数学概念的教学认识(下),本文主要内容关键词为:概念论文,数学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
三、概念教学的必要提示 一般地,数学概念的教学有两种基本方式:概念形成与概念同化.在这个过程中,文献[3]已经指出了概念教学的七条策略:直观化,通过正例和反例深化概念理解,利用对比明晰概念,运用变式完善概念认识,概念精致,注意概念的多元表征,将概念算法化.对此,我们再强调三点:概念教学要同时抓引进的“情境化”和提炼的“去情境化”、要抓概念的四要素(名称、定义、属性、范例)、要抓概念的本质思想. 1.概念教学要同时抓引进的“情境化”和提炼的“去情境化” (1)引进的“情境化” 现实生活中虽然没有我们所说的数学本身,但既有丰富的数学素材、又有广泛的数学应用,在数学教学中联系学生的生活经验创设现实情境,一方面体现了生活的教育意义,另一方面又赋予教育以生活意义,使生活世界、数学世界、教学世界得以融通,确实能从诸多方面提供教学发展的机会.[14] ①情境导入让学生有机会从本质上感悟数学:情境导入能让学生看到数学起源于现实,看到数学应用于生活,感知数学是对现实世界进行空间形式和数量关系方面的抽象化、形式化刻画.进而,能从观念层面认识到,数学里有聪明的符号但别以为数学只是聪明人的符号游戏,数学里有智力的想象但别以为数学只是想象者的智力玩具,数学是认识世界、改造世界的有力工具. ②创设情境的学习方式符合学生的认知规律.创设情境的学习方式基于学生的“数学现实”,发展学生的“数学现实”,符合学生“从直观到严谨、从具体到抽象、从特殊到一般”等的认知规律,既便于建立新旧知识之间非人为的实质性的联系,又有利于感受数学知识的形成过程、感受数学发现的拟真过程,经历“数学化”,学会“数学地思维”. ③创设数学情境可以弥补直接传授结论的局限.为数学的学术形态转变为教育形态提供自然的通道,为数学的呈现方式转变为数学的生成方式提供具体的环境,使学生的学习过程有机会成为在教师引导下的“再创造”过程. (2)提炼的“去情境化” 由于数学是去掉具体事物的物理性质、化学性质后的抽象结构或模式,而模式化的一个重要特征,就是“去情境化、去时间化和去个性化”,这意味着与现实原型在一定程度的分离.最早研究“生活世界”的现象学大师胡塞尔都认为:“在这个世界中我们看不到几何的理念存在,看不到几何的空间、数学的时间以及它们的一切形状.”如果这段话并不表明“生活中没有纯粹或严格意义上的数学”的话,那也至少表明数学世界与生活世界是多么不同.[4] 一条高速路,当着眼于距离时能提炼出线段,当着眼于笔直延伸时能提炼出直线,当着眼于面积时能提炼出矩形,当着眼于用料时,能提炼出长方体,当着眼于两边缘笔直延伸时还能提炼出平行线.生活世界有自身不可克服的局限性,它不可能给我们提供太多的理性承诺,学校教育恰恰应该着眼于社会生活中无法获得、而必须经由学校教育才能获得的经验. “去情境化”就是“数学化”的提炼.在教学条件下,概念的数学化提炼通常有四个步骤:感性认识阶段,分化本质属性阶段,概括形成定义阶段,应用强化阶段.这要求现实情境具有数学对象的必要因素和必要形式,使得一提炼就是我们所需要的数学概念,回到现实,情境就是数学概念的一个原型. 缺乏概念的直观是空虚的,缺乏直观的概念是晦涩的.没有过程的结论会是空洞而生硬的,没有结论的过程会是盲目而肤浅的.我们应该把引进的“情境化”与提炼的“去情境化”结合起来. 2.概念教学要抓概念的四要素 学习一个数学概念,需要记住它的名称,叙述定义的内容,掌握它的本质属性,体会它所涉及的范围,并应用概念进行准确的判断、科学的推理.简单说就是要从“名称、定义、属性、范例”四个要素上掌握概念.比如: (1)整式的四要素 ①名称:整式. ②定义:单项式和多项式统称为整式. ③属性:数字或字母可以包含加、减、乘,除、乘方五种运算,但除数不能含有字母. ④示例:-1,0.5,2a,4a-3xy,a+bx+c(a,b,c常数)等. (2)二次根式的四要素 ①名称:二次根式. ②定义:式子(a≥0)叫做二次根式,a叫做被开方数. ③属性:(双重非负性)被开方数a≥0为非负数,开方的结果≥0为非负数. ④示例:等. 有的概念是有符号的第一次出现时还需要阐明它的含义、写法和读法,防止出现诸如此类的错误:(正弦符号sinx是一个整体,不是4个字母组成的单项式),|-3|=1-31=-30(绝对值符号是垂直位置上的两条平行细线,比数字略长). 3.概念教学要突出概念的本质思想 学习数学概念,要理解概念所定义的数学对象、要洞察概念的数学化过程、要领悟概念所隐含的本质思想、要运用概念去研究数学对象要素之间的关系和概念之间的关系.比如: ①数轴的认识.初一数轴概念的本质是建立有理数(无穷数集)与直线(无穷点集)两个无穷集合的对应,学生在数轴学习中,根据有理数的结构(负有理数、0、正有理数),首先改造直线(主要是加上三要素:原点、单位和方向),再把整数“放”在格点上、把两整数之间的分数“放”在相应两格点之间,建立起数轴.这就不仅经历了数学化的提炼过程,感悟到了三要素(原点、单位和方向)的必要性和合理性,而且体验了“集合与对应的思想”、“数形结合的思想”.这就是在通过学习数学去学会思维,据此,有文献[15]中案例6的教学设计. ②方程的认识.方程的本质是含有未知数的等式f(x)=g(x)所提出的问题.方程f(x)=g(x),可以表示两个不同事物具有相同的数量关系,也可以表示同一事物具有两个不同的表达方式.在这个问题中,未知数x依等式而取值,而问题又依x的取值而决定是否成为等式.解方程就是确定取值a,使代入x的位置时能使等式f(a)=g(a)为真.在这里有两个最基本的矛盾统一关系,其一是f(x)、g(x)间形式与内容的矛盾统一,其二是x客观上已知与主观上未知的矛盾统一.从这一意义上说,解方程就是改变f(x)、g(x)间形式的差异以取得内容上的统一,并使x从主观上的未知转化为客观上的已知.运用方程观点可以解决大量的应用问题(建模)、求值问题、曲线方程的确定及其位置关系的讨论等问题,函数的许多性质也可以通过方程来研究.方程直接与“用字母表示数”“数学模型”“转换与化归”等数学思想方法相联系. ③函数的认识.函数是客观事物运动变化和相依关系在数学上的反映,本质上是集合间的映射(一种特殊的对应).日常生活中大家都有“事物随着时间的变化而变化”的经验感受,提炼出来就是函数;而有的事物在极短的时间内变化极小,提炼出来就是连续函数.随着时间的连续增加,有的事物是增长的、有的事物是消退的、有的事物是周而复始的,提炼出来就是函数的增减性、周期性.可见,函数概念的基本要素包含着自变量(相应有定义域)、因变量(相应有值域)、对应关系,而研究函数的性质,就是研究因变量随着自变量的变化呈现出怎样的变化规律?首先,我们是不是要明确讨论问题的范围,也就是要确定自变量的变化范围(定义域);其次,我们是不是要明确变化规律在数学上的呈现(或量化)方式?是解析式、是图象、是表格、还是递推关系等?这两个“明确”就会带来因变量变化范围即值域的明确;这时,研究函数的性质,就是研究因变量随着自变量的变化有没有呈现出增减性(图象的升降性)、奇偶性(图象的对称性)、周期性(图象的周而复始)等,有的函数还有一些特殊点(如最高最低点、与坐标轴的交点、不变点以及凹凸转换的拐点等),也是函数性质研究的内容.函数是中学数学从常量到变量的一个认识上的飞跃,教材中关于式、方程、不等式等重要内容都可以通过函数来表达、沟通与研究.具体解题中的构造函数法是构造法的重要内容.数学概念的教学理解(下)_数学论文
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