江蘇省南通市通州區(qū)平潮初級中學(xué) (226361) 陸春霞
作為思維活動基本單位的數(shù)學(xué)概念揭示了現(xiàn)實(shí)世界空間形式與數(shù)量關(guān)系本質(zhì)屬性,是推導(dǎo)數(shù)學(xué)定理、法則的邏輯基礎(chǔ),是建立數(shù)學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)的基本要素,也是解決數(shù)學(xué)問題的基礎(chǔ)與前提.讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)概念的形成過程,準(zhǔn)確把握數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵與外延,既是學(xué)生系統(tǒng)掌握知識的需要,也是思維培養(yǎng)不可或缺的有效載體.具體到操作層面,針對初中學(xué)生認(rèn)知水平,追求自然而有深度的概念教學(xué)是開展數(shù)學(xué)概念教學(xué)的有效手段,我們可以從以下四個方面著手:
數(shù)學(xué)概念不是與生俱來的,數(shù)學(xué)概念往往有著豐富的現(xiàn)實(shí)生活背景或數(shù)學(xué)知識背景.現(xiàn)實(shí)生活背景,學(xué)生都有著豐富、直觀的生活經(jīng)驗感知;數(shù)學(xué)背景作為已有的知識儲備,已存在于學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)當(dāng)中;這也就自然成為數(shù)學(xué)概念的知識生長基點(diǎn).因此,追根溯源,探尋數(shù)學(xué)概念的知識生長基點(diǎn),結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知特征,讓學(xué)生通過感知豐富的現(xiàn)實(shí)生活或數(shù)學(xué)背景,水到渠成習(xí)得概念就成為可能.
比如人教版教材《數(shù)學(xué) 七年級上》§2.1整式中的教學(xué).我們知道,在學(xué)習(xí)整式之前,學(xué)生主要學(xué)習(xí)的是數(shù)的有關(guān)概念與計算,習(xí)慣于用數(shù)的相關(guān)知識解決問題.雖然學(xué)生在小學(xué)已接觸過字母表示數(shù),對含有字母的式子不陌生,但剛踏入初中學(xué)段的學(xué)生符號意識還比較薄弱,對字母表征式子的涵義還不清楚;對于如何尋找具體問題中的數(shù)量及其相互關(guān)系、如何用數(shù)學(xué)符號來表征這些數(shù)量關(guān)系往往感到困難.因此,教學(xué)中需要結(jié)合大量的具體實(shí)例,讓學(xué)生通過分析具體實(shí)例中各數(shù)量及其關(guān)系并用探索用字母及式子表征,從中體會由實(shí)際問題抽象數(shù)學(xué)問題(從特殊到一般),用數(shù)學(xué)符號表征數(shù)量關(guān)系的基本思路.思路的自然有助于學(xué)生在用字母表征這一過程中感悟式子中字母表示數(shù)的具體涵義,感悟用含字母的式子表示實(shí)際問題的數(shù)量關(guān)系所體現(xiàn)出來的一般性意義,從中體會數(shù)學(xué)符號表征數(shù)量及其關(guān)系的簡明、清楚、準(zhǔn)確的價值所在.
數(shù)學(xué)概念一般通過定義的形式敘述,給數(shù)學(xué)概念下定義就是揭示它的空間形式或數(shù)量關(guān)系的本質(zhì)屬性.它是排除一類對象的具體物質(zhì)內(nèi)容以后的抽象,是具有普適意義的一類對象在數(shù)與形方面的共同的、內(nèi)在的固有屬性.這些具有普適意義的共同的、內(nèi)在的固有屬性就是數(shù)學(xué)概念的核心所在,它往往通過概念敘述中的關(guān)鍵詞表征出來.數(shù)學(xué)概念教學(xué)中凸顯數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)尤為重要.我們需要引導(dǎo)學(xué)生在歸納、抽象得出概念的基礎(chǔ)上,通過對數(shù)學(xué)概念中核心與關(guān)鍵詞的解讀與辨析,引導(dǎo)學(xué)生感悟數(shù)學(xué)概念的本質(zhì),厘清數(shù)學(xué)概念的內(nèi)涵與外延,加深對數(shù)學(xué)概念本質(zhì)的理解.
比如,角的概念,人教版教材《數(shù)學(xué) 七年級上》§4.3在通過鐘面上時針與分針、棱錐相交的兩條棱、三角尺兩條相交的邊線的基礎(chǔ)上,抽象出角的概念:有公共端點(diǎn)的兩條射線組成的圖形叫做角.抽象出的角的概念已經(jīng)摒棄了具體實(shí)物的材質(zhì)、厚度、長度等特征,僅僅留下共同的空間形式(幾何特性),其中“公共端點(diǎn)”、“射線”是角的概念的關(guān)鍵詞.換言之,沒有公共端點(diǎn)的兩條射線組成的圖形不是角;角的兩條邊是射線,可以無限延伸.學(xué)生在初次接觸角的概念時,如果對角的兩邊是“射線”不加以注意,受具體實(shí)物模型的影響,往往會誤以為角的邊畫出部分較長的角較大,角的邊畫出部分較短的角較小.因此,教學(xué)中務(wù)必引導(dǎo)學(xué)生把握角的概念中的“共同端點(diǎn)”、“射線”,讓學(xué)生從一開始就真正領(lǐng)悟角的概念的內(nèi)涵.
美國心理學(xué)家布魯納認(rèn)為:學(xué)生“獲得的知識,如果沒有完滿的結(jié)構(gòu)把它聯(lián)系在一起,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”.
數(shù)學(xué)概念不是孤立的.每一個數(shù)學(xué)概念都有著現(xiàn)實(shí)需要或數(shù)學(xué)內(nèi)部發(fā)展的需要而產(chǎn)生,在數(shù)學(xué)的知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中有著不可替代的地位.一些概念在數(shù)學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)主體地位,是數(shù)學(xué)知識大廈的“主心骨”,謂之為“核心概念”;另外一些概念屬于從屬或一般地位,謂之為“一般概念”.數(shù)學(xué)概念教學(xué)中,教師首先要厘清哪些是“核心概念”,哪些是“一般概念”,它在整個數(shù)學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的地位如何,與其它概念又有著怎樣的聯(lián)系;要有意識地引導(dǎo)學(xué)生將新的概念及研究問題的方法納入到他自己已有的知識體系中去;對于“核心概念”,在教學(xué)時特別要重視其在數(shù)學(xué)知識網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的架構(gòu)(不僅要重視架構(gòu)的結(jié)果,還應(yīng)重視架構(gòu)的過程).
比如,函數(shù)是重要的數(shù)學(xué)概念,有著廣泛的應(yīng)用,在義務(wù)教育階段數(shù)學(xué)課程中占有重要地位.人教版在八年級下第十九章安排了一次函數(shù)(§19.1介紹變量與函數(shù)概念),九年級上第二十二章安排了二次函數(shù),九年級下第二十六章安排了反比例函數(shù),意在讓學(xué)生在初中階段對函數(shù)的認(rèn)識有一個不斷深入發(fā)展的過程.這里“函數(shù)”是“核心概念”,后續(xù)的一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)在給出其形式定義后仍需扣住函數(shù)的概念再次讓學(xué)生思考:為什么一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)能稱之為“函數(shù)”,它們符合函數(shù)的定義嗎?讓學(xué)生回歸函數(shù)定義,再次理解定義中“每一個”、“唯一”、“對應(yīng)”的涵義,讓學(xué)生從心底真正認(rèn)識到一次函數(shù)、二次函數(shù)、反比例函數(shù)是地地道道的“函數(shù)”,也為高中從集合對應(yīng)角度定義函數(shù)打下伏筆.同時,一次函數(shù)中研究的“套路方法”:給出定義后研究一次函數(shù)的表示(列表法、解析法、圖象法),一次函數(shù)的圖象性質(zhì),一次函數(shù)與方程、不等式,一次函數(shù)的應(yīng)用等都給后續(xù)二次函數(shù)、反比例函數(shù)的研究提供了思路與方法.這些知識與方法本是就形成一個有機(jī)地整體,教師在教學(xué)時要有意識地加以滲透,讓學(xué)生形成有機(jī)地知識與方法網(wǎng)絡(luò),從而透徹地理解概念,掌握方法.
日本數(shù)學(xué)家米山國藏認(rèn)為:學(xué)生在學(xué)校學(xué)的數(shù)學(xué)知識,畢業(yè)后若沒什么機(jī)會去用,很快就忘掉了.然而,不管他們將來從事什么工作,深深銘刻在心中的數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)的思維方法,研究方法、推理方法和看問題的著眼點(diǎn),卻能使他們終身受益.
數(shù)學(xué)概念是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的絕佳載體.數(shù)學(xué)概念的產(chǎn)生、發(fā)展過程中都凝聚著一代又一代數(shù)學(xué)家探索的歷程,其本身就蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)理性精神與思想方法.來自現(xiàn)實(shí)生活抽象的數(shù)學(xué)概念本身就蘊(yùn)含著特殊到一般、形數(shù)轉(zhuǎn)換、抽象概括、不完全歸納等數(shù)學(xué)思想方法,體現(xiàn)用數(shù)學(xué)的眼光看世界;來自數(shù)學(xué)內(nèi)部發(fā)展生成的數(shù)學(xué)概念往往是已有數(shù)學(xué)概念的類比、拓展或推廣,這個過程本身體現(xiàn)數(shù)學(xué)式的思考;數(shù)學(xué)概念的符號化其實(shí)就是用數(shù)學(xué)的方式表達(dá)世界.另外,數(shù)學(xué)概念的辨析與運(yùn)用,涉及到數(shù)學(xué)模型的轉(zhuǎn)換與運(yùn)用,也是數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的體現(xiàn).
數(shù)學(xué)是玩概念的,不是玩技巧的(李邦河語).依據(jù)初中學(xué)生的認(rèn)知水平和數(shù)學(xué)學(xué)科的特點(diǎn),追求自然而有深度的數(shù)學(xué)概念教學(xué),通過追根溯源,尋找數(shù)學(xué)概念的知識生長基點(diǎn);注重凸顯本質(zhì),把握數(shù)學(xué)概念的核心與關(guān)鍵詞;力求整體架構(gòu),匯聚數(shù)學(xué)概念的知識系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò);聚焦學(xué)科素養(yǎng),彰顯數(shù)學(xué)概念的學(xué)科育人價值,以期落實(shí)數(shù)學(xué)教育所承載的立德樹人根本任務(wù),培育民族復(fù)興大任的時代新人.