趙玉龍
數(shù)學(xué)思想是人們對數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)認(rèn)識,是對數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)方法的進一步抽象和概括,屬于對數(shù)學(xué)規(guī)律的理性認(rèn)識的范疇,而數(shù)學(xué)方法則是解決數(shù)學(xué)問題的手段,具有“行為規(guī)則”的意義和一定的可操作性,同一個數(shù)學(xué)成果,當(dāng)用它去解決別的問題時,就稱之為方法;當(dāng)論及它在數(shù)學(xué)體系中的價值和意義時,則稱之為思想。因此,人們把它們統(tǒng)稱為數(shù)學(xué)思想方法。
一、符號思想
符號思想是用符號化的語言(包括字母、數(shù)字、圖形和各種特定的符號)來描述數(shù)學(xué)的內(nèi)容,這就是符號思想。符號思想是將所有的數(shù)據(jù)實例集為一體,把復(fù)雜的語言文字?jǐn)⑹鲇煤啙嵜髁说淖帜腹奖硎境鰜?,便于記憶,便于運用。把客觀存在的事物和現(xiàn)象及它們相互之間的關(guān)系抽象概括為數(shù)學(xué)符號和公式,有一個從具體到表象再抽象符號化的過程。
用符號來體現(xiàn)的數(shù)學(xué)語言是世界性語言,是一個人數(shù)學(xué)素養(yǎng)的綜合反映。在數(shù)學(xué)中各種量的關(guān)系,量的變化以及量與量之間進行推導(dǎo)和演算,都是用小小的字母表示數(shù),以符號的濃縮形式來表達(dá)大量的信息,如乘法分配律(a+b)×c=a×c+b×c;數(shù)學(xué)廣角中用圖形來表示各種事物等。
二、化歸思想
化歸思想是數(shù)學(xué)中最普遍使用的一種思想方法,其基本思想是:把甲問題的求解,化歸為乙問題的求解,然后通過乙問題的解反向去獲得甲問題的解。一般是指不可逆向的“變換”。它的基本形式有:化難為易,化生為熟,化繁為簡,化整為零,化曲為直等。如求組合圖形的面積時,先把組合圖形割補成學(xué)過的簡單圖形,然后計算出各部分面積的和或差,均能使學(xué)生體會化歸法的本質(zhì);學(xué)習(xí)圓的周長,先將圓的周長轉(zhuǎn)化成一條線段,再推導(dǎo)出它的周長,這就是化曲為直。
三、分解思想
分解思想就是先把原問題分解為若干便于解決的子問題,分解出若干便于求解的范圍,分解出若干便于層層推進的解題步驟,然后逐個加以解決并達(dá)到最后順利解決原問題的目的的一種思想方法。如在五年級《解決問題的策略》教學(xué)中“倒退著想”的解題策略就體現(xiàn)了這種思想。
四、轉(zhuǎn)換思想
轉(zhuǎn)換思想是一種解決數(shù)學(xué)問題的重要策略,是由一種形式變換成另一種形式的思想方法,這里的變換是可逆的雙向變換。在解決數(shù)學(xué)問題時,轉(zhuǎn)換是一種非常有用的策略。對問題進行轉(zhuǎn)換時,既可轉(zhuǎn)換已知條件,也可轉(zhuǎn)換問題的結(jié)論。轉(zhuǎn)換可以是等價的,也可以是不等價的。用轉(zhuǎn)換思想來解決數(shù)學(xué)問題,轉(zhuǎn)換僅是第一步,第二步要對轉(zhuǎn)換后的問題進行求解,第三步要將轉(zhuǎn)換后問題的解答反演成問題的解答。如果采用等價關(guān)系作轉(zhuǎn)換,可直接求出解而省略反演這一步。
如計算:2.8÷113÷17÷0.7,直接計算比較麻煩,而分?jǐn)?shù)的乘除運算比小數(shù)方便,故可將原問題轉(zhuǎn)換為:28/10×3/4×7/1×10/7,這樣,利用約分就能很快獲得本題的解。
五、分類思想
分類思想方法不是數(shù)學(xué)獨有的方法,數(shù)學(xué)的分類思想方法體現(xiàn)對數(shù)學(xué)對象的分類及其分類的標(biāo)準(zhǔn)。如自然數(shù)的分類,若按能否被2整除分奇數(shù)和偶數(shù);按因數(shù)的個數(shù)分素數(shù)和合數(shù)。又如三角形可以按邊分,也可以按角分。不同的分類標(biāo)準(zhǔn)就會有不同的分類結(jié)果,從而產(chǎn)生新的概念。對數(shù)學(xué)對象的正確、合理的分類取決于分類標(biāo)準(zhǔn)的正確、合理性,數(shù)學(xué)知識的分類有助于學(xué)生對知識的梳理和建構(gòu)。
六、歸納思想
數(shù)學(xué)歸納法是一種數(shù)學(xué)證明方法,典型地用于確定一個表達(dá)式在所有自然數(shù)范圍內(nèi)是成立的或者用于確定一個其他的形式在一個無窮序列是成立的。有一種用于數(shù)理邏輯和計算機科學(xué)廣義的形式的觀點指出能被求出值的表達(dá)式是等價表達(dá)式,這就是著名的結(jié)構(gòu)歸納法。
七、類比思想
數(shù)學(xué)上的類比思想是指依據(jù)兩類數(shù)學(xué)對象的相似性,有可能將已知的一類數(shù)學(xué)對象的性質(zhì)遷移到另一類數(shù)學(xué)對象上去的思想,它能夠解決一些表面上看似復(fù)雜困難的問題。類比思想不僅使數(shù)學(xué)知識容易理解,而且使公式的記憶變得順?biāo)浦鄣米匀缓秃啙?,從而可以激發(fā)起學(xué)生的創(chuàng)造力,正如數(shù)學(xué)家波利亞所說:“我們應(yīng)該討論一般化和特殊化和類比的這些過程本身,它們是獲得發(fā)現(xiàn)的偉大源泉。
八、假設(shè)思想
假設(shè)思想是一種常用的推測性的數(shù)學(xué)思考方法.利用這種思想可以解一些填空題、判斷題和應(yīng)用題.有些題目數(shù)量關(guān)系比較隱蔽,難以建立數(shù)量之間的聯(lián)系,或數(shù)量關(guān)系抽象,無從下手.可先對題目中的已知條件或問題作出某種假設(shè),然后按照題中的已知條件進行推算,根據(jù)數(shù)量出現(xiàn)的矛盾,最后找到正確答案的一種思想方法。假設(shè)思想是一種有意義的想象思維,掌握之后可以使得要解決的問題更形象、具體,從而豐富解題思路。如:在求雞兔同籠的問題,可以假設(shè)全部是雞;或者全部是兔。
九、比較思想
人類對一切事物的認(rèn)識,都是建筑在比較的基礎(chǔ)上,或同中辨異,或異中求同。俄國教育家烏申斯基說過:“比較是一切理解和一切思維的基礎(chǔ)?!毙W(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識,也同樣需要通過對數(shù)學(xué)材料的比較,理解新知的本質(zhì)意義,掌握知識間的聯(lián)系和區(qū)別。
在教學(xué)分?jǐn)?shù)應(yīng)用題中,教師要善于引導(dǎo)學(xué)生比較題中已知和未知數(shù)量變化前后的情況,可以幫助學(xué)生較快地找到解題的途徑,是用算術(shù)方法簡單還是用列方程的方法簡單,學(xué)生通過比較后可以選擇合適的方法。
十、極限思想
事物是從量變到質(zhì)變,極限方法的實質(zhì)正是通過量變的無限過程達(dá)到質(zhì)變。
教學(xué)“圓的面積和周長”中,“化圓為方”“化曲為直”的極限分割思路,在觀察有限分割的基礎(chǔ)上想象它們的極限狀態(tài),這樣不僅使學(xué)生掌握公式,還能從曲與直的矛盾轉(zhuǎn)化中萌發(fā)了無限逼近的極限思想。
現(xiàn)行小學(xué)教材中有許多處注意了極限思想的滲透:在“自然數(shù)”、“奇數(shù)”、“偶數(shù)”這些概念教學(xué)時,教師可讓學(xué)生體會自然數(shù)是數(shù)不完的,奇數(shù)、偶數(shù)的個數(shù)有無限多個,讓學(xué)生初步體會“無限”思想。在循環(huán)小數(shù)這一部分內(nèi)容,在教學(xué) 1÷3=0.333…是一循環(huán)小數(shù),它的小數(shù)點后面的數(shù)字是寫不完的,是無限的。
在直線、射線、平行線的教學(xué)時,可讓學(xué)生體會線的兩端是可以無限延長的。