潘先韻
摘要:數(shù)學(xué)的抽象性必須以具體的素材為基礎(chǔ),任何抽象的數(shù)學(xué)概念、命題,甚至數(shù)學(xué)思想和方法都有具體生動的現(xiàn)實原型。本文提出如何在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中貫徹具體與抽象相結(jié)合的原則,從學(xué)生的感知出發(fā),以客觀事實為基礎(chǔ),從具體到抽象,逐步形成抽象的教學(xué)概念,進而上升為理論,然后用理論再去解決數(shù)學(xué)應(yīng)用問題和生活實際問題。
關(guān)鍵詞:中職數(shù)學(xué);具體;抽象
中圖分類號:G633.6 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1992-7711(2016)03-0018
整個數(shù)學(xué)學(xué)科,是將現(xiàn)實世界的數(shù)量關(guān)系和空間結(jié)構(gòu),經(jīng)過抽象概括、符號表示,以純粹的形式進行演算、推理與證明,最后構(gòu)成形式化的體系。數(shù)學(xué)一旦表達成為形式化的思想體系之后,往往會把生動的現(xiàn)實內(nèi)容放在一邊。
數(shù)學(xué)的抽象性應(yīng)該具有層次性和階段性。在把具體事物抽象的過程中,不應(yīng)該掩蓋數(shù)學(xué)抽象的對象——形式化的思想材料,這些材料仍可以溯源于經(jīng)驗世界。所以,在數(shù)學(xué)教學(xué)過程中就應(yīng)該從學(xué)生的思維特征、生活實際和數(shù)學(xué)現(xiàn)實出發(fā),在不同的階段施予不同的思維材料,讓學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)抽象的層次性和階段性。下面,筆者談?wù)勅绾卧谥新殧?shù)學(xué)教學(xué)中貫徹具體與抽象相結(jié)合的原則的策略。
一、概念教學(xué)的策略
數(shù)學(xué)概念的教學(xué)應(yīng)從實例引入。數(shù)學(xué)概念是揭示現(xiàn)實世界空間形式與數(shù)量關(guān)系本質(zhì)屬性的思維形式。多數(shù)數(shù)學(xué)概念是從它們的現(xiàn)實模型中直接抽象出來的,提供實例有助于形成概念。
如函數(shù)概念章節(jié),可采用如下步驟讓學(xué)生理解函數(shù)的概念:
第一步:讓學(xué)生分別指出下面例子中的變量。以自變量之間的關(guān)系的表達方式:1. 某市2000~2015年的國內(nèi)生產(chǎn)總值(表略);2. 高速公路上汽車勻速行駛,路程、速度(90km/h)、時間之間的關(guān)系;3. 某市某日24小時氣溫變化圖(圖略)。
第二步:找出上各實例中變量之間關(guān)系的共同本質(zhì)特征。學(xué)生經(jīng)過多次分析比較后可知,一個變量每取一個確定的值,相應(yīng)地另一變量也唯一地確定一個值,是函數(shù)的本質(zhì)屬性。同時,前一個變量取值是有一定范圍的,并不是隨便取的,也是它們共同的本質(zhì)屬性,而變量所代表的實際意義是什么,用什么字母來表示變量等非本質(zhì)屬性。
第三步:抽象、歸納、概括出函數(shù)定義,并通過練習(xí)加以鞏固。
再如,在教學(xué)中,可以以學(xué)生熟悉的事情為現(xiàn)實模型,使學(xué)生有一個感性認(rèn)識,然后分析、抽象、引申、歸納出該事物的本質(zhì)屬性,推廣到一般,最終概括出數(shù)學(xué)概念。
例如,古典概型的概念的過程中,引入三個隨機試驗進行比較:
試驗一:在班級中上隨機抽取學(xué)號,叫同學(xué)回答問題;
試驗二:在草稿紙上隨意點一下(假設(shè)筆跡是一個點,且筆點的任一位置是等可能的);
試驗三:玩飛鏢游戲時,飛鏢投中的環(huán)數(shù)。
通過試驗一和試驗二的比較分析,兩個試驗的共同特質(zhì)是試驗每個結(jié)果發(fā)生的可能性是相等的;通過試驗一和試驗三的比較,兩個試驗的共同特質(zhì)是試驗的一切可能的結(jié)果是有限的。引導(dǎo)歸納出,只有試驗一同時具備了,每個結(jié)果發(fā)生的可能性相當(dāng)和一切可能的結(jié)果是有限的這兩個特征。從而抽象出古典概型的概念——“隨機試驗一切可能的結(jié)果是有限的且每個結(jié)果發(fā)生的可能性是相等的,這樣的隨機試驗叫做古典概型”。
通過多次重復(fù)這一過程,學(xué)生逐漸掌握了如何選取實例,如何概括一般性理論和如何培養(yǎng)研究實際問題的能力,這樣也就掌握了這一數(shù)學(xué)概念的形成方法。
二、定理(公式、法則)教學(xué)的策略
數(shù)學(xué)定理(公式、法則)的教學(xué)策略要提供現(xiàn)實原型或從特例引入。
數(shù)學(xué)定理是從現(xiàn)實世界的空間和數(shù)量關(guān)系中抽象出來的,一般來說在現(xiàn)實世界中總能找到它們的原型。如“三腳架能穩(wěn)固地放在地面上”就是定理“不共線的三點確定一個平面”的一個現(xiàn)實原型,提供定理的現(xiàn)實原型有助于學(xué)生對定理的初步理解。
例如,中職數(shù)學(xué)教材講等差數(shù)列的求和公式時,引入200多年前高斯求1+2+3+……+100=?的過程:
(1+100)+(2+99)+……+(50+51)=101×50=5050
而(1+100)/2=(2+99)/2=……=(50+51)/2,則
1+2+3+……+100=(50+51)/2×100=5050
由上述過程可以得到如下啟示:1. 等差數(shù)求和可先求數(shù)列的平均數(shù),再用平均數(shù)乘數(shù)列的項數(shù)得和;2. 等差數(shù)列的首尾兩項之和等于第二項與倒數(shù)第二項的和,等于第三項與倒數(shù)第三項的和……等于中間兩項的和或中間一項的兩倍,因此,等差數(shù)列的平均數(shù)就等于中間那一項的值,或中間兩項的平均數(shù),或首尾兩項的平均數(shù),或……由此可推測等差數(shù)列前n項和的公式為,最后再加以論證即可。
這樣做有以下幾點好處:(1)引入數(shù)學(xué)史典故易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣;(2)有助于記住公式。當(dāng)要用到等差數(shù)列求和公式時,只要聯(lián)想到上連過程,就可以回憶起公式;(3)使等差數(shù)列求和公式所包含的“道理”更加明了,有助于學(xué)生靈活運用。
三、解題教學(xué)的策略
解題教學(xué)時要培養(yǎng)學(xué)生具體問題具體分析,用具體的方法解決問題的能力。作為學(xué)生掌握知識的過程來說,僅僅由具體到抽象,由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識是不夠的,為了加深對知識的理解,還需要把所學(xué)的知識運用到同類問題中,從而檢驗和深化抽象的理論,并且從中學(xué)到必要的技能和技巧。所以,為了讓學(xué)生真正掌握所學(xué)的知識,教師必須依據(jù)教材的要求,向?qū)W生提出一些問題,或是布置一些習(xí)題作業(yè),使學(xué)生依據(jù)所學(xué)概念定理和法則等知識,或是去辨認(rèn)同類的有關(guān)事物,或是去解決、說明同類事物的有關(guān)現(xiàn)象,或是去完成相應(yīng)的操作等。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生解題是相當(dāng)重要的,它一方面可以看作抽象知識的具體化過程,另一方面,通過解題又學(xué)到一些新的知識、技能和方法,從某種意義上來說又是由具體到抽象的過程。
解題的教學(xué)也是抽象到具體的一種體現(xiàn),在解題的教學(xué)中我們需要注意以下五個方面:
1. 要注意選題的目的性(不是依據(jù)興趣和愛好)。2. 注意它們系統(tǒng)性的安排,由易到難、由簡單到復(fù)雜、由單一到綜合。3. 注意把講授的重點放在探索解題的途徑上。4. 注意與必要的理論知識聯(lián)系。5. 注意做必要的小結(jié),把具體的題目能提到“一般性”的高度來認(rèn)識。
所以,首先要引導(dǎo)學(xué)生從問題本身已知和未知之間的內(nèi)在聯(lián)系出發(fā),去尋找問題的解決辦法,而不要過早地將問題進行分類,避免學(xué)生只會生搬硬套公式、定理和模仿例題進行解題,把解題過程、解題步驟作為學(xué)習(xí)的重點。
總之,抽象性與具體性相結(jié)合的原則,即具體——抽象——具體的原則,在數(shù)學(xué)教學(xué)中運用是很廣泛的。雖然理解數(shù)學(xué)的抽象性是一項基本要求,但不能只限于抽象的表達,否則會將生動活潑的數(shù)學(xué)思維活動淹沒在抽象化的海洋里。因此,具體與抽象相結(jié)合的原則對教學(xué)過程的安排起著特別重要的作用。
參考文獻:
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(作者單位:浙江省溫州第二職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校 325000)