【摘 要】 在概念存儲(chǔ)與表征的過程中,除了形式化定義外,還有概念意象.概念意象在概念的教學(xué)中有非常重要的作用,再現(xiàn)概念意象或建立概念意象是學(xué)生學(xué)習(xí)概念的基礎(chǔ);合理利用概念意象能幫助學(xué)生形成概念定義;概念定義的理解常常是概念意象進(jìn)一步豐富與完善的過程.處理好概念意象與概念定義的關(guān)系是概念教學(xué)的需要,也是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的需要.
【關(guān)鍵詞】 概念意象;概念定義;概念教學(xué)
心理學(xué)研究表明:抽象的概念除了形式化的定義外,還有一種成分在概念的內(nèi)部存儲(chǔ)與表征中起作用,它不同于精確的語(yǔ)言定義,但能與語(yǔ)言相互轉(zhuǎn)化.我們把這種成分稱為概念意象(或表象)[1],它是指與抽象概念直接相聯(lián)系的各種心理成分的綜合[2],包括相應(yīng)原型的直觀形象、心智圖像、對(duì)其性質(zhì)及相關(guān)過程的記憶等等.也可以說,概念意象就是除形式化定義之外,與概念有關(guān)的一切心理活動(dòng)[1].在生活中,木工師傅未必能說出矩形的定義,但是他們卻能做出標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)方形.許多學(xué)生根本不記得方程的解的定義,但卻能熟練地求出各類方程的解.凡此種種現(xiàn)象,均說明了概念意象在概念的理解、應(yīng)用等方面具有不可替代的作用.
我們都知道,概念的定義是抽象的,相對(duì)而言,概念意象卻是具體的.“到定點(diǎn)的距離等于定長(zhǎng)”是圓的抽象定義,但什么是圓?人們立即想到的是太陽(yáng),車輪,圓形盤子等具體實(shí)物,或圓規(guī)繞著一個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)一周畫出來的圖形等形象而具體的過程;其次,定義是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)模拍钜庀髤s是隨意的.有一組鄰邊相等,且有一個(gè)角是直角的平行四邊形是正方形,這是正方形的定義,它是嚴(yán)謹(jǐn)而規(guī)范的.但是,“四邊相等,四個(gè)角是直角的四邊形是正方形”常常是正方形留給人們的概念意象,這種口語(yǔ)化的描述很隨意,不同的時(shí)間,不同的場(chǎng)合有時(shí)還會(huì)發(fā)生變化;第三,概念的定義是穩(wěn)定的,而概念的意象常常隨著學(xué)習(xí)者認(rèn)知的發(fā)展不斷豐富,不斷變化.小于0的數(shù)是負(fù)數(shù),但學(xué)生對(duì)負(fù)數(shù)的意象卻是不斷變化的,許多小學(xué)生眼里的負(fù)數(shù)是-1,-2,-3,…,等等負(fù)整數(shù),初學(xué)有理數(shù)的學(xué)生眼里的負(fù)數(shù)是負(fù)有理數(shù),而認(rèn)識(shí)實(shí)數(shù)之后的負(fù)數(shù)又包括了所有的負(fù)無理數(shù);第四,概念的定義是清晰的,而概念的意象有時(shí)卻是模糊的.我們所學(xué)的數(shù)學(xué)概念都能夠用清晰而明確的文字語(yǔ)言,符號(hào)語(yǔ)言,或是圖形語(yǔ)言進(jìn)行闡述.但是,在一般人眼里的有些數(shù)學(xué)概念常常無法表達(dá),概念意象很模糊,不能確定是什么,或是像什么,甚至是一種可意會(huì)不能言傳的感覺.
在概念的認(rèn)識(shí)、理解、存儲(chǔ)、運(yùn)用等的不同階段,概念意象與概念定義起著不同的作用,兩者相互影響,相互補(bǔ)充.在概念教學(xué)中,正確處理好兩者的關(guān)系,有助于學(xué)生理解概念,掌握概念,提高概念學(xué)習(xí)的效率.具體而言,有以下幾個(gè)方面.1 再現(xiàn)概念意象,確定概念教學(xué)起點(diǎn)
概念教學(xué)中,要充分利用學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn),依據(jù)前期的概念意象確定教學(xué)的起點(diǎn),設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)的出發(fā)點(diǎn).正如美國(guó)著名的教育心理學(xué)家奧蘇泊爾所說,假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸納為一條原理的話,那么我將一言以蔽之:影響學(xué)習(xí)的唯一重要的因素就是學(xué)生已經(jīng)知道了什么,要探明這一點(diǎn),并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué).也就是說,充分了解學(xué)生原有的概念意象是課堂教學(xué)的需要,更應(yīng)該是概念教學(xué)的需要.
初中階段的許多數(shù)學(xué)概念,學(xué)生在生活中或在小學(xué)階段已經(jīng)有接觸,對(duì)于這些概念他們往往都有自己的理解,都建立了自己的概念意象,其中也不乏一些錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí),所以再現(xiàn)學(xué)生的概念意象顯得特別重要.在《角》的概念教學(xué)時(shí),教師首先要明確學(xué)生關(guān)于角已經(jīng)了解的知識(shí).譬如,關(guān)于角的生活模型;關(guān)于角的大小與角兩邊的長(zhǎng)短無關(guān)的特征;關(guān)于角的相關(guān)概念,如銳角、直角、鈍角;角的度量等等.學(xué)生前期關(guān)于角的認(rèn)識(shí)是學(xué)生理解角的概念,進(jìn)一步學(xué)習(xí)角的其他知識(shí)的基礎(chǔ).類似的概念還有線段、射線、直線,垂直,平行等等,學(xué)生在生活與學(xué)習(xí)中,都積累了豐富的概念意象.教學(xué)時(shí),教師只有以學(xué)生已有的概念意象為起點(diǎn),以他們的理解為基礎(chǔ),設(shè)置問題、組織活動(dòng)才能提高概念教學(xué)的效率.2 建立概念意象,創(chuàng)設(shè)概念理解基礎(chǔ)
概念意象是概念教學(xué)的基礎(chǔ),是學(xué)生形成定義,理解概念的基礎(chǔ).新的概念教學(xué)中,首先應(yīng)該幫助學(xué)生建立概念意象,有了豐富而典型的概念意象學(xué)生才能提煉概念的特征,抓住概念的本質(zhì),理解概念的抽象定義.概念意象可以是指向概念本質(zhì)特征的典型例子,也可以是與以往經(jīng)驗(yàn)或概念相關(guān)的模糊聯(lián)系,等等.
在初中階段,許多數(shù)學(xué)概念學(xué)生是第一次接觸,前期沒有任何概念意象.像這樣的概念教學(xué),必須首先幫助學(xué)生建立概念意象.譬如,分式概念的教學(xué)中,可以類比分?jǐn)?shù)建立模糊的意象,還需要讓學(xué)生在具體情景中獲得分式,等的式子,進(jìn)而建立具體的意象.有些概念,為了幫助學(xué)生理解其本質(zhì),需要從不同的視角進(jìn)行積累.如函數(shù),這是一個(gè)非常抽象的概念,學(xué)習(xí)前學(xué)生沒有任何概念意象,也很難類比以往的其他概念來獲得,無形中增加了概念理解的難度.幫助學(xué)生建立豐富而有效的概念意象也就成為理解概念的基礎(chǔ)與關(guān)鍵.教學(xué)中,教師通常會(huì)提供如下實(shí)例:(1)某水庫(kù)水位的高低與相應(yīng)的需水量(如表1);(2)如圖1,火柴棒的根數(shù)S與小魚的條數(shù)之間的關(guān)系式:S=8+6(n-1);(3)如圖2,我國(guó)某海港某天的實(shí)時(shí)潮位圖.分別從函數(shù)的三種不同表達(dá)形式(表格,解析式和圖像)的視角引進(jìn)實(shí)例,幫助學(xué)生豐富概念意象.有老師還錄制汽車加油的動(dòng)態(tài)視頻,讓學(xué)生感受加油表中油量與加油總價(jià)的變化關(guān)系.典型的實(shí)例和動(dòng)態(tài)的變化有助于學(xué)生建立豐富的概念意象,這為學(xué)生理解函數(shù)的定義奠定了基礎(chǔ).
3 利用概念意象,有效形成概念定義
概念教學(xué)中,教師不能僅僅只是幫助學(xué)生積累和豐富概念意象,利用概念意象幫助學(xué)生形成概念定義,理解概念才是教學(xué)的目的.而有效的問題,合適的活動(dòng)常常是從概念意象到概念的定義,或者說是從具體的意象走向抽象定義的常用方法與策略.
圓的概念,現(xiàn)行教材一般都是初三階段的教學(xué)內(nèi)容,此時(shí)的學(xué)生已經(jīng)積累了豐富的概念意象,概念的教學(xué)其實(shí)就是幫助學(xué)生從意象走向定義.教師可以設(shè)置如下問題:(1)車轱轆可以是橢圓或正方形嗎?(2)車轱轆是圓的有什么好處?對(duì)于車轱轆是圓的現(xiàn)象,學(xué)生司空慣見,問題(1)激發(fā)學(xué)生的思考,在無疑處生疑,自然得出結(jié)論:橢圓與正方形的車轱轆會(huì)讓人感到上下顛簸,在對(duì)比中感受圓形轱轆的好處.進(jìn)而產(chǎn)生問題:為什么圓形轱轆給人感覺車子的平穩(wěn)?是因?yàn)樾旭傊械能囎拥降孛娴木嚯x,即轱轆的軸心到轱轆的外延的距離保持不變,這是車子平穩(wěn)的原因.至此,學(xué)生才能理解“一中同長(zhǎng)”的道理.像這樣,抓住概念定義的本質(zhì)屬性設(shè)置問題,有助于學(xué)生理解概念的內(nèi)涵,形成抽象的定義.而對(duì)于像分式這樣的概念教學(xué),我們可以在類比分?jǐn)?shù)形成基本的認(rèn)識(shí)后,引導(dǎo)學(xué)生觀察具有典型特征的實(shí)例,如st,2a,m+na+b,….在學(xué)生充分感知的基礎(chǔ)上,教師提出問題:觀察上述式子,它們有什么樣的共同特征?問題交流與解決的過程,是定義的形成過程,是一個(gè)提煉與概括的過程,也是學(xué)生理解概念定義的過程.4 理解概念定義,豐富完善概念意象
某種意義上說,概念的教學(xué)就是概念意象的教學(xué).概念意象通常是概念學(xué)習(xí)的起點(diǎn),概念定義的形成是概念意象的抽象結(jié)果,概念的理解又是概念意象進(jìn)一步清晰與完善的過程,而概念的存儲(chǔ)與應(yīng)用常常是與概念意象密切聯(lián)系的思維活動(dòng).所以,在概念教學(xué)中,需要特別重視概念意象.
首先,利用概念的原型與變式[3],豐富概念意象.在大多數(shù)情況下,學(xué)習(xí)者依賴于概念意象形成概念,其中,最常見的意象莫過于概念原型.概念原型往往具有概念的典型特征,有利于學(xué)習(xí)者理解概念的抽象定義.譬如,認(rèn)識(shí)單項(xiàng)式的概念,我們常常會(huì)選取像這樣的概念原型0.55a,0.35b,0.15m,2a,2a3,0.8a等等,都有明顯的系數(shù)與字母的積,它們有利于單項(xiàng)式定義的形成.但是在概念的理解階段,應(yīng)該利用概念原型的變式,結(jié)合非典型的單項(xiàng)式,如abc,s50,12πr2,a,3圖3等代數(shù)式,幫助學(xué)生突破原型的局限,理解概念的定義,同時(shí)也能豐富單項(xiàng)式的概念意象.又如,我們常常利用圖3中∠1與∠2的關(guān)系引進(jìn)余角的概念,幫助學(xué)生建立形象而直觀的概念意象,也便于學(xué)生抓住概念的本質(zhì)特征,形成抽象的定義.但是,僅有這樣的概念原型遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,教學(xué)中,還需要讓學(xué)習(xí)者理解任意一個(gè)40°的角與一個(gè)50°的角都互余.這樣的過程是對(duì)學(xué)習(xí)者概念意象的豐富,也是正確理解與運(yùn)用概念,以及進(jìn)一步學(xué)習(xí)概念相關(guān)性質(zhì)的基礎(chǔ).
其次,建立概念的結(jié)構(gòu)或網(wǎng)絡(luò),完善概念意象.數(shù)學(xué)知識(shí)具有整體性、結(jié)構(gòu)化等特點(diǎn),但教材呈現(xiàn)的往往是一個(gè)個(gè)零碎的、孤立的“知識(shí)點(diǎn)”,知識(shí)結(jié)構(gòu)卻被“隱藏”起來.如果能將隱性的知識(shí)結(jié)構(gòu)顯性化,那么將有助于學(xué)習(xí)者理解概念,進(jìn)而完善概念意象.譬如,分式概念的教學(xué)中,在分式的定義形成之后,教師可以引導(dǎo)學(xué)生建立與分式概念相聯(lián)系的知識(shí)結(jié)構(gòu)(如圖4),這樣的概念結(jié)構(gòu)能夠幫助學(xué)生建立以分式為核心,與原有概念相聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò),進(jìn)一步理解分式的概念,完善概念意象.又如,章節(jié)知識(shí)的復(fù)習(xí)課中,教師通常都會(huì)引導(dǎo)學(xué)生將一章的知識(shí)進(jìn)行歸納整理,形成以概念為中心的知識(shí)體系,它能幫助學(xué)生理解知識(shí)之間的聯(lián)系.而且,這樣的結(jié)構(gòu)還有助于他們形成整體而直觀的概念意象.
我們知道,概念的識(shí)別,概念性質(zhì)的研究,概念的具體應(yīng)用等等,這些與概念有關(guān)的教與學(xué)活動(dòng),都有助于學(xué)生理解概念的定義.其實(shí),上述活動(dòng)也同樣有助于學(xué)生進(jìn)一步豐富與完善概念意象.
概念意象在概念存儲(chǔ)與表征中,具有個(gè)性化、具體化等特點(diǎn),它是人們理解概念的基礎(chǔ),也是存儲(chǔ)與表征概念的主要形式.概念定義是對(duì)概念本質(zhì)屬性的抽象描述,它穩(wěn)定而規(guī)范,是人們深入理解和研究數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵.兩者相互影響,相互依存.日常教學(xué)中,處理好它們的關(guān)系是概念教學(xué)的需要,也是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的需要.
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作者簡(jiǎn)介 韓詩(shī)貴(1972—),男,中學(xué)高級(jí)教師,無錫市數(shù)學(xué)學(xué)科帶頭人,主要從事初中數(shù)學(xué)教學(xué)研究與實(shí)踐.