一 數(shù)學能力的概念
究竟什么是數(shù)學能力,許多數(shù)學家和數(shù)學教育學家對此給出過不同的答案。恩格斯在《反杜林論》中指出:“純數(shù)學的對象是現(xiàn)實世界的空間形式和量的關(guān)系,所以是非?,F(xiàn)實的材料?!倍鞲袼沟恼f法是,數(shù)學是研究現(xiàn)實世界的數(shù)量關(guān)系與空間形式的科學。數(shù)學能力是思維作用于數(shù)量關(guān)系、空間形式、數(shù)與形相結(jié)合的特定數(shù)學材料的具體表現(xiàn),也就是思維對數(shù)學知識的實際操作。前蘇聯(lián)學者克魯切茨基說過:“數(shù)學能力是運用數(shù)學材料去形成它們的概括的靈活的可逆的聯(lián)想的和系統(tǒng)的能力?!苯虒W新課標也要求“具有正確迅速的運算能力、一定的邏輯思維能力和一定的空間想象能力,從而逐步地培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力”。
二 培養(yǎng)數(shù)學能力的前提是訓練數(shù)學思想
數(shù)學能力不是人們天生就有的,而是在人們的生活、學習和工作中不斷形成的。而學習階段尤其是中學階段是人們形成數(shù)學能力的基礎(chǔ)和關(guān)鍵時期。在學習階段,數(shù)學能力的形成則是與數(shù)學思想的嚴格訓練密切相關(guān)的。搞好數(shù)學思想的嚴格訓練,是提高數(shù)學能力的重要保證。
1.訓練數(shù)學思想,提高數(shù)學能力
核心是培養(yǎng)和發(fā)展學生的邏輯思維能力,這是由于數(shù)學的高度抽象性決定的。邏輯思維能力的培養(yǎng),首先可以通過學習數(shù)學知識本身達到,這是最重要的途徑;其次可以通過邏輯知識的學習得到。從傳統(tǒng)的觀點看,邏輯思維能力包括判斷能力、邏輯推理能力、建立數(shù)學模型能力和分析數(shù)學解題能力。詳述如下:
(1)培養(yǎng)數(shù)學判斷能力。判斷是對客觀事物情況有所斷定的思想。數(shù)學判斷主要是對事物的空間形狀和數(shù)量關(guān)系有所肯定和否定的思維。這種判斷要兼用分析和綜合的方法。先應用分析,把命題分為部分,找出已知和未知,化整為零,找出已知與未知的聯(lián)系紐帶。然后用綜合的方法把證題的全過程寫出來。以上過程都涉及數(shù)學概念、辯證思維和聯(lián)想思維。聯(lián)想越多,記憶越牢,思路就越開闊,判斷能力也就越強。所以,數(shù)學判斷能力的培養(yǎng)要靠經(jīng)常、嚴格的訓練。
判斷貫穿整個數(shù)學中,判斷力是解決數(shù)學問題的一種關(guān)鍵能力,而判斷與推理又緊密聯(lián)系在一起。
(2)培養(yǎng)邏輯推理能力。推理,就本質(zhì)而言,是由條件得出結(jié)論這一過程,就是要根據(jù)題目中的條件,運用有關(guān)數(shù)學概念、定義、公理和定理等進行邏輯推理,逐步推出結(jié)論。其目的培養(yǎng)是多方面的,主要包括歸納推理和類比推理能力的培養(yǎng)。
歸納推理能力的培養(yǎng)是一種綜合邏輯思維能力的培養(yǎng)。歸納推理是由個別的事物或現(xiàn)象推出該類事物或現(xiàn)象的普遍性規(guī)律的推理。許多數(shù)學概念、公理、定理等就是經(jīng)過歸納推理得出。通過具體數(shù)學問題來培養(yǎng)學生的歸納推理相同,推出它們在其他屬性上相同的一種邏輯推理方法。一些數(shù)學公式、運算法則、定理等就是經(jīng)過類比推理得出。通過具體數(shù)學問題來培養(yǎng)學生的類比推理能力,無疑會使學生學習變被動為主動,而且會學得更好記得更牢。
推理能力的培養(yǎng),要注意三個方面的問題。首先,要看清題意,分清已知和未知(有些問題還要將其“轉(zhuǎn)譯”為數(shù)學語言);其次,掌握推理格式和一些基本的證明方法,如分析法、反證法、歸納法等;最后,積累證題思路。所謂證題思路,就是溝通已知與未知的橋梁,即方法。如平面幾何中在證明線段相等問題時,可利用比例、兩條線段都等于第三條線段、全等三角形對應邊相等、等腰三角形兩腰相等及弦、弧等有關(guān)定理。這些方法的積累,無疑開拓了我們的思路,起到了“舉一反三”的作用。
(3)培養(yǎng)建立數(shù)學模型能力?,F(xiàn)實生活中大量問題都與數(shù)學有關(guān)。如工業(yè)、建筑設(shè)計、證券股票、計劃生育、人口普查等。要研究它們,必須從大量資料中提取數(shù)據(jù),定性、定量、詳細地加以研討。將實際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題,在某種意義上說就是建立數(shù)學模型。通過具體實例培養(yǎng)學生根據(jù)對問題的分析建立數(shù)學模型的能力,不僅使學生更好地掌握所學數(shù)學知識,也了解了一些解決實際問題的方法,有利于培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。
(4)培養(yǎng)分析數(shù)學解題能力。培養(yǎng)學生分析數(shù)學解題能力也是非常重要的。如在一塊三角形的廢料上如何切割出一個最大面積的正方形;對一項工程如何合理分配人力和物力才能省工、省時、省力、省料等職中生很實用的知識。培養(yǎng)學生分析數(shù)學解題的能力對其今后進一步學習和工作大有裨益。
2.訓練數(shù)學思維,提高數(shù)學能力,還要注意培養(yǎng)和發(fā)展學生的運算能力和空間想象能力
運算能力是數(shù)學的基本能力。數(shù)學運算貫穿整個數(shù)學學科,不僅是自然科學和社會科學強有力的工具,在日常生活中也廣泛應用。數(shù)學運算的實質(zhì)是根據(jù)運算定義及性質(zhì),利用數(shù)據(jù)推導出結(jié)果。因此,學好有關(guān)運算的基礎(chǔ)知識是形成正確迅速的運算力的根本。
空間想象能力可充分體現(xiàn)出數(shù)學的思維作用。思維從問題開始,想象力是思維活動的翅膀。空間想象可看做是全部數(shù)學中的形象思維,和邏輯思維相輔相成,通過邏輯思維,由具體到抽象,又通過空間想象,由抽象回到具體。于是,空間想象能力便可通過數(shù)形結(jié)合和空間圖形的學習來培養(yǎng)。培養(yǎng)學生具有空間想象能力可更好地促進其思維發(fā)展,充分發(fā)揮其創(chuàng)造才能。
總之,數(shù)學能力是多方面的。提高數(shù)學能力,非一日之功,是一項長久而艱巨的工作,要靠嚴格的數(shù)學思維訓練才能打好基礎(chǔ)達到目的,才能全面、更好地提高一個人的能力和素質(zhì)。
三 數(shù)學教學中需重視培養(yǎng)的學生能力
教學實踐中,要始終抓住課本這個“綱”,在課本教學上狠下工夫。通過幾年教學實踐,筆者總結(jié)主要應抓好學生以下幾方面的能力培養(yǎng)。
1.重視課本概念的閱讀,培養(yǎng)學生的自學能力
中學生往往缺乏閱讀數(shù)學課本的習慣,這除了數(shù)學難以讀懂外,另外一個原因是許多數(shù)學教師在講課時,也很少閱讀課本,喜歡滔滔不絕地講,滿黑板地寫,使學生產(chǎn)生依賴性。數(shù)學課本是數(shù)學基礎(chǔ)知識的載體,課堂上指導學生閱讀數(shù)學課本,不僅可以正確理解書中的基礎(chǔ)知識,同時,可以從書中字里行間挖掘更豐富的內(nèi)容,此外,還可以發(fā)揮課本使用文字、符號的規(guī)范作用,潛移默化培養(yǎng)和提高學生準確說練的文字表達能力和自學能力。
重視閱讀數(shù)學課本,首先要教師引導,應讓學生翻開課本,教師按課本原文逐字、逐句、逐節(jié)閱讀。在閱讀中,讓學生反復認真思考,對書中敘述的概念、定理、定義中有本質(zhì)特征的關(guān)鍵詞句要仔細品味,深刻理解其語意,要讀出書中的要點、難點和疑點,讀出字里行間所蘊含的內(nèi)容,讀出從課文中提煉的數(shù)學思想、觀點和方法。教師在課堂上閱讀數(shù)學課本,不僅可以節(jié)省不必要的板書時間,而且可以防止因口誤、筆誤所產(chǎn)生的概念錯誤,從而使學生能準確地掌握課本知識,提高課堂效率。
2.挖掘課本隱含知識,培養(yǎng)學生的研究能力
高中數(shù)學新教材中知識點的抽象性和隱含性比其他學科顯得更為突出,數(shù)學中的知識點要通過思維和邏輯推理才能揭示,由于學生受思維和推理能力的限制,以及沒有閱讀數(shù)學課本的習慣,許多學生對數(shù)學教材看不懂、不理解。為了完成中學數(shù)學的教學目的和任務(wù),教師要認真鉆研和熟悉教材,把蘊藏在教材中那些隱含的知識點挖掘出來,幫助學生理解教材和掌握教材以培養(yǎng)學生的研究能力。
例如,判斷函數(shù)的奇偶性的等式f(-x)=f(x),f(-x)=-f(x)就隱含著定義域關(guān)于原點對稱這個前提,而學生往往忽視這個重要前提而導致失誤。經(jīng)過教師對教材隱含知識的挖掘,激發(fā)了學生學習數(shù)學的積極性,增加了學生探索問題、研究問題的能力。
3.剖析課本例題,培養(yǎng)學生解決問題的能力
教材中所選的例題都是很典型的,是經(jīng)過精選,具有一定的代表性的。例題教學占有相當重要的地位,搞好例題教學,特別是搞好課本例題的剖析教學,不僅能加深對概念、公式、定理的理解,而且對培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力以及抽象思維能力等方面,能發(fā)揮其獨特的功效。
4.歸納課本知識,培養(yǎng)學生的概括能力
教師在授完一節(jié)或一章內(nèi)容后,要根據(jù)教材的特點,有重點地對課本知識進行深入淺出的歸納,這種歸納不是概念的重復和羅列,也不同于單元復習,而是源于課本又高于課本的一種知識概括?!案爬ā毙枰幸欢ǖ乃季S能力,這種能力不同于其他的思維能力,它是通過對眾多事物的觀察以及對許多知識的提煉而得出的條理化、規(guī)律化的東西,經(jīng)過概括的知識易記、易懂。對實用知識的歸納、概括不僅是學習的需要,而且在未來的工作實踐中,這種概括能力也是不可缺少的,教師要在教學中逐步培養(yǎng)學生這種能力,以適應未來社會工作的需要,這也是素質(zhì)教育一個方面。
〔責任編輯:王以富〕