏固,就會被遺忘。鞏固概念,首先應(yīng)在初步形成概念后,引導(dǎo)學(xué)生正確復(fù)述。這里絕不是簡單地要求學(xué)生死記硬背,而是讓學(xué)生在復(fù)述過程中把握概念的重點、要點、本質(zhì)特征,同時,應(yīng)注重應(yīng)用概念的變式練習(xí)。恰當(dāng)運用變式,能使思維不受消極定勢的束縛,實現(xiàn)思維方向的靈活轉(zhuǎn)換,使思維呈發(fā)散狀態(tài)。如“有理數(shù)”與“無理數(shù)”的概念教學(xué)中,可舉出如“π與3.14159”為例,通過這樣的訓(xùn)練,能有效地排除外在形式的干擾,對“有理數(shù)”與“無理數(shù)”的理解更加深刻。最后,鞏固時還要通過適當(dāng)?shù)恼蠢颖容^,把所教概念同類似的、相關(guān)的概念比較,分清它們的異同點,并注意適用范圍,小心隱含“陷阱”,幫助學(xué)生從中反省,以激起對知識更為深刻的正面思考,使獲得的概念更加精確、穩(wěn)定和易于遷移。
五、注重應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)能力
對數(shù)學(xué)概念的深刻理解,是提高學(xué)生解題能力的基礎(chǔ);反之,也只有通過解題,學(xué)生才能加深對概念的認(rèn)識,才能更完整、更深刻地理解和掌握概念的內(nèi)涵和外延。課本中直接運用概念解題的例子很多,教學(xué)中要充分利用。同時,對學(xué)生在理解方面易出錯誤的概念,要設(shè)計一些有針對性的題目,通過練習(xí)、講評,使學(xué)生對概念的理解更深刻、更透徹。
篇6
關(guān)鍵詞: 小學(xué)數(shù)學(xué) 概念教學(xué) 教學(xué)策略
數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)教材結(jié)構(gòu)與小學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中最基本的組成因素。在教學(xué)中,我們立足于現(xiàn)實生活的具體現(xiàn)象或事物,以學(xué)生的感性認(rèn)識為出發(fā)點,通過直觀的教學(xué)方法,引導(dǎo)學(xué)生動腦、動口、動手,誘發(fā)學(xué)生敞開思維的“門扉”,使其積極主動地參與到概念的形成過程中,感知和認(rèn)識概念的內(nèi)涵和外延,從而深刻地理解、掌握概念。下面談?wù)勎业囊恍┳龇ā?/p>
一、在操作中學(xué)習(xí)概念
著名心理學(xué)家皮亞杰認(rèn)為:“思維是從動作開始的,切斷了動作和思維之間的聯(lián)系,思維就不能得到發(fā)展?!笨梢妱幼髟谛W(xué)生的思維活動中起著舉足輕重的作用。概念是最基本的思維形式,被稱為思維的細(xì)胞,因此,讓學(xué)生在操作中學(xué)習(xí)概念是符合學(xué)生的認(rèn)知特點的。遵循兒童的這一思維特征,我在教學(xué)一些“起始概念”,以及易混、似是而非的概念時,加強了學(xué)生的操作活動。如:教學(xué)“平行與垂直”時,我讓學(xué)生進(jìn)行如下操作。
1.折一折
讓學(xué)生拿出課前已準(zhǔn)備好的兩張紙。
(1)把一張紙折2次,使折痕互相平行;
(2)把一張紙折2次,使折痕互相垂直。
2.畫一畫
讓學(xué)生拿出三角板和筆,在折好的紙上用三角板沿著折痕把四條線畫出來。
3.量一量
(1)用三角板量一量所畫的兩條平行線之間的寬度,你發(fā)現(xiàn)了什么?
(2)用三角板的兩條直角邊分別靠在兩條互相垂直的直線上,頂點靠在交點上,你發(fā)現(xiàn)了什么?
4.說一說
通過剛才的觀察和操作,請同學(xué)們說一說:
(1)怎樣的兩條線是互相平行的直線?
(2)怎樣的兩條線是互相垂直的直線?
在學(xué)生“折一折、畫一畫、量一量、說一說”四位一體下,將“平行與垂直”的概念一氣呵成,相信學(xué)生一定能夠“形成概念”。
二、在實際運用中加深對概念的理解
要使學(xué)生真正理解概念,有效途徑之一就是強化概念的運用。因此,每教完一個新的概念,我都注意從不同的角度、不同的方面安排學(xué)生運用概念解決問題的練習(xí)。
1.“變式”練習(xí)
“變式”是指從不同角度、方面和方式變換事物呈現(xiàn)的形式,以便揭示其本質(zhì)屬性。如,在學(xué)習(xí)了三角形的“高”后,我讓學(xué)生依據(jù)高的定義畫銳角三角形、直角三角形和鈍角三角形的高。這三種不同三角形的“高”有的在三角形內(nèi),有的卻在三角形外,有的就是三角形的兩條邊。盡管高的位置不同,但每條高都是從角的頂點向?qū)吽鞔咕€的長。學(xué)生在反復(fù)作高的過程中,明白了高的真正含義,提高了自己的作圖技能,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)三角形的性質(zhì)奠定了基礎(chǔ)。
2.加強易混概念間的對比練習(xí)
如果說變式是從材料方面促進(jìn)理解的話,對比則是從方法上促進(jìn)理解。根據(jù)概念與概念之間的聯(lián)系與區(qū)別,特別是針對學(xué)生對一些易混淆的概念所產(chǎn)生的錯誤,我加強了對比練習(xí)的訓(xùn)練。例如,學(xué)生學(xué)習(xí)了整數(shù)大小的比較之后,知道30>8,407>47,懂得兩個自然數(shù)相比,數(shù)位越多,這個數(shù)就越大。學(xué)生頭腦中形成的這個概念對以后學(xué)習(xí)小數(shù)大小比較產(chǎn)生了一定的副作用。如在比較兩個小數(shù)大小時,有的學(xué)生認(rèn)為0.407>0.47。為了防止錯誤的產(chǎn)生,我在教完小數(shù)大小的比較之后,設(shè)計了如下一組題,供學(xué)生進(jìn)行練習(xí)。
通過以上題組的練習(xí),學(xué)生明白了比較兩個小數(shù)大小與比較兩個整數(shù)大小的相同之處和不同之處,從而正確掌握了比較任意兩個數(shù)的大小的方法。
3.利用概念進(jìn)行說理的練習(xí)
概念構(gòu)成判斷,判斷又構(gòu)成推理。判斷、推理的正確與否與學(xué)生是否掌握了概念的本質(zhì)屬性有關(guān)。為了使學(xué)生真正掌握每個概念的本質(zhì)屬性,我加強了讓學(xué)生運用概念進(jìn)行說理的練習(xí)。如,在引入方程概念之后,讓學(xué)生判斷下面哪些是方程,哪些不是方程?并說明理由。
通過讓學(xué)生回答,特別是說明理由,培養(yǎng)了學(xué)生運用概念做簡單判斷的能力,而每作一次判斷,概念的本質(zhì)屬性就在腦海里再現(xiàn)一次。這樣多次的說理練習(xí),使學(xué)生牢牢掌握了概念的內(nèi)涵,為其進(jìn)行判斷和推理鋪好了基石。
三、不斷把新的概念納入原有的概念系統(tǒng)中
為了使所學(xué)過的概念不是單個的、孤立存在的,根據(jù)概念之間的聯(lián)系,每學(xué)完一個新概念,我都注意把新概念納入學(xué)生原有的概念系統(tǒng)中,這樣學(xué)生就能成塊地掌握所學(xué)過的概念,便于貯存、檢索和利用。例如,當(dāng)學(xué)完了梯形的概念以后,我引導(dǎo)學(xué)生把所學(xué)過的四邊形進(jìn)行歸類,系統(tǒng)整理,使學(xué)過的有關(guān)四邊形形成一個四邊形的概念系統(tǒng),如下圖:
這樣,學(xué)生就容易記住以上圖形的特征,以及它們之間的聯(lián)系和區(qū)別,對于形成良好的空間觀念是十分有益的。
總之,概念教學(xué)是小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要組成部分,正確理解和掌握數(shù)學(xué)概念是小學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的基石,同時又是培養(yǎng)小學(xué)生基本數(shù)學(xué)能力的前提。數(shù)學(xué)概念往往是以簡練、概括的語句表述的。如果不設(shè)法使這種較抽象的表述,與一定的生動、具體的“模型”建立聯(lián)系,小學(xué)生就難以真正理解它。因此上好概念課尤為重要。
參考文獻(xiàn):
[1]劉品一.小學(xué)數(shù)學(xué)創(chuàng)新學(xué)習(xí)探究.山東教育出版社,2000.
篇7
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)概念 教學(xué) 數(shù)學(xué)知識
數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)知識的基本要素。雖然每一個概念都是從實踐中得到,但在數(shù)學(xué)體系中,概念是法則、性質(zhì)及實際應(yīng)用的根本。而小學(xué)數(shù)學(xué)的概念多是淡化的描述,是不準(zhǔn)確的、不嚴(yán)密的。這也許使教師在開展概念教學(xué)時,沒有足夠重視概念的教學(xué),只抓計算、實際應(yīng)用的教學(xué)。要使小學(xué)生掌握所學(xué)的基礎(chǔ)知識和計算技能,并且能夠?qū)嶋H應(yīng)用,首先要使得學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)概念。因此,概念的教學(xué)應(yīng)該是重中之重。
1.教師要充分分析各種概念
小學(xué)數(shù)學(xué)中有很多概念,包括數(shù)的概念、運算的概念、量與計量的概念、幾何形體的概念、比和比例的概念、方程的概念,以及統(tǒng)計初步知識的有關(guān)概念等。這些概念是構(gòu)成小學(xué)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的重要內(nèi)容,它們是互相聯(lián)系著的。如只有明確牢固地掌握數(shù)的概念,才能理解運算概念,而運算概念的掌握,又能促進(jìn)數(shù)的整除性概念的形成。
因此,教師在備課時,要采取多種方式表現(xiàn)各種概念的不同,不要一味地使用一個方法教授各種概念。
2.教師應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生對概念的抽象的感悟
教授數(shù)學(xué)概念時應(yīng)考慮學(xué)生的接受能力。小學(xué)生的思維特點是從具體形象思維向抽象邏輯思維過渡。一般地說,數(shù)學(xué)概念具有不同程度的抽象水平。在確定教學(xué)某一概念的必要性的前提下還應(yīng)考慮其抽象水平是否適合學(xué)生的思維水平。為此,必須根據(jù)不同的情況采取不同的措施進(jìn)行教學(xué)。這是教學(xué)中時刻要注意的地方。
很多的時候,學(xué)生對某一概念的理解常常顯示出不同的水平,盡管他們都參加同樣的活動如操作、比較、抽象和概括等。有些學(xué)生甚至可能完全沒有理解概念的本質(zhì)特征。這就出現(xiàn)了把握數(shù)學(xué)知識程度不同的學(xué)生,學(xué)得好的學(xué)生,對數(shù)學(xué)概念有著抽象的理解。學(xué)得不好的學(xué)生,沒能對數(shù)學(xué)概念作出抽象的理解。這就要求教師在具體化、形象化概念的同時,時刻注意培養(yǎng)學(xué)生對概念的抽象的理解。讓學(xué)得好的學(xué)生,更好發(fā)揮自身的潛力;學(xué)得不好的學(xué)生,在逐步理解概念的本質(zhì)下,掌握數(shù)學(xué)知識。這就是,對數(shù)學(xué)概念有著抽象理解的學(xué)生,更具持久的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力。
3.教師應(yīng)在練習(xí)中注意學(xué)生對概念的理解
在學(xué)生形成正確的數(shù)學(xué)概念之后,教師往往會進(jìn)一步設(shè)計各種不同形式的概念練習(xí)題,讓學(xué)生綜合運用、靈活思考、達(dá)到鞏固概念的目的,這也是培養(yǎng)檢查學(xué)生判斷能力的一種良好的練習(xí)形式。這種題目靈活、靈巧,能考察多方面的數(shù)學(xué)知識,是近些年來鞏固數(shù)學(xué)概念的一種很好的練習(xí)內(nèi)容。
練習(xí)概念性的習(xí)題,目的在于讓學(xué)生綜合運用、區(qū)分比較,深化理解概念。所安排的練習(xí)題,有一定梯度和層次,按照概念的序,學(xué)生認(rèn)識的序去考慮習(xí)題的序。但在一般的練習(xí)中,教師還應(yīng)該時刻注意分析習(xí)題中所涉及到的概念。例如在學(xué)習(xí)圓的面積后,一位教師就設(shè)計了這樣的問題:“我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了圓面積公式,誰能想辦法算一算,學(xué)校操場上荔枝樹樹干的橫截面面積?”同學(xué)們就討論開了,有的說,算圓面積一定要先知道半徑,只有把樹砍下來才能量出半徑;有的不贊成這樣做,認(rèn)為樹一砍下來就會死掉。這時教師進(jìn)一步引導(dǎo)說:“那么能不能想出不砍樹就能算出橫截面面積的辦法來呢?大家再討論一下?!睂W(xué)生們渴望得到正確的答案,通過積極思考和爭論,終于找到了好辦法,即先量出樹干的周長,再算出半徑,然后應(yīng)用面積公式算出大樹橫截面面積。課后許多學(xué)生還到操場上實際測量了樹干的周長,算出了橫截面面積。我們可以看到,解決問題的關(guān)鍵是兩個概念,一個是圓周長的概念,一個是圓面積的概念。
要想提高教學(xué)質(zhì)量,教師用心講好概念是非常重要的,既是落實雙基的前提,又是使學(xué)生發(fā)展智力、培養(yǎng)能力的關(guān)鍵。但這也僅僅是學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的一個起步,更重要的是在學(xué)生形成概念之后,要善于為學(xué)生創(chuàng)造條件,使學(xué)生經(jīng)常地運用概念,才能有更大的飛躍。只有學(xué)生會運用所掌握的概念,才能更深刻地理解概念,從而更好地掌握新的數(shù)學(xué)知識。只有這樣,培養(yǎng)能力、發(fā)展智力才會有堅實的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
1.趙國防.有效教學(xué)和諧課堂――小學(xué)數(shù)學(xué).光明日報出版社,2008
2.王巍,張玉艷.有效備課――小學(xué)數(shù)學(xué).光明日報出版社,2008
3.趙國防.有效上課――問題 探究 對策.光明日報出版社,2009
4.小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)論.湖南第一師范學(xué)院網(wǎng)
篇8
一、數(shù)和量
凡是可以測量、計數(shù)、計算的東西,都叫量。例如:一張桌子好看不好看,實用不實用,是不能量,不能數(shù),也不能算出來的。但是桌子的長短和高低,是可以測量的。這是我們就說:美觀、實用不是量而長短和高底是量。同一類的量是可以比較的。為了準(zhǔn)確的比較,我們就從同類的量中,取定一個度量單位,來度量其他的量的大小,度量的結(jié)果就得到數(shù)。量和數(shù)的區(qū)別還在于對于同一個量,用不同的度量單位來度量時,可以得到不同的數(shù)。例如一張長90cm的桌子,用米兩度量是0.9m,用毫米來度量則是900mm.所以我們在解決實際問題時,必須注明單位才算完整。
0和沒有
無在數(shù)量上可以用0來表示,這源于數(shù)物體個數(shù)的的過程,自然數(shù)是“有”的符號,它是對數(shù)量的肯定;而在實踐中我們也經(jīng)常會遇到一個物體也沒有的情況,這是就用“0”來表示“沒有”,是對數(shù)量的否定。長久以來,人們經(jīng)常用0來表示“沒有”,于是就誤以為0只能用來表示沒有。其實這只是0的意義的一個方面,0還有豐富的內(nèi)容:
1、0是一個獨立的數(shù)字,它是整數(shù),但不是自然數(shù),它是唯一一個非負(fù)、非正的中性數(shù)。它小于一
切正數(shù),大于一切負(fù)數(shù),是正數(shù)和負(fù)數(shù)的分界點。在數(shù)軸上原點“0”比任何正負(fù)數(shù)的點都更為重要,它對應(yīng)于數(shù)軸上的一點,便決定了其他各點的位置。
2、溫度是0℃表示一個特定的溫度,不能說沒有溫度。它表示了水的冰點這樣一個確定的量,就是在
一個大氣壓下,水在這個溫度開始結(jié)冰。
3、在近似計算中,0的作用也很重要。比如1.8和1.80的含義就不同:1.8表示精確到0.1位,而
1.80則是精確到0.01位,因而不能把1.80后面的0理解為可有可無,隨意化去。
4、0的了不起還在于:它在參與計算時,任何一個數(shù)與0相加仍得0;任何數(shù)減0,它的值不變;任
何數(shù)與0相乘,積得0;0除以一個非0的數(shù),商等于0;此外,0是一個偶數(shù),是任意自然數(shù)的倍數(shù),0不能做除數(shù),因為它作除數(shù)是無意義的或者說得不到確定的商;0的相反數(shù)是0,0的絕對值是0等隨著我們知識的擴充,對“0的認(rèn)識也將更加全面?!表槺阏f明一點:在足球比賽時記分牌上出現(xiàn)的3:0等等,同學(xué)們一定覺得很奇怪,后項是零的比,分母是零的分?jǐn)?shù),除數(shù)是零的算式都是無意義的,其實它們只是借用數(shù)學(xué)符號的寫法,并列起來加以比較的意思,與數(shù)學(xué)無關(guān)。記分牌上出現(xiàn)的3:0是表示一方得3分,另一方?jīng)]得分,兩者之間相差3分。再如記分牌上8:2則表示一方得8分,另一方得2分.兩者之間相差6分。記分牌上的“幾比幾”不是數(shù)學(xué)中“比的含義,兩者不是倍數(shù)關(guān)系。”如果把記分牌上的8:2按數(shù)學(xué)中“比” 的含義化簡為“4:1”,比賽雙方原來比分相差6分,現(xiàn)在相差3分,贏的一方能同意嗎? 正負(fù)號與加減號
符號是中學(xué)和小學(xué)數(shù)學(xué)的區(qū)別之所在,學(xué)生計算時最容易出錯?!?”和“-”在表示數(shù)的性質(zhì)時叫做正號與負(fù)號,而在表示數(shù)的運算時則叫做加號與減號。舉個例子來說明:(-11)-(-7)+(-9)-(-6)在這個式子中在11,7,9,6前面的(+)和(-),是表示數(shù)的性質(zhì)的,叫性質(zhì)符號,又叫正負(fù)號。在括號之間的“+”和“-”號,是表示數(shù)的運算方法的,叫運算符號,分別叫加號和減號。根據(jù)減法法則可以統(tǒng)一成加法運算:(-11)+(+7)+(-9)+(+6).這時省略所有的加號可得:-11+7-9+6,此時除第一個數(shù)是性質(zhì)符號外,都轉(zhuǎn)化為運算符號,這種寫法叫代數(shù)和,讀作“負(fù)11,加7,減9,加6,或讀作負(fù)11、+7、-9、+6的和。這個例子說明,在一定的條件下,性質(zhì)符號和運算符號是可以相互轉(zhuǎn)化的。在實際應(yīng)用時,一定注意他們的區(qū)別與聯(lián)系。
乘方和冪
在數(shù)學(xué)課上,老師有時把an讀作“a的n次方”;有時讀作“a的n次冪”。學(xué)生就會搞不明白,為什么同一個符號an會有兩種不同的讀法?
這是因為乘方和冪既是兩個不同的概念,又是兩個有關(guān)聯(lián)的概念。乘方是求相同的因數(shù)的積的運算,是乘法的一種特殊的運算,從運算來考慮,可以把an讀作“a的n次方”;而冪是乘方運算的結(jié)果,那就只能讀作“a的n次方”。這就好像我們學(xué)過的加法、減法、乘法、除法等運算,每一種運算結(jié)果都有一個專門的名稱。加法運算的結(jié)果叫做和,減法運算的結(jié)果叫做差,乘法運算的結(jié)果叫做積,除法運算的結(jié)果叫做商一樣,乘方運算的結(jié)果叫做冪。
篇9
讓我們來做一個游戲,這個游戲曾在中央電視臺演播過,不妨稱為“擺磚游戲”。我們把很多很多磚塊按照“前磚碰倒后磚”的規(guī)格來擺放,從教室擺到操場,再擺到公路上,再擺到香港,再擺到外國……,甚至可以沒完沒了的擺下去。那么,我們只要推倒第一塊磚,就能把所有的磚塊全部推倒。這個游戲有兩個條件:第一,要推倒第一塊磚;第二,磚塊必須按照“前磚碰倒后磚”的規(guī)格來擺放。顯然,這兩個條件缺一不可。如果缺少第一個條件,就會有磚沒有被推倒(至少第一塊磚沒有推倒)。如果缺少第二個條件,“碰倒過程”就會中斷,就會有很多很多磚塊沒有推倒。
從上面的“思維游戲”啟發(fā)我們得出一個處理與自然數(shù)有關(guān)問題的方法:(1)
處理第一個問題(相當(dāng)于推倒第一塊磚);(2)驗證前一號問題與后一號問題有傳遞關(guān)系(相關(guān)于前磚碰倒后磚),這時主角亮相了。數(shù)學(xué)歸納法是可靠正確的推理方法。介紹了數(shù)學(xué)歸納法之后,師生共同參與,按以下設(shè)問進(jìn)行教學(xué):
1.第一步驟是遞推的基礎(chǔ),第二步驟是遞推的依據(jù)。若二者缺一將會出現(xiàn)什么問題呢?能舉出實例來嗎?
2.完成第一步驟后,在第二步驟中,假設(shè)n=k時的結(jié)論正確,這樣的k值是否存在呢?證明N=K+1時結(jié)論也正確,是否起著“傳遞性”的作用?
3.第二步驟中,如果不使用N=K時結(jié)論正確這個條件,直接證明N=K+1時結(jié)論正確,是否還是數(shù)學(xué)歸納法呢?或者說比數(shù)學(xué)歸納法更好呢?
4.第一步驟中,證明N取第一個值結(jié)論正確,這第一個值從哪里取起呢?
5.第二步驟中,在使用N=K時結(jié)論正確的前提下,可以用哪些方法來突破N=K+I時結(jié)論正確這一關(guān)呢?(如:演繹法、分析法、反證法等)。
6.?dāng)?shù)學(xué)歸納法是針對n∈N而言的.那么N取非自然數(shù)時,是否也可以呢?
針對學(xué)生在概念的學(xué)習(xí)中容易出現(xiàn)的問題:錯誤理解、認(rèn)識膚淺、似是而非、掌握不牢等現(xiàn)象,教師要精心創(chuàng)設(shè)情景,優(yōu)化教學(xué)手段,以達(dá)到對概念的理解、認(rèn)識到位,對概念的掌握準(zhǔn)確、牢固、靈活之目的。同時,行之有效地培養(yǎng)了學(xué)生思維的批判性和深刻性。
篇10
關(guān)鍵詞:心理學(xué);數(shù)學(xué)概念;記憶
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
數(shù)學(xué)是由數(shù)學(xué)概念、命題、數(shù)學(xué)思想方法構(gòu)成的一個完整的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。數(shù)學(xué)概念是建構(gòu)數(shù)學(xué)這一完整結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的基石,也是學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)和前提。學(xué)生對數(shù)學(xué)概念的理解掌握程度是其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容掌握好壞的重要標(biāo)志。如何進(jìn)行數(shù)學(xué)概念的學(xué)習(xí),怎樣才能讓學(xué)生完成對數(shù)學(xué)概念的實質(zhì)性的掌握過程,就成為我們需要認(rèn)真思考的問題。
走進(jìn)中小學(xué)數(shù)學(xué)課堂,大多數(shù)教師對數(shù)學(xué)概念的講授都是讓學(xué)生多讀幾遍、背下來,幾分鐘后檢查背誦結(jié)果,這樣的教學(xué)過程與數(shù)學(xué)課堂本身的特點背道而馳,同時也不符合新課程改革的教學(xué)理念。
一、對數(shù)學(xué)概念的認(rèn)識
在心理學(xué)層面上,概念被定義為一種反映事物一般的和本質(zhì)的屬性或聯(lián)系的思維方式,是用來對物體、事件和特性進(jìn)行分組的心理類別。數(shù)學(xué)概念作為數(shù)學(xué)學(xué)科中的特有概念,是人腦對現(xiàn)實對象的數(shù)量關(guān)系和空間形式的本質(zhì)特征的一種反映形式,也可以認(rèn)為數(shù)學(xué)概念其實就是一種數(shù)學(xué)思維方式。大部分?jǐn)?shù)學(xué)概念是以屬概念加種差的方式定義的。屬概念就相當(dāng)于概念的外延,即對象的“質(zhì)”的特征,而種差則相當(dāng)于概念的內(nèi)涵,即對象的“量”的范圍。另外一少部分?jǐn)?shù)學(xué)概念屬于強制性定義,如整數(shù)和分?jǐn)?shù)統(tǒng)稱為有理數(shù)、π的值、e的值等。數(shù)學(xué)概念是具體性與抽象性的辯證統(tǒng)一,有些數(shù)學(xué)概念是對真實事物的直接抽象,具有直觀的特點,而有些數(shù)學(xué)概念則凌駕于已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)之上,對已有概念進(jìn)行再抽象。
數(shù)學(xué)中有許多的概念是“思維的自由想象和創(chuàng)造的產(chǎn)物”,它們與真實世界的距離是非常遙遠(yuǎn)的。正由于數(shù)學(xué)概念高度抽象的特點,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)概念的過程中,總是忽略對數(shù)學(xué)概念的記憶,認(rèn)為數(shù)學(xué)學(xué)科最重要的是邏輯思維,對數(shù)學(xué)概念理解了就行,不需要記憶,卻不知道記憶是最基本的認(rèn)知能力的層次,有記憶才會有思維,有思維才會有想象。如果在數(shù)學(xué)概念掌握不到位的情況下去解題,就如同“無源之水,無本之木”。數(shù)學(xué)概念作為建構(gòu)數(shù)學(xué)大廈的基石,記憶大量的概念是很有必要的,而記憶切忌“死記硬背”,因為即使把概念背下來了,也不可能對其有實質(zhì)性的理解,在實際應(yīng)用過程中也只能生搬硬套,不能靈活運用,所以對數(shù)學(xué)概念一定要在理解的基礎(chǔ)上記憶。
二、從心理學(xué)角度看數(shù)學(xué)概念的記憶
數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中一少部分強制性定義的數(shù)學(xué)概念是需要學(xué)生機械記憶的,但大部分的數(shù)學(xué)概念都是需要學(xué)生有意義識記的,也就是在理解的基礎(chǔ)上記憶。認(rèn)知心理學(xué)認(rèn)為記憶是過去的經(jīng)驗在人腦中的反映――是人腦對感知過的事物、思考過的問題、體驗過的情緒和做過的動作的反映。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,對數(shù)學(xué)概念的記憶遵循編碼―存儲―提取的過程。這三個階段的任何一個階段出現(xiàn)問題都將影響記憶的效果。
記憶的第一階段――編碼,它是信息進(jìn)入記憶系統(tǒng)進(jìn)行存儲的過程。編碼過程中對信息的加工水平直接影響著記憶的程度,編碼是從表層到深層的連續(xù)統(tǒng)一體,加工水平越深,記憶越深刻,記憶效果越好。
以初中數(shù)學(xué)概念“數(shù)軸”為例,規(guī)定了原點、正方向和單位長度的直線叫作數(shù)軸。如果只對這個信息進(jìn)行表層加工,需要注意原點、正方向、單位長度和直線四個關(guān)鍵詞,對初中生而言,認(rèn)知負(fù)荷較大而且不易記住。如果對這個信息進(jìn)行中間加工,將數(shù)軸歸為已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的“直線”這一類概念之中,相對于表層加工階段而言,認(rèn)知負(fù)荷減少,記憶效果就會好一些。可如果對這個信息進(jìn)行深層加工,將四個關(guān)鍵詞以符號的形式直觀表現(xiàn)出來(畫一條直線,箭頭指向表示正方向,平分表示單位長度,位置為原點),認(rèn)知負(fù)荷最小且一目了然,數(shù)軸的概念也已了然于心。
記憶的第二階段――存儲,它是指如何保存信息以及在記憶中如何對信息進(jìn)行表征。文章以語義網(wǎng)絡(luò)理論對記憶的存儲進(jìn)行闡述,心理學(xué)家提出編碼后的信息可以被想象成一個代表不同分類或概念節(jié)點的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò),新編碼的信息進(jìn)入記憶系統(tǒng)后被安放在這個復(fù)雜語義網(wǎng)絡(luò)中的適當(dāng)位置,新信息會繼續(xù)同周圍網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)節(jié)點逐漸產(chǎn)生聯(lián)系,從而使得網(wǎng)絡(luò)語義系統(tǒng)越來越龐大。
以初中數(shù)學(xué)概念“正比例函數(shù)”為例,在學(xué)習(xí)正比例函數(shù)之前,學(xué)生的記憶系統(tǒng)中已形成了由函數(shù)、一次函數(shù)構(gòu)成的語義網(wǎng)絡(luò),在學(xué)習(xí)正比例函數(shù)的過程中,只需將正比例函數(shù)的概念放在該語義網(wǎng)絡(luò)中恰當(dāng)?shù)奈恢眉纯伞U壤瘮?shù)的概念不但被安置在已有語義網(wǎng)絡(luò)恰當(dāng)?shù)奈恢?,還將會與日后學(xué)習(xí)的反比例函數(shù)、二次函數(shù)等概念產(chǎn)生新的聯(lián)系。這個理論可以很好地解釋死記硬背的缺陷,因為死記硬背下來的數(shù)學(xué)概念不能被很好地納入已有的語義網(wǎng)絡(luò)之中,通常只會是以表層加工而不是深層加工的方式形成短時記憶,不能得到有效的存儲。相反,經(jīng)過精細(xì)的信息加工,將新概念同已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中的概念聯(lián)系起來,就很容易被記憶系統(tǒng)所認(rèn)可并得到存儲。
記憶的第三階段――提取,它是指在記憶系統(tǒng)中進(jìn)行搜索,并找出需要的信息。從記憶系統(tǒng)中提取數(shù)學(xué)概念則體現(xiàn)在解題過程中對數(shù)學(xué)概念的運用上,只有靈活地將數(shù)學(xué)概念運用于解題過程中,對數(shù)學(xué)概念的記憶才有意義。而記憶的提取失敗主要原因是遺忘。著名的心理學(xué)家艾賓浩斯提出記憶的遺忘曲線理論,他認(rèn)為,大部分遺忘發(fā)生在學(xué)習(xí)之后不久的時間里。繼艾賓浩斯之后,許多人用無意義材料和有意義材料以及不同的學(xué)習(xí)形式,對遺忘現(xiàn)象進(jìn)行研究,都證實了艾賓浩斯遺忘曲線的普遍性。因此,對新學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)概念要進(jìn)行及時回顧并應(yīng)用于數(shù)學(xué)解題過程中。
三、數(shù)學(xué)概念的記憶策略
根據(jù)對數(shù)學(xué)概念記憶的心理^程的探討,筆者提出了以下幾點記憶策略。
1.理解概念,拒絕死記硬背
對新學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)概念要盡可能地進(jìn)行“深層次加工”,充分理解概念的含義并試著用自己理解的數(shù)學(xué)符號來形象地表示數(shù)學(xué)概念,用自己的語言準(zhǔn)確地表述,將新概念內(nèi)化為自己的東西。
2.積極構(gòu)建概念的語義網(wǎng)絡(luò)
盡可能多地將新學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)概念與記憶系統(tǒng)中已有的概念建立聯(lián)系,形成更飽滿的語義網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),既有助于新概念的記憶,又可以在運用過程中很輕松地從記憶系統(tǒng)中提取出來。
3.對新概念進(jìn)行及時復(fù)習(xí)
根據(jù)艾賓浩斯的遺忘曲線可以知道,在學(xué)習(xí)后的短時間內(nèi),學(xué)習(xí)者會遺忘掉大部分的學(xué)習(xí)內(nèi)容,所以及時對新學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)概念進(jìn)行有效復(fù)習(xí),將有助于記憶。
數(shù)學(xué)概念是進(jìn)行數(shù)學(xué)思維的基礎(chǔ),在沒有足夠的數(shù)學(xué)概念記憶儲備的狀態(tài)下進(jìn)行數(shù)學(xué)解題,就像是建高樓大廈沒有磚,劃船比賽沒有水一樣無能為力。在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程中,對數(shù)學(xué)概念的記憶是至關(guān)重要的一步。本文從記憶的“編碼”“存儲”和“提取”三個心理學(xué)過程對數(shù)學(xué)概念的記憶進(jìn)行了闡述,并提出了幾點記憶策略,希望對數(shù)學(xué)概念的教學(xué)提供一定的幫助。
參考文獻(xiàn):
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