新的數(shù)學(xué)課程的基本內(nèi)容主要包括“重要的數(shù)學(xué)知識(shí)、基本的數(shù)學(xué)思想方法和必要的應(yīng)用技能”等。而傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程的基本內(nèi)容主要包括“基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能”等,即人們常說(shuō)的“雙基”,兩相比較,傳統(tǒng)數(shù)學(xué)課程更強(qiáng)調(diào)規(guī)格和結(jié)果,新的數(shù)學(xué)課程則更突出經(jīng)驗(yàn)與過(guò)程,即所謂的“做數(shù)學(xué)”、“數(shù)學(xué)化”。
由于今天的計(jì)算機(jī)已可以用人類無(wú)法望其項(xiàng)背的高質(zhì)量和高速度,代替我們做許許多多復(fù)雜而繁瑣的工作,人的智力投向就相應(yīng)地發(fā)生了重大的轉(zhuǎn)變。純粹邏輯化、公式化的數(shù)量關(guān)系與空間形式研究已不再是數(shù)學(xué)研究的唯一重點(diǎn);現(xiàn)代數(shù)學(xué)更加關(guān)注把現(xiàn)實(shí)問(wèn)題“數(shù)學(xué)化”的過(guò)程!正如課程標(biāo)準(zhǔn)所說(shuō)的:
“數(shù)學(xué)是人們對(duì)客觀世界定性把握和定量刻畫(huà)、逐漸抽象概括、形成方法和理論,并進(jìn)行廣泛應(yīng)用的過(guò)程”。
把數(shù)學(xué)定義為將現(xiàn)實(shí)問(wèn)題“數(shù)學(xué)化”的過(guò)程,當(dāng)然不是對(duì)數(shù)學(xué)的科學(xué)性本質(zhì)的否定,而是對(duì)數(shù)學(xué)自身認(rèn)識(shí)的一次空前拓展。著名的“美國(guó)2061計(jì)劃第一階段數(shù)學(xué)專家小組報(bào)告”中提到:我們看到了一個(gè)基本的數(shù)學(xué)過(guò)程的循環(huán),它反復(fù)出現(xiàn),形成了最基本的形式——抽象、符號(hào)變換和應(yīng)用。這種循環(huán)不止出現(xiàn)在普通.實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)式樣的交界處,而且也在數(shù)學(xué)王國(guó)內(nèi)部多次重復(fù),導(dǎo)致了該學(xué)科更高水平的概括性,從而使它可以具有更強(qiáng)的效能。n.Freudenthal將這一過(guò)程稱之為“數(shù)學(xué)化”,即數(shù)學(xué)地組織現(xiàn)實(shí)世界的過(guò)程。在這個(gè)“做數(shù)學(xué)”的過(guò)程中,不僅有計(jì)算或演繹,而且涉及觀察、猜測(cè)、嘗試、調(diào)控、估計(jì)、檢驗(yàn)等多種方式。
[案例]x2=5,x=?
簡(jiǎn)單嗎?查—查(勤C學(xué)用表)就可以很快地得出精確結(jié)果。但是在今天,數(shù)學(xué)家們卻更加提倡用這樣的方法來(lái)解答:
當(dāng)x=2時(shí),x2=4
∵4<5
∴0>2;
當(dāng)x=3時(shí),x2=9
∵9>5
∴x<3
所以2
∵x<2.5;
∴所以2
課程標(biāo)準(zhǔn)也列舉了很多“數(shù)學(xué)化”的例子。摘記幾例如下。
1.將實(shí)際問(wèn)題數(shù)字化
[案例1]你是否喜歡數(shù)學(xué)?如果用具,4,3,2,1分別代表從最喜歡到最不喜歡之間的5種程度,你選哪個(gè)數(shù)?說(shuō)明理由。如果小明選擇2,說(shuō)明什么?如果小立比較喜歡數(shù)學(xué),他最可能選幾?
[案例2]某校為每個(gè)學(xué)生編號(hào),設(shè)定末尾用1表示男生,用2表示女生9713321表示“1997年入學(xué)的一年級(jí)三班32號(hào)同學(xué),該同學(xué)是男生”。那么,9532012表示的學(xué)生是那一年入學(xué)的?幾年幾班的?學(xué)號(hào)是多少?是男生還是女生?把這些實(shí)際問(wèn)題與數(shù)聯(lián)系起來(lái),就是一種數(shù)感。課程標(biāo)準(zhǔn)在關(guān)于學(xué)習(xí)內(nèi)容的說(shuō)明中,描述了數(shù)感的主要表現(xiàn),包括“理解數(shù)的意義;能用多種方法表示數(shù);能在具體的情境中把握數(shù)的相對(duì)大小關(guān)系;能用數(shù)表達(dá)和交流信息;能為解決問(wèn)題選擇適當(dāng)?shù)乃惴ǎ荒芄烙?jì)運(yùn)算的結(jié)果,并對(duì)結(jié)果的合理性作出解釋”。這些對(duì)數(shù)感的描述,構(gòu)成了義務(wù)教育階段培養(yǎng)學(xué)生數(shù)感的主要內(nèi)容。
2.實(shí)際問(wèn)題符號(hào)化
[案例]聯(lián)歡會(huì)上,小明按照3個(gè)紅氣球、2個(gè)黃氣球、1個(gè)綠氣球的順序把氣球串起來(lái)裝飾教室。你知道第16個(gè)氣球是什么顏色嗎?
這個(gè)問(wèn)題本可以用“余數(shù)問(wèn)題”的思路列式計(jì)算(如下),從而得出結(jié)論;
16÷(3+2+1)=2……4;
但課程標(biāo)準(zhǔn)卻提示學(xué)生:可以用A表示紅氣球,B表示黃氣球,C表示綠氣球,并得出如下排列模式,再據(jù)此推導(dǎo)出第16個(gè)字母,確定第16個(gè)氣球的顏色。
AAAB BCAAAB……”
或者用厶表示紅氣球,用口表示黃氣球,○用表示綠氣球,將16個(gè)氣球悉數(shù)畫(huà)出來(lái)得到結(jié)果。
△△△□□○△△△□□○△△△□。
符號(hào)表示是人類文明發(fā)展的重要標(biāo)志之一,數(shù)學(xué)課程的一個(gè)任務(wù)就是使學(xué)生感受和擁有使用符號(hào)的能力。課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的符號(hào)感,并指出:“符號(hào)感主要表現(xiàn)在:能從具體情境中抽象出數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律,并用符號(hào)來(lái)表示;理解符號(hào)所代表的數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律;會(huì)進(jìn)行符號(hào)間的轉(zhuǎn)換;能選擇適當(dāng)?shù)某绦蚝头椒ń鉀Q符號(hào)所表示的問(wèn)題。”
3.?dāng)?shù)形結(jié)合解決問(wèn)題
[案例]小明的父母出去散步,從家走了20分鐘到一個(gè)離家900米的報(bào)亭,母親隨即按原速返回。父親看了10分鐘報(bào)紙后,用了15分鐘返回家。下面的圖形中那—個(gè)表示父親離家的時(shí)間與距離的關(guān)系?那—個(gè)表示母親離家的時(shí)間與距離之間的關(guān)系?
將實(shí)際問(wèn)題數(shù)字化、符號(hào)化,以及數(shù)行結(jié)合解決問(wèn)題等,都是“數(shù)學(xué)化”的過(guò)程?!皵?shù)學(xué)化”已經(jīng)成為現(xiàn)代數(shù)學(xué)的重要目標(biāo)。因此,學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)的思考就形成數(shù)學(xué)化和抽象化的數(shù)學(xué)觀點(diǎn)、運(yùn)用數(shù)學(xué)進(jìn)行預(yù)測(cè)的能力,以及運(yùn)用數(shù)學(xué)工具解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題能力。
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