时间:2023-02-13 09:12:05
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对于教育管理部门来说,要提高对于数学思想渗透教学的认识,对教师加强相关培训是必不可少的。与此同时,还要督促学校建立数学思想渗透教学的考核,增加数学思想渗透教学方法和教学过程在考核中所占的比例,努力使数学思想渗透成为数学教学的考核重点和教学重点。对于数学教师来说,首先要明确在小学阶段,教材涉及的主要数学思想有哪些,明确了这些数学思想,还要完善具体的教学策略。本文以苏教版教材为例,总结了以下几点:
第一,在学习新内容时要渗透数学思想。在设计教案时教师要有意识地增加数学思想的启发,将数学思想与新的数学知识结合起来,避免只讲知识表面不讲数学原理,只讲习题不讲思想。在讲授新内容时,不能直接将相关概念和定理告诉学生,而是通过一定的方法引导和启发学生逐步探索、猜测,慢慢接近,掌握知识形成过程中的相关思想,锻炼学生的数学思维。这样学生可以发挥数学思维能力去推理,对所学知识理解得更加透彻,记忆也更加深刻。
第二,在解题中渗透数学思想。数学离不开解题,但是解题的方法不止一种,多一种方法就可能多一种数学思想。如苏教版的练习册中有这样一道题:1998×3.14+199.8×31.4+19.98×314。先让学生观察数字的关联性,学生会很容易看出数值1998小数点在往左移动,3.14的小数点在往右移动,两个数值相乘,根据小数点移动的知识,学生能够推断出三个乘积是相等的,无论它们怎么变动,小数点后面一共是两位,只要算出1998×3.14再乘以3就可以了。这个解题思路实际上渗透了划归的数学思想。教师要在解题之前就开始向学生渗透,解题之后还要进行深化点睛,久而久之,学生就掌握了这种方法。
第三,经常讲,反复讲。数学思想渗透是需要潜移默化的,教师要坚持这一过程,在讲课时不断举一反三,帮助学生深刻领会。
第四,要引导学生从生活中发现数学思想,鼓励学生将课堂中学到的思想运用到生活中,将生活中的问题带到课堂上。
二、结束语
一、对中学数学思想的基本认识
“数学思想”作为数学课程论的一个重要概念,我们完全有必要对它的内涵与外延形成较为明确的认识。关于这个概念的内涵,我们认为:数学思想是人们对数学科学研究的本质及规律的理性认识。这种认识的主体是人类历史上过去、现在以及将来有名与无名的数学家;而认识的客体,则包括数学科学的对象及其特性,研究途径与方法的特点,研究成就的精神文化价值及对物质世界的实际作用,内部各种成果或结论之间的互相关联和相互支持的关系等。可见,这些思想是历代与当代数学家研究成果的结晶,它们蕴涵于数学材料之中,有着丰富的内容。
通常认为数学思想包括方程思想、函数思想、数形结合思想、转化思想、分类讨论思想和公理化思想等。这些都是对数学活动经验通过概括而获得的认识成果。既然是认识就会有不同的见解,不同的看法。实际上也确实如此,例如,有人认为中学数学教材可以用集合思想作主线来编写,有人认为以函数思想贯穿中学数学内容更有利于提高数学教学效果,还有人认为中学数学内容应运用数学结构思想来处理等等。尽管看法各异,但笔者认为,只要是在充分分析、归纳概括数学材料的基础上来论述数学思想,那么所得的结论总是可能做到并行不悖、互为补充的,总是能在中学数学教材中起到积极的促进作用的。
关于这个概念的外延,从量的方面讲有宏观、中观和微观之分。
属于宏观的,有数学观(数学的起源与发展、数学的本能和特征、数学与现实世界的关系),数学在科学中的文化地位,数学方法的认识论、方法论价值等;属于中观的,有关于数学内部各个部门之间的分流的原因与结果,各个分支发展过程中积淀下来的内容上的对立与统一的相克相生的关系等;属于微观结构的,则包含着对各个分支及各种体系结构定内容和方法的认识,包括对所创立的新概念、新模型、新方法和新理论的认识。
从质的方面说,还可分成表层认识与深层认识、片面认识与完全认识、局部认识与全面认识、孤立认识与整体认识、静态认识与动态认识、唯心认识与唯物认识、谬误认识和正确认识等。
二、数学思想的特性和作用
数学思想是在数学的发展史上形成和发展的,它是人类对数学及其研究对象,对数学知识(主要指概念、定理、法则和范例)以及数学方法的本质性的认识。它表现在对数学对象的开拓之中,表现在对数学概念、命题和数学模型的分析与概括之中,还表现在新的数学方法的产生过程中。它具有如下的突出特性和作用。
(一)数学思想凝聚成数学概念和命题,原则和方法
我们知道,不同层次的思想,凝聚成不同层次的数学模型和数学结构,从而构成数学的知识系统与结构。在这个系统与结构中,数学思想起着统帅的作用。
(二)数学思想深刻而概括,富有哲理性
各种各样的具体的数学思想,是从众多的具体的个性中抽取出来且对个性具有普遍指导意义的共性。它比某个具体的数学问题(定理法则等)更具有一般性,其概括程度相对较高。现实生活中普遍存在的运动和变化、相辅相成、对立统一等“事实”,都可作为数学思想进行哲学概括的材料,这样的概括能促使人们形成科学的世界观和方法论。
(三)数学思想富有创造性
借助于分析与归纳、类比与联想、猜想与验证等手段,可以使本来较抽象的结构获得相对直观的形象的解释,能使一些看似无处着手的问题转化成极具规律的数学模型。从而将一种关系结构变成或映射成另一种关系结构,又可反演回来,于是复杂问题被简单化了,不能解的问题的解找到了。如将著名的哥尼斯堡七桥问题转化成一笔画问题,便是典型的一例。当时,数学家们在作这些探讨时是很难的,是零零碎碎的,有时为了一个模型的建立,一种思想的概括,要付出毕生精力才能得到,这使后人能从中得到真知灼见,体会到创造的艰辛,发展顽强奋战的个性,培养创造的精神。
三、数学思想的教学功能
我国《九年义务教育全日制初级中学数学教学大纲(试用修订版)》明确指出:“初中数学的基础知识主要是初中代数、几何中的概念、法则、性质、公式、公理、定理以及由其内容所反映出来的数学思想和方法”。根据这一要求,在中学数学教学中必须大力加强对数学思想和方法的教学与研究。
(一)数学思想是教材体系的灵魂
从教材的构成体系来看,整个初中数学教材所涉及的数学知识点汇成了数学结构系统的两条“河流”。一条是由具体的知识点构成的易于被发现的“明河流”,它是构成数学教材的“骨架”;另一条是由数学思想方法构成的具有潜在价值的“暗河流”,它是构成数学教材的“血脉”灵魂。有了这样的数学思想作灵魂,各种具体的数学知识点才不再成为孤立的、零散的东西。因为数学思想能将“游离”状态的知识点(块)凝结成优化的知识结构,有了它,数学概念和命题才能活起来,做到相互紧扣,相互支持,以组成一个有机的整体。可见,数学思想是数学的内在形式,是学生获得数学知识、发展思维能力的动力和工具。教师在教学中如能抓住数学思想这一主线,便能高屋建瓴,提挈教材进行再创造,才能使教学见效快,收益大。
(二)数学思想是我们进行教学设计的指导思想
笔者认为,数学课堂教学设计应分三个层次进行,这便是宏观设计、微观设计和情境设计。无论哪个层次上的设计,其目的都在于为了让学生“参与”到获得和发展真理性认识的数学活动过程中去。这种设计不能只是数学认识过程中的“还原”,一定要有数学思想的飞跃和创造。这就是说,一个好的教学设计,应当是历史上数学思想发生、发展过程的模拟和简缩。例如初中阶段的函数概念,便是概括了变量之间关系的简缩,也应当是渗透现代数学思想、使用现代手段实现的新的认识过程。又如高中阶段的函数概念,便渗透了集合关系的思想,还可以是在现实数学基础上的概括和延伸,这就需要搞清楚应概括怎样的共性,如何准确地提出新问题,需要怎样的新工具和新方法等等。对于这些问题,都需要进行预测和创造,而要顺利地完成这一任务,必须依靠数学思想作为指导。有了深刻的数学思想作指导,才能做出智慧熠烁的创新设计来,才能引发起学生的创造性的思维活动来。这样的教学设计,才能适应瞬息万变的技术革命的要求。靠一贯如此设计的课堂教学培养出来的人才,方能在21世纪的激烈竞争中立于不败之地。
(三)数学思想是课堂教学质量的重要保证
数学思想性高的教学设计,是高质量进行教学的基本保证。在数学课堂教学中,教师面对的是几十个学生,这几十个智慧的头脑会提出各种各样的问题。随着新技术手段的现代化,学生知识面的拓宽,他们提出的许多问题是教师难以解答的。面对这些活泼肯钻研的学生所提的问题,教师只有达到一定的思想深度,才能保证准确辨别各种各样问题的症结,给出中肯的分析;才能恰当适时地运用类比联想,给出生动的陈述,把抽象的问题形象化,复杂的问题简单化;才能敏锐地发现学生的思想火花,找到闪光点并及时加以提炼升华,鼓励学生大胆地进行创造,把众多学生牢牢地吸引住,并能积极主动地参与到教学活动中来,真正成为教学过程的主体;也才能使有一定思想的教学设计,真正变成高质量的数学教学活动过程。
有人把数学课堂教学质量理解为学生思维活动的质和量,就是学生知识结构,思维方法形成的清晰程度和他们参与思维活动的深度和广度。我们可以从“新、高、深”三个方面来衡量一堂数学课的教学效果。“新”指学生的思维活动要有新意,“高”指学生通过学习能形成一定高度的数学思想,“深”则指学生参与到教学活动的程度。
关于在小学数学教学中渗透数学思想的对策,首先要明白小学生的心智发展是一个客观因素,教育者只能尊重这一学情并加以因势利导,不能急于求成。要真正加强数学思想渗透,要从管理和教学两方面来完善相关对策。对于教育管理部门来说,要提高对于数学思想渗透教学的认识,对教师加强相关培训是必不可少的。与此同时,还要督促学校建立数学思想渗透教学的考核,增加数学思想渗透教学方法和教学过程在考核中所占的比例,努力使数学思想渗透成为数学教学的考核重点和教学重点。对于数学教师来说,首先要明确在小学阶段,教材涉及的主要数学思想有哪些,明确了这些数学思想,还要完善具体的教学策略。本文以苏教版教材为例,总结了以下几点:第一,在学习新内容时要渗透数学思想。在设计教案时教师要有意识地增加数学思想的启发,将数学思想与新的数学知识结合起来,避免只讲知识表面不讲数学原理,只讲习题不讲思想。在讲授新内容时,不能直接将相关概念和定理告诉学生,而是通过一定的方法引导和启发学生逐步探索、猜测,慢慢接近,掌握知识形成过程中的相关思想,锻炼学生的数学思维。这样学生可以发挥数学思维能力去推理,对所学知识理解得更加透彻,记忆也更加深刻。第二,在解题中渗透数学思想。数学离不开解题,但是解题的方法不止一种,多一种方法就可能多一种数学思想。
2、苏教版的练习册中有这样一道题
1998×3.14+199.8×31.4+19.98×314。先让学生观察数字的关联性,学生会很容易看出数值1998小数点在往左移动,3.14的小数点在往右移动,两个数值相乘,根据小数点移动的知识,学生能够推断出三个乘积是相等的,无论它们怎么变动,小数点后面一共是两位,只要算出1998×3.14再乘以3就可以了。这个解题思路实际上渗透了划归的数学思想。教师要在解题之前就开始向学生渗透,解题之后还要进行深化点睛,久而久之,学生就掌握了这种方法。第三,经常讲,反复讲。数学思想渗透是需要潜移默化的,教师要坚持这一过程,在讲课时不断举一反三,帮助学生深刻领会。第四,要引导学生从生活中发现数学思想,鼓励学生将课堂中学到的思想运用到生活中,将生活中的问题带到课堂上。
3、结束语
1.一致性原则
分类应该按同一标准进行,也就是每次分类不能使用几个不同的分类根据。例如:把三角形分为等边三角形和不等边三角形是按边分类的。但是直角三角形、钝角三角形、锐角三角形、等腰三角形、等边三角形,这种分类就不正确,此种分类既是按边分类也按角分类。
2.相斥性原则
分类后的每一个子项应具备互不相容的原则,也就是不能出现有一项既属于这一类又属于那一类。例如学校举行运动会,规定每个学生只能参加一项比赛,初一三班的6名同学报名参加200和400米的赛跑,其中有4人参加200米比赛,3人参加400米比赛,那么就有1人既参加200米又参加400米比赛,这道题目的分类就违背了相斥性原则。
3.完善性原则
分类应当完善,即划分后子项的总和应当与母项相等。如:有人把实数分为正实数和负实数两类,这个分类是不完善的,因为子项的总和小于母项。事实上实数中还包括零。
4.递进性原则
分类后的子项还可以继续再进一步分类,直到不能再分为止,层次分明。例如实数可以分为无理数和有理数,有理数还可以分为整数和分数,整数又可以分为正整数,零和负整数。我们在运用分类讨论的思想解决问题时,首先要审清题意,认真分析可能产生的不同因素,进行讨论时要确定分类的标准,每一次分类只能按照一个标准来分,不能重复也不能遗漏,另外还要逐一认真解答。
二、分类思想在初中数学教学中的应用
1.概念分类
例如在学习完负数、有理数的概念后,针对于不同的标准,有理数有多种的分类方法,若按定义来分类有理数可以分为分数和整数,分数又可以分为正分数和负分数,整数又可以分为正整数、负整数和零;若按正负来分类有理数可以分为正有理数、负有理数和零,正有理数又分为正整数、正分数,负有理数又分为负整数、负分数。
2.在解题方法上分类讨论
例如:解方程∣x+3∣+∣4-x∣=7解析:对于绝对值问题,往往要对绝对值符号内的内容分为正数、负数、零三种,在此方程中出现两个数的绝对值;∣x+3∣和∣4-x∣,∣x+3∣应分为x=-3,x<-3,x>-3;∣4-x∣应分为x=4,x<4,x>4,在数轴上可见该题应划分为三种情形:①x<-3,②-3≤x≤4,③x>4。解:①若x<-3,化简-(x+3)+4-x=7得x=-3,与x<-3矛盾,所以x<-3时方程无解。②若-3≤x≤4,原方程x+3+4-x=7恒成立,满足-3≤x≤4的一切实数x都是方程的解。③若x>4,化为x+3-(4-x)=7,得x=4,与x>4矛盾,所以x>4时无解。综上所述,原方程的解为满足-3≤x≤4。3.在几何中图形位置关系不确定的分类:例如:已知a的绝对值是b绝对值的3倍,且在数轴上a、b位于原点的同侧,两点之间的距离为16,求这两个数;若数轴上表示这两数的点位于原点两侧呢?分析:从题目中寻找关键的解题信息,“数轴上表示这两数的点位于原点的同侧”意味着甲乙两数符号相同。那么究竟是正数还是负数,我们应该用分类讨论的数学思想解决这一问题。解:由题意得:∣a∣=3∣b∣,∣a-b∣=16
(1)数轴上表示这两数的点位于原点同侧:若a、b在原点左侧,即a<0,b<0,则-2b=16,所以b=-8,a=-24若a、b在原点右侧,即a>0,b>0,则2b=16,所以b=8,a=24。
他指出,儿童发展任何时候不是仅仅由成熟的部分决定的。他说,至少可以确定儿童有两个发展的水平,第一个是现有的发展水平,表现为儿童能够独立地、自如地完成教师提出的智力任务。第二个是潜在的发展水平。即儿童还不能独立地完成任务,而必须在教师的帮助下,在任何活动中,通过模仿和自己努力才能完成的智力任务。这两个水平之间的幅度则为“最近发展区”。
在维果茨基看来,“最近发展区”对智力发展和成功的进程,比现有水平有更直接的意义。他强调,教学不应该指望于儿童的昨天,而应指望于他的明天。只有走在发展前面的教学,才是好的教学。因为它使儿童的潜在发展水平不断提高。
依据“最近发展区”的思想,“最近发展区”是教学发展的“最佳期限”,即“发展教学最佳期限”。即,在最佳期限内进行的教学是促进儿童发展最佳的教学。教学应根据“最近发展”。“如果只根据儿童智力发展的现有水平来确定教学目的、任务和组织教学,就是指望于儿童发展的昨天,面向已经完成的发展程”。这样的教学,从发展意义上说是消极的。它不会促进儿童发展。教学过程只有建立在那些尚未成熟的心理机能上,才能产生潜在水平和现有水平之间的矛盾,而这种矛盾又可引起儿童心理机能间的矛盾,从而推动了儿童的发展。例如,初中一年级负数的教学,学生过去未认识负数。教师可以举一些具体的、具有相反意义的量。如,可用温度计测温度的例子,在零摄氏度以上与在零摄氏度以下的时候的温度怎样表示,以吸引学生,使他们渴望找到表示这些量的数。从而解决他们想解决未能解决的问题。这样的教学过程中的矛盾而引起的心理机能的矛盾,使学生很快掌握了负数的概念,并能运用其解决实际问题。
依据“最近发展区”教学也应采取适应的手段。教师借助教学方法、手段,引导学生掌握新知识,形成技能、技巧。要实现这一目的关键在“最近发展”区域,因此,教学方法、手段应考虑“最近发展区”。如,在初中二年级相似三角形教学,可先带学生做教学实验,让学生应用已有知识测量学校校园内国旗旗杆的高,这样学生感到兴趣,旗杆不能爬,怎样测量呢?心里感到纳闷,这时教师可以充分学校的资源,带领学生进行实地测量,得到一些数据。怎样处理这些数据,当然学生未学相似三角形知识是不懂的。这样必然会引起学生的心理机能的矛盾,再顺水推舟,然后回到课堂。这样比单一的教学方法效果好,从而达到培养他们注意自己不感兴趣的东西。
关键词:数学建模;大学数学;学习兴趣
大学数学是大学本科阶段必修的重要的基础理论课程,对于非数学专业来说,大学数学主要是指高等数学、线性代数和概率论三门课程,当然也包括其他一些工程数学如复变函数、数学物理方程以及计算方法等。长期以来,大学数学的教学一直面临着内容多、负担重、枯燥泛味、学生积极性较低等问题。如今我国的高等教育已变成大众化教育,高校生源质量明显下降,大学生学习的自觉性、积极性以及努力程度等均在下降,这在一般的本科院校中尤为突出。这也使得大学数学的不及格率急剧上升,有的专业有些班级的不及格率高达50%,20-30%的不及格率更是普遍,补考重修的大军可谓浩浩荡荡,有的甚至毕业了还要回校补考高等数学。教师也是叫苦不迭,一次又一次出题改卷录分数,工作量一下子就增大不少。很多学生表示自己不是不想学,是没兴趣学,觉得学了又没什么用,而学习过程又是枯燥的,于是便不想学了。偶然看到一位工科学生学习数学的感言:数学像是一个无底洞,小学时老师给了我一盏煤油灯,领着我进去;中学时煤油灯换成了一盏桐油灯,老师赶着我自己摸索进去;上了大学,我怀抱着工程师、设计师的梦想,满以为可以领略到数学的用武之地,然而老师告诉我,你现在学的还是基础,要用没到时候呢;每天似音乐符的积分号充塞我的头脑,我没能谱写好美妙动听的交响曲,却渐渐变成了老油条,梦想就此也远去了。这虽然只是大学生的只言片语,但从中也能窥视到当代大学生的内心世界。他们渴望学好数学,将数学应用到专业技术中,使他们成为专业技术能手。但是大学数学的教学不能满足他们的愿望,使得他们在学习的过程中逐渐失去了学习数学的兴趣,失去了动力和信心。因此,培养大学生学习数学的兴趣至关重要。
一、兴趣在大学数学学习中所起的作用
孔子曰“:知之者不如好之者,好之者不如乐之者”。兴趣可以让人从平淡中发现瑰丽,从困顿中崛起。强烈的兴趣往往可以像聚焦镜一样,将人们的注意力专注于所爱好的事物,吸引人们反复揣摩、钻研和思考,像一盏指明灯引导人们寻找自己的航向。没有兴趣,就会失去动力。只有学生对数学发生浓厚的兴趣,他才会积极主动地去学习它、钻研它并且应用它。只有这样,师生的教学活动才会轻松、愉快,并能够保证良好的教学质量。学习过程中,一旦有了兴趣,很多学生就能够发挥主动性,乐于去思考问题,喜欢提出问题,进而去探究问题的解决方法,也就有了数学思维,有利于培养学生的创新能力。学生是教学过程的主体,只有主体发挥自身主观能动性,教学活动才能有效地完成,教学质量才会提高。现在的大学生多是独生子女,家庭生活条件较优越,个性大都特立独行,缺乏自我约束能力,一遇到挫折就会退缩,做事但凭着自己的喜好和兴趣。对自己感兴趣的事情执着追求,但是不感兴趣的东西,哪怕家长老师天天追着说很重要,他也不会理睬。有些学生第一学期高等数学不及格,问其原因,答曰:不感兴趣,逼着我学也没用。做思想工作的时候,甚至还有学生说:不感兴趣,老师你别管我。然后依旧我行我素,其他数学课程的学习也可想而知。任凭辅导员、任课教师以及家长苦口婆心,学生本身没有兴趣,说什么也是无用。学生学习数学的兴趣的激发和培养离不开教师的引导,尤其是在大学数学学习上。很多学生对大学数学的作用认识不清,觉得学来无用,何必费力去学。此外,大学数学中复杂枯燥的符号运算、繁琐的公式推导、一些概念的高度抽象性以及证明过程的严密逻辑性也令学生对大学数学望而生畏,从而影响了学习的兴趣。这也给广大的大学数学教师带来了严峻的考验及挑战,如何在教学过程中激发和培养学生学习数学的兴趣,如何让学生对大学数学有一个正确的认识,使之能够主动去学,乐于去学,并能够乐在其中,这值得好好思考和探究。
二、数学建模可激发大学生学习数学的兴趣
现今,数学建模竞赛风靡全球高校,数学建模的作用已被大家所认同,特别是对培养学生学习数学的兴趣起到重要作用。很多高校的数学教学也逐渐引入数学建模思想进行教学改革创新,激发学生学习数学的兴趣,培养学生自主解决问题的能力以及创新能力[1-3]。数学建模是用数学语言来描述和解决实际问题的过程,将实际问题抽象成为数学问题,并应用合理的数学方法进行求解,进而转化为对现实问题的求解、诠释和预测等[4,5]。在数学建模培训过程中,发现有的学生为了解决一个问题,可以抱着数学类参考书津津有味地看上大半天也不会走神。但是,对比高等数学课堂,哪怕是最认真的学生,偶尔还是会走神,不是还会有厌烦的情绪。探究其原因,无非还是一个兴趣问题。建模过程,针对一般是实际问题,学生对这个问题感兴趣,就会有探究到底的心理,进而就有原动力去寻找解决问题的思路和方法。而课堂学习,大多因为课时原因,教师无法在有限的时间里去详细介绍每一个知识点的实际应用背景。更确切的说很难与学生所学专业结合,给出数学概念的实际应用背景以及概念的来由,这必将导致课堂教学枯燥乏味,学生自然没有欲望去学,更不愿主动去学。在课堂教学中,如果能够充分结合数学建模的思想,将其融入课堂,给枯燥乏味的数学公式、推理过程赋予生命般的活力,特别是能够结合学生专业背景进行教学,必定能够激发学生的学习数学的兴趣,进而主动探究知识,教师也能够避免传统教学中一味注入式“概念———定理———证明———例题———作业———考试”的教学方式。学生能够从学习中寻找乐趣,获得成就感,教师也能够在教学中与学生共同成长进步。数学建模不仅仅培养学生综合应用数学知识及方法分析、解决问题的能力,也培养了学生的团队协作能力、交流能力以及语言和文字表达能力,同时也培养了学生的竞争意识。建模时,学生会对实际问题感兴趣,当把问题抽象成数学模型时,会有一定的成就感,而成就感会引发更浓的兴趣,使得学生在学习过程中能够充分享受乐趣,自信心也得到加强。
三、数学建模融入教学中的改革思路
数学建模犹如一道数学知识通向实际问题的桥梁,使学生的数学知识与应用能力能够有效的结合起来。学生参与数学建模活动,感受数学的生命力和魅力,从而激发他们学习数学的兴趣,有助于其创新能力的培养。为了将数学建模的思想融入大学数学教学,这里给出几点改革思路:
(一)大学数学课程每部分内容中安排相关的数学建模教学内容
相关的数学建模教学内容可以是案例式,也可以是实际问题,要充分考虑学生专业背景。教师课前把问题告知学生,课上通过启发和组织学生讨论,引导学生将所学知识运用到解决问题中。例如教学利用积分求不规则物体的体积或质量时,可以在课前给出具体物件(可以根据不同专业来选择具体物件),让学生课后自己去寻找解决办法。教学时可先组织讨论学生想出解决办法,活跃课堂气氛的同时能够激发学生学习兴趣。
(二)数学建模教学内容引入大学数学教材
目前大部分教材基本上以概念、定理、推证、例题、习题的逻辑顺序出现,给出的应用背景多数限于物理应用,同样缺乏活力和生命力。很多学生往往在预习时,看教材的应用背景时就已经对学习这部分内容失去兴趣,有了这样的心理暗示,课堂上教师很难将其注意力吸引住。所以,大学数学的教材编写上,必须重视内容的更新和拓展,引入一些建模实例,通过实例激发学习兴趣,进而增强学生对数学重要性的认识。
(三)根据学生实际情况,分层次进行教学活动
数学基础课程一般都是大班级授课,教学过程中教师不可能监控到每个学生的学习状态。通过数学建模活动,可以有效地考查学生的学习状态,有助于区分学生的学习层次,教师才能真正做到有的放矢,帮助学生发掘自身潜力,培养学生学习成就感,激发学生学习兴趣。
四、结束语
将数学建模思想融入大学数学教学中,给从事数学课程教学的教师带来了新的挑战。尽管面临较大的压力,但如果能够积极发挥自身作用进行改革,在教学过程中逐渐融入数学建模思想,必定会使得我们的大学数学教学工作做得更好,学生更有兴趣学习数学。
参考文献
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[2]吴金枚.数学建模的三大作用[J].当代教育发展学刊,2010:5-6.
[3]沈文选,欧阳新龙.简析中学数学建模的教育性质[J].ForumonCurrentEducation,2002(2):91-92.
[4]江志超,程广涛,张静.高等数学教学中数学建模思想的渗透[J].北华航天工业学院学报,2012,22(2):47-50.
1用字母表示数的思想
用字母表示数是由特殊到一般的抽象,是中学数学中重要的代数方法。初一教材第一章代数初步知识的引言中,就蕴涵用字母表示数的思想,先让学生在引言实例中计算一些具体的数值,启发学生归纳出用字母表示数的思想,认识到字母表示数具有问题的一般性,也便于问题的研究和解决,由此产生从算术到代数的认识飞跃。
学生领会了用字母表示数的思想,就可顺利地进行以下内容的教学:(1)用字母表示问题(代数式概念,列代数式);(2)用字母表示规律(运算定律,计算公式,认识数式通性的思想);(3)用字母表示数来解题(适应字母式问题的能力)。因此,用字母表示数的思想,对指导学生学好代数入门知识能起关键作用,并为后续代数学习奠定了基矗
2分类思想
数学问题的研究中,常常根据问题的特点,把它分为若干种情形,有利问题的研究和解决,这就是数学分类的思想。初一教材中的分类思想主要体现在:(1)有理数的分类;(2)绝对值的分类;(3)整式分类。教学中,要向学生讲请分类的要求(不重、不漏),分类的方法(相对什么属性为类),使学生认识分类思想的意义和作用,只有通过分类思想的教学,才能使学生真正明确:一个字母,在没有指明取值范围时,可以表示大于零、等于零、小于零的三种情形。这是学生首次认识一个有理数的取值讨论的飞跃,不要出现认为一个字母就是正数、一个字母的相反数就是个负数的片面认识。这样,学生做一些有关分类讨论的题也就不易出错,使学生养成运用分类思想解题的习惯,培养严谨分析问题的能力。
3.数形结合的思想
将一个代数问题用图形来表示,或把一个几何问题记为代数的形式,通过数与形的结合,可使问题转化为易于解决的情形,常称为数形结合的思想。初一教材第二章的数轴就体现数形结合的思想。教学时,要讲清数轴的意义和作用(使学生明确数轴建立数与形之间的联系的合理性)。任意一个有理数可用数轴上的一个点来表示,从这个数形结合的观点出发,利用数轴表示数的点的位置关系,使有理数的大小,有理数的分类,有理数的加法运算、乘法运算都能直观地反映出来,也就是借助数轴的思想,使抽象的数及其运算方法,让人们易于理解和接受。所以,这样充分运用数形结合的思想,就可突破有理数及其运算方法的教学困难。
4方程思想
所谓方程的思想,就是一些求解未知的问题,通过设未知数建立方程,从而化未知为已知(此种思想有时又称代数解法)。初一代数开头和结尾一章,都蕴含了方程思想。教学中,要向学生讲清算术解法与代数解法的重要区别,明确代数解法的优越性。代数解法从一开始就抓住既包括已知数、也包括未知数的整体,在这个整体中未知数与已知数的地位是平等的,通过等式变形,改变未知数与已知数的关系,最后使未知数成为一个已知数。而算术解法,往往是从已知数开始,一步步向前探索,到解题基本结束,才找出所求未知数与已知数的关系,这样的解法是从把未知数排斥在外的局部出发的,因此未知数对已知数来说其地位是特殊的。与算术解法相比,代数解法显得居高临下,省时省力。通过方程思想的教学,学生对用字母表示数及代数解法的优越性得到深刻的认识,激发他们学好方程知识,运用方程思想去解决问题。由此,学生用代数方法解决问题和建立数学模型的能力得到了培养。
5化归思想
化归思想是把一个新的(或较复杂的)问题转化为已经解决过的问题上来。它是数学最重要、最基本的思想之一。初一数学中的化归思想主要体现在:
(1)用绝对值将两个负数大小比较化归为两个算术数(即小学学的数)的大小比较。
(2)用绝对值将有理数加法、乘法化归为两个算术数的加法、乘法。
通过这样的化归,学生既对绝对值的作用、有理数的大小比较和运算有清晰的认识,而且对知识的发展与解决的方法也有一定的认识。
(3)用相反数将有理数的减法化归为有理数的加法。
(4)用倒数将有理数除法化归为有理数的乘法。
1.以“儿童”为基本立场的儿童数学教育思想体系
首先,我们确立了以“儿童”作为数学教育研究和实践的基本立场“。儿童数学教育”就是以儿童发展为本,满足儿童发展需求,符合儿童认知规律的教育。进一步,我们需要提炼能反映儿童数学教育系统本质特征的因素。英国学者欧内斯特(P.Ernest)在《数学教育哲学》中,提出了数学教育哲学应围绕以下四个基本问题展开:数学的本质、数学学习活动的本质、数学教育的目的、数学教学活动的本质。参考这一框架,儿童数学教育思想提出了儿童观、儿童数学教育价值观、数学观。(1)儿童观儿童数学教育思想的“儿童观”是:儿童是活生生的人、儿童是发展中的人。“儿童是活生生的人”,意味着儿童是具有丰富情感、有个性、有独立人格的完整的生命体。因此,教师要尊重儿童、理解儿童、善待儿童,使得每一个儿童都能有尊严地生活在集体中。“儿童是发展中的人”,意味着儿童是有潜力的人,但又同时具备不成熟的特点,因此教师要充分相信儿童,要注意开发、挖掘儿童身上的潜能,儿童能做到的教师一定不要包办代替,促进儿童的自我成长,让其在自主探索中形成自信和创新能力。儿童又是未成熟的个体,所以教师要包容、悦纳他们的错误,并善于利用错误资源,使之成为促进儿童再发展的新能源。因此,儿童的学习应是学生的主动建构及与同伴和教师互动交流的活动,是一个自产生、自组织与自发展的过程。教育的任务就是激发和促进儿童“内在潜能”,并使之循着儿童成长的规律获得自然和自由发展。(2)儿童数学教育价值观儿童数学教育思想的“价值观”是:数学教育的价值是促进学生的全面发展,数学教育的目标是使学生在数学学习的过程中汲取知识、增长智慧、浸润人格。为此,教师要教与生活联系的数学,要使学生体验数学知识产生的生活背景,感受数学的发生、发展和应用过程,感受数学的价值;要教相互联系的数学,在学习新知识中播下知识的“种子”,在沟通联系中体会数学的整体;教有思想的数学,注重数学的基本思想,使学生收获数学思考和问题解决的方法,启迪学生的智慧;教美的数学,使学生在学习过程中体会数学的内在魅力,从而产生好奇心和兴趣,进而为形成美的心灵和情操奠定基础;教能完善人格的数学,使学生形成“做真人、懂自律、负责任、有毅力和会自省”的品格。(3)数学观关于数学本质及其作用的认识对学校的数学课程,教学与教学研究的发展有着关键的影响(J.Dossey)。M.Niss更是强调数学教师数学观的重要性,他有一段应当引起所有数学教师深思的话:“缺乏多元多维的数学观也许是今天数学教师的致命弱点。”对于“多元多维”的理解,至少可以体现在如下方面:数学不仅仅是计算,而是包括着数量、关系、图形、规律、不确定性、解决问题等丰富的内容。数学不仅仅包括静止的结果,更包括生动活泼、富有创造的发生、发展和应用过程。数学不仅仅需要演绎推理和证明,还需要观察、分析、类比、归纳、实验等火热的思考,还需要好奇、自信、毅力、实事求是…………
2.以特色课堂为核心的教学策略
在数学教学实践中,吴正宪团队创造了体现儿童数学教育的八种特色课堂:真情流淌的生命课堂、经验对接的主体课堂、思维碰撞的智慧课堂、机智敏锐的灵动课堂、纵横联通的简捷课堂、以做启思的实践课堂、追本溯源的寻根课堂、充满魅力的生活课堂。“真情流淌的生命课堂”的基本特征是:用真心引领学生进行学习;用真情营造学生敢说敢为的学习氛围;用真情唤起学生成长的力量。“经验对接的主体课堂”的基本特征是:运用情境唤起学生的经验;用学生经历过的例子帮助学生学习;鼓励学生形成自己的理解和表达方式。“思维碰撞的智慧课堂”的基本特征是:激发学生在“问题串”中不断深入地进行思考;鼓励学生在比较中辨析;促进学生在解决“冲突”中提升。“机智敏锐的灵动课堂”的基本特征是:预设灵动的学习资源;创造灵动的学习机遇;激发灵动的学习智慧。“纵横联通的简捷课堂”的基本特征是:梳理学生心中的数学;在联系中启发学生新的生长。“以做启思的实践课堂”的基本特征是:鼓励学生在操作和实践中体验;促进学生在体验中进行思考;激发学生在思考中进行创造。“追本溯源的寻根课堂”的基本特征是:体现数学发生和发展的创造过程;在数学思考过程中体验数学的思想方法;感受数学的文化价值。“充满魅力的生活课堂”的基本特征是:从生活实际中创设情境;鼓励学生运用数学解决实际问题;积淀生活经验回归数学。
二、“再起航”:儿童数学教育思想理论内涵的提炼与创新实践
2014年12月8日,北京教育科学研究院儿童数学教育研究所正式成立,研究所的成立是为了真正体现北京教科院基础教育教研工作的价值,促进实现既体现教育真谛又具有首都特色的北京儿童数学教育教学,提炼北京市儿童数学教育思想和教育教学研究成果。研究所的成立标志着儿童数学教育思想研究和实践进入了一个新的阶段,这一阶段的一项重要工作是开展“儿童数学教育思想理论内涵与创新实践”的研究。这项研究工作正是对儿童数学教育思想的深化。深化主要体现在三个方面。第一,在新课程背景下的深化。在课程标准中,对于数学教学提出了一些新要求,比如培养学生发现和提出问题的能力。这些应该在儿童数学教育实践中得以体现。第二,在价值分析、学生研究基础上的深化。儿童数学教学实践,离不开对于教育价值全面实现、遵循儿童学习规律的这些基本问题的叩问。本研究将选择小学数学的某些核心内容开展教育价值分析、学生学习路线的研究,并在此基础上进行教学和评价的整体设计。第三,在实践效果检验下的深化。教学研究和改革的效果如何,需要进一步做教学实验,在实践中加以检验。
1.进一步完善和构建“儿童数学教育思想”
本研究将进一步提炼和总结儿童数学教育思想的内涵,总结出具有普遍意义的儿童观、儿童教育观、数学观,指导数学教学的实践。具体说来,需要回答以下几个主要问题:第一,儿童数学教育思想下的儿童观、儿童教育观、数学观是什么?第二,儿童数学教育思想体系的核心要素及其关系是什么?第三,儿童数学教育思想指导下的课程设计、教学、评价的特点和原则是什么?
2.开展儿童数学教育视角下的整体教学实验
能够对课程与教学实践产生最直接、最为具体影响的教育研究可能非教学改革实验莫属,儿童数学教育思想指导下开展的教学实验必然具备“整体”的特征:第一,教育价值在儿童发展中的整体实现;第二,基于价值分析、学生研究的教学评价的整体设计。根据数学课程改革的新要求、教师实践中的困惑、本课题的研究基础,本课题选择以下两个方面作为研究的切入点:培养学生发现和提出问题能力的整体教学实验、发展学生数据分析观念的统计教学整体实验。(1)培养学生发现和提出问题能力的研究和实践自20世纪80年代以来,有关数学问题提出的教学研究引起了国内外数学教育界的关注。其主要原因在于:以“问题解决”为核心的数学教育改革运动的兴起,以及知识经济社会对数学教育提出的创新人才的培养要求。许多国家都把培养学生的问题提出能力作为一项重要的课程目标,在《义务教育数学课程标准(2011年版)》中,也把原来的“分析和解决问题能力”拓展为“发现和提出、分析和解决问题的能力”。围绕着“培养学生发现和提出问题的能力”,以下问题需要我们深入思考和实践:第一,一个“好”的数学问题发现和提出的过程一般经历了哪些环节?学生的思维过程是什么?第二,不同年级的学生在发现和提出数学问题的目标和过程方面有何差异?促进他们提高的策略方面有什么不同?第三,从整体设计上看,培养学生发现和提出问题能力不仅仅局限在学习之前,素材也不仅仅停留在根据情境提出问题上,特别是如何培养学生运用数学的眼光从生活中发现问题,还有哪些培养目标、培养时机、选择素材和活动设计?第四,发现和提出问题,对于不同学生的作用和价值是什么?(2)发展学生数据分析观念的统计教学研究在《义务教育数学课程标准(2011年版)》中将数据分析观念作为统计课程的核心,并阐述了数据分析观念的内涵“:了解在现实生活中有许多问题应当先做调查研究,收集数据,通过分析做出判断,体会数据中蕴含着信息;了解对于同样的数据可以有多种分析的方法,需要根据问题的背景选择合适的方法;通过数据分析体验随机性,一方面对于同样的事情每次收集到的数据可能不同,另一方面只要有足够的数据就可能从中发现规律,数据分析是统计的核心。”这实际上也体现了人们对统计课程教育价值的深入理解。在教学实际中,无论是教材编写还是教学实施,大家普遍感觉统计知识和技能的落实比较容易,但数据分析观念在各个年级的具体表现是什么,如何根据不同年级学生的特点设计合理的活动来发展数据分析观念,这些都是亟待解决的问题。针对以上的两个切入点,我们将采取教学实验的研究方法,设计基于价值分析、学生研究的整体教学实验方案;按照新的教学实验方案进行教学实验;对于教学实验过程中和之后学生的变化和发展进行评估;分析实验的效果,学生在解决实际问题方面的能力、学生的数据分析观念是否有提高,有哪些方面的提高,其典型表现(群体表现和个案学生表现)是什么;在实验的基础上对于教学和评价提出建议。
3.儿童数学教育思想指导下的课例研究
课例研究将主要通过以下两种途径:第一,运用量化和质性的方法刻画特色课堂的具体特征。本研究将进一步提炼和明确课堂的具体特征指标,一方面运用这些指标对于课例进行量化分析,另一方面对于具体案例进行质性分析,由此描述儿童数学教育思想指导下的课堂教学的具体特征。第二,分析和开发围绕着核心内容的课例。围绕着小学数学教学的核心内容,选择已有体现儿童数学教育思想的优秀案例进行再次验证和分析,并在此基础上开发新的课例,从而形成案例资源库。
其实数学题型万变不离其宗,虽然数学题型有很多,但是考查的知识点却是有限的.所以我们应该从复杂的题型中概括出熟悉的知识点和熟悉的解题步骤,这样才能找到解题的思路,获得解题的技巧.初中数学试卷往往是最后一道题作为整套卷子的压轴题,初中生在面对最后一道题时往往会望而却步,即使并不是太难,但是也不容易找到解题的途径,究其原因大都是因为这些题目对于初中生来说比较生疏.所以针对这种问题就要求教师在日常教学过程中向学生渗透化归思想,让学生在做题时把陌生的题型转化为熟悉的题型,用不变应万变,利用原有的知识和经验来处理难题.
二、运用化归思想,化抽象为具体
要想熟练的掌握化归思想还需要在解决数学问题时,采取迂回的战术而不是对问题直接的进行攻击,要通过变形把要解决的问题处理好.在化归思想中需要化抽象为具体,把复杂的问题和抽象的题型通过这种化归思想转变为简单的问题,具体的问题.教师在教学过程中需要培养学生的这种意识,在学生遇到难懂的问题时引导学生采取这种方法,把抽象的题型划分成小部分,按照步骤各个突破.把抽象化为具体是初中数学化归思想的重要体现,所以要求教师在课堂教学讲解数学知识时注意对这种思想的渗透,在设计数学教学方法时也需要根据学生的需要,迎合学生的心理需求,同时要培养学生运用数学化归思想的能力,不止在平常的数学做题中,还需要针对具体的生活问题运用相应的化归思想.因为数学是来源于生活的,我们需要把数学学习中学到的思想运用到生活实际中,通过转变自身的思维,达到化归思想的最大运用效果.
三、运用化归思想,化一般为特殊
在数学题型中有相对比较特殊的题型,这就需要教师在教学时引导学生对一般问题进行思考,因为“特殊寓于一般之中”,一般情况解决之后,我们可以从一般解题思路中找到比较特殊的解题思想,从而在普遍的解题思想中受到启发,更好地解决数学难题.
四、结语