摘 要:數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)內(nèi)容的重要組成部分,也是學(xué)習(xí)過數(shù)學(xué)的人應(yīng)當(dāng)具備的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。本文討論了數(shù)學(xué)思想方法的重要性,什么是數(shù)學(xué)思想方法以及如何在教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)思想方法。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)思想方法;中學(xué)數(shù)學(xué);教學(xué)
一、 數(shù)學(xué)思想方法的重要性
數(shù)學(xué)思想方法是對數(shù)學(xué)知識內(nèi)容及方法的深層次的本質(zhì)的認(rèn)識,它隱藏在具體的內(nèi)容與方法之中,是一種隱性知識。它體現(xiàn)了教育者的格局和眼界,支配著實際數(shù)學(xué)教學(xué)活動。數(shù)學(xué)概念的引入,數(shù)學(xué)理論的建立,解題方法的運用,具體問題的解決,處處體現(xiàn)了數(shù)學(xué)思想方法。以數(shù)學(xué)思想方法為主線的教學(xué)能使數(shù)學(xué)思路更清晰,更易于被學(xué)生理解。數(shù)學(xué)思想方法是學(xué)習(xí)過數(shù)學(xué)的人應(yīng)當(dāng)具備的思維特征,這些特征會體現(xiàn)在人們分析和解決日常生活問題的過程當(dāng)中。
中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱中明確指出:數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識是指數(shù)學(xué)中的概念、性質(zhì)、法則、公式、公理、定理以及由其內(nèi)容所反映出來的數(shù)學(xué)思想方法。以文件的形式,把數(shù)學(xué)思想方法納入數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的教學(xué)范疇。在教學(xué)中引入數(shù)學(xué)思想方法,促進(jìn)了數(shù)學(xué)教學(xué)從初級水平向高級水平邁進(jìn),將大大提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),貫徹素質(zhì)教育。
數(shù)學(xué)思想方法包括數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法。思想是相應(yīng)內(nèi)容方法的精神實質(zhì),它體現(xiàn)為數(shù)學(xué)的理論;方法是有關(guān)思想的策略方式,它表現(xiàn)為數(shù)學(xué)的行為。數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法是交融在一起的,沒有數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)是膚淺的,片面的,數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)知識和方法在更高層次上的抽象與概括。數(shù)學(xué)思想方法能有助于學(xué)生形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu),發(fā)展辯證思維,有利于學(xué)生學(xué)習(xí)遷移,獲得學(xué)習(xí)的能力,而不是單純地獲得知識。所以,數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué),成為了數(shù)學(xué)現(xiàn)代教育研究的重要課題。
初中數(shù)學(xué)的教學(xué)包含了三個層次的思想方法,第一層次是邏輯方面的,有觀察、實驗、比較、分析、歸納、類比;第二層次是一般性的,有函數(shù)與方程的思想、極限思想、逐次逼近的思想;第三層次是解決具體問題的,有換元法、消元法、降次法、數(shù)形結(jié)合法、配方法、反證法、待定系數(shù)法。
二、 下面簡單介紹一下初中數(shù)學(xué)中常用的數(shù)學(xué)思想方法
(一) 數(shù)學(xué)觀察方法 數(shù)學(xué)觀察方法就是有意識,有目標(biāo)地對事物的數(shù)和形進(jìn)行感知,觀察符號、字母、數(shù)字或文字所表示的數(shù)學(xué)關(guān)系,空間形式以及結(jié)構(gòu),能從個別到一般,從平常中發(fā)現(xiàn)異常。
課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)在實施建議中指出:學(xué)生掌握數(shù)學(xué)知識,不能依賴死記硬背,而應(yīng)以理解為基礎(chǔ),并在知識的應(yīng)用中不斷鞏固和深化。為了幫助學(xué)生真正理解數(shù)學(xué)知識,教師應(yīng)注重數(shù)學(xué)知識與學(xué)生生活經(jīng)驗的聯(lián)系、與學(xué)生學(xué)科知識的聯(lián)系,組織學(xué)生開展實驗、操作、嘗試等活動,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、分析,抽象概括,運用知識進(jìn)行判斷。教師還應(yīng)揭示知識的數(shù)學(xué)實質(zhì)及其體現(xiàn)的數(shù)學(xué)思想,幫助學(xué)生理清相關(guān)知識之間的區(qū)別和聯(lián)系等。
數(shù)學(xué)觀察方法涉及的教學(xué)內(nèi)容有相交線與平行線,軸對稱,與三角形有關(guān)的角等等。
(二) 符號化與變元表示的思想 符號化與變元表示是指將研究對象用數(shù)學(xué)符號,變元加以表述,具有簡潔明確的優(yōu)點。使用符號化語言和引入變元是數(shù)學(xué)科學(xué)高度抽象的要求。這一思想方法為數(shù)學(xué)的形式化創(chuàng)造了條件,是數(shù)學(xué)思想的基礎(chǔ)。
課標(biāo)指出:在數(shù)學(xué)課程中應(yīng)當(dāng)注重發(fā)展學(xué)生的符號意識。建立符號意識有助于學(xué)生理解符號的使用是數(shù)學(xué)表達(dá)和進(jìn)行數(shù)學(xué)思考的重要形式,符號化與變元表示,典型例子是一元一次方程,用字母表示未知數(shù),并根據(jù)相等關(guān)系列出方程。
(三) 函數(shù)與方程的思想 方程用以搭建已知量與未知量之間的橋梁,函數(shù)用以刻畫變量之間的關(guān)系。
一元一次方程,一元二次方程,變量與函數(shù),反比例函數(shù),二次函數(shù)都用到了函數(shù)與方程的思想。
(四) 數(shù)形結(jié)合的思想方法 以數(shù)助形,以形助數(shù),使圖形問題借助數(shù)量關(guān)系而具體量化,或者使數(shù)量關(guān)系的問題借助圖形而直觀化,實現(xiàn)了抽象思維與形象思維的結(jié)合。
數(shù)形結(jié)合典型例子有借助數(shù)軸理解相反數(shù)和絕對值以及勾股定理。
(五) 分類討論的方法 分類討論可化復(fù)雜為簡單,將復(fù)雜問題所涉及的對象的全體劃分成兩兩互不相交的若干子集,再逐一討論求解。分類討論提高了學(xué)生全面考慮問題的能力,培養(yǎng)了學(xué)生周密嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃刭|(zhì)。
典型例子有絕對值,一元二次方程的求解,二次函數(shù)等。
(六) 轉(zhuǎn)化化歸的思想 轉(zhuǎn)化化歸即是將待求解的問題轉(zhuǎn)變?yōu)橐?guī)范問題(熟悉或易于處理的問題),從而使原問題得到解決。中學(xué)數(shù)學(xué)研究的方式方法就是重點研究最基本的,最簡單的,形成模式,再將復(fù)雜問題化為已有模式。
例子有,將多元方程化為一元方程,將一元二次方程降次為一元一次方程。
三、 教師應(yīng)如何訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)思想方法
整個中學(xué)數(shù)學(xué)的內(nèi)容是由具體的數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思想方法構(gòu)成的有機(jī)整體。具體的數(shù)學(xué)知識是明線,而數(shù)學(xué)思想方法是暗線和主線。數(shù)學(xué)思想方法只有形成系統(tǒng),才能更好地發(fā)揮其整體功能。這種系統(tǒng)性的研究,可以從兩方面進(jìn)行:(1)研究每一具體數(shù)學(xué)知識的教學(xué)可以滲透哪些思想方法;(2)研究每一種數(shù)學(xué)思想方法可以融入到哪些具體數(shù)學(xué)知識中。數(shù)學(xué)思想方法的形式絕不是一朝一夕可以實現(xiàn)的,必須要日積月累,長期滲透才能逐漸為學(xué)生所掌握。
教師在鉆研教材時,要充分挖掘數(shù)學(xué)思想方法,在課堂教學(xué)中,要有意識地顯化數(shù)學(xué)思想方法,在解題教學(xué)中,要自覺應(yīng)用數(shù)學(xué)思想方法。數(shù)學(xué)思想方法是數(shù)學(xué)內(nèi)容的精髓,是知識轉(zhuǎn)化為能力的橋梁。
從一個較長的學(xué)習(xí)過程看,學(xué)生對每種數(shù)學(xué)思想方法的認(rèn)識都是在反復(fù)理解和運用中形成。對同一數(shù)學(xué)思想方法,會在不同問題和不同階段的教學(xué)中反復(fù)出現(xiàn),每次會有不同的形式,也有層次上的深淺。數(shù)學(xué)思想方法比數(shù)學(xué)知識更抽象,只有在實踐運用中才能真正掌握和提高。特別是在解題中,要讓學(xué)生多分析多思考,在運用數(shù)學(xué)思想方法中發(fā)展數(shù)學(xué)的思維能力,進(jìn)而發(fā)展靈活運用數(shù)學(xué)知識解決問題的一般能力。
作者簡介:王衛(wèi)華,湖北省武漢市,湖北大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計學(xué)院,應(yīng)用數(shù)學(xué)湖北省重點實驗室。