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数学思想是对数学规律的本质认识,是数学科学与数学学科所固有的,是数学的灵魂.而数学方法是指具体的,操作性较强的办法.中学数学思想方法,一般认为分为三类:一是操作性较强的方法,即技巧性方法,如换元法、待定系数法、对称法、参数法等;二是逻辑思想方法,包括类比、归纳、演绎、分析、综合、抽象、概括等;三是全局型的数学思想方法,如公理化方法、坐标方法、极限方法、模型方法等。这三类方法相辅相成,共同促进数学的发展。下面就具体教学中如何将数学思想方法逐步让学生理解、掌握谈一些粗浅的看法。
一、在概念教学中挖掘数学思想方法
数学思想方法是数学概念的核心。在概念教学中首先让学生认识引入概念的必要性,创设思维情境,对感性材料进行分析,抽象概括。如在讲等差数列时,首先给出引例,结合实际问题,然后通过归纳、概括总结得出等差数列定义,得到定义后,如何应用定义进一步研究等差中项、通项公式及求和公式,进而建立等差数列的一条列知识体系。
其次,就是对概念的理解过程。这是复杂的数学思维过程。是高层次的认识,是对新知识的加工,旧知识的应用,同时也是新的数学思想系统的建立和调整过程。为了使学生正确而有效地理解数学概念,必须激发学生学习的动机和兴趣,引导学生对概念、定义和结构进行分析,明确概念内涵及外延,在此基础上再启发学生归纳概括出性质及应用范围,以及利用概念进行判断、计算、证明等。
概念教学的主要目的之一又在于应用概念解决实际问题。因此,在概念教学中,应阐明数学概念及特征在实践中的应用。如在等比数列教学中,解决细胞分裂问题,又如在研究抛物线图像时,引入炮弹在什么情况下发射,才能使射程最大(射出方向与水平线夹角成45°时,射程最大),在抛铅球、手榴弹、铁饼等时,道理相同。这样就可以激发学生学习的兴趣,探究数学学习的思想方法,提高学生用概念解决实际问题的能力。
总之,从概念的形成过程出发,经过引入,理解,应用等,不仅培养了学生的创造性思维,而且贯穿了研究问题的各种思想方法。
二、在教学中突出基本思想方法
中学数学中有一些数学思想方法,它渗透于各类知识之中,在数学学习的各个阶段都起着重要的作用,这些基本思想方法是学习中学数学知识的精髓。
1、转化的思想方法(化归思想方法)
数学问题的解决过程是一系列转化的过程,转化是化繁为简,化难为易,化未知为已知,化陌生为熟知的有力手段,是解决问题的一种最基本的思想。在中学数学中,常用的化高次为低次、化多元为一元,化高维为低维,空间问题平面化等都是转化思想的体现。在具体内容上,解方程组的加减、代入消元法,高次方程一次化,乘方与开方的转化,数形转化,添设辅助线,设辅助元,构造新方程,代数问题三角换元法等都达到了转化的目的。因此,教师在教学中,应从思想上认识转化思想方法的重要性,学生在潜移默化作用下,掌握这种思想方法。
2、分类讨论的基本思想方法
分类思想是自然科学及社会科学研究的基本逻辑方法。分类思想渗透到中学数学的各个方面,如概念的定义,定理的证明,法则的推导,含绝对值代数式的处理,有关图形的证明、讨论,根式的分类,三角形的分类,解含有字母已知数的方程、不等式,一元二次方程根的判别式的讨论,对数、指数函数中底数的分类,等比数列中公比的分类等。这些分类方法典型可行,若不进行分类,有关问题就无法解决或导致错误的发生。掌握分类方法,要注意研究问题范围,分类应不重不漏,逐类讨论,归纳结论。分类讨论有助于准确理解知识,整理知识,消化知识和独立获取知识,因此,教师应合理准确及时地启发学生掌握分类讨论的思想。
3、数形结合的思想方法
“数”与“形”是数学研究中既有区别又有联系的两个对象。是数学上不可分割的两大支柱。数形结合为代数問题与几何问题的联系架通了桥梁,也为学习函数、三角、解析几何奠定了基础。新教材特别强化了“数形结合”的思想,如在函数一章中,明确指出通过观察图象,对函数是否具有某种性质,作出一种猜想,然后通过推理的方法,证明这种猜想的正确性,并指出这是发现问题和解决问题的一种常用思想方法。在解析几何中,由于几何研究的是图形,而图形的直观性会帮助我们发现问题,启发思路,找到解决问题的有效办法,所以在解题中往往先画出草图,观察分析其特征,将形与数结合起来。特别是新教材,“直线、平面、简单几何体”一章中,对形、数结合的思想更是提高到了一个新水平。要求学生注意提高空间想象力和逻辑思维能力,使自己的画图、识图、解释图的水平不断提高,把对问题的图形表示、符号表示、文字表示联系起来,形成整体认识,使自己能正确运用所学概念和定理公式等,进行合理的论证和计算。这样,数与形被自然地结合起来,使它不但成为解决某些数学问题的方法,而且作为一种数学思想溶于高中数学教学中,这正如华罗庚说过的“数缺形时少直觉,形少数时难入微。”以“形”的直观启迪思路导致发现;以“数”的严谨来表述来论证发现的正确,图形能帮助学生插上想象的翅膀。总之,数形结合思想贯穿于中学教学始终,教师要转变观念,加深理解,有意识地强化数形结合思想,让学生掌握基本思想方法,理解数形结合双向转化,提高解题能力。
三、通过例题、练习题、作业来提炼数学思想方法
例题是教科书的重要组成部分,是学生掌握知识、理解知识的主渠道。例题的选配都是经过长期推敲、精心筛选的典型范例,是学生掌握三基(基本知识、基本技能、基本方法)的主要来源。每个例题至少贯穿了一种以上的数学思想方法。教学中除了要将例题本身所隐含的思想方法传授给学生外,还可将例题演变、引申、推广,从而使学生思维得到锻炼。如在几何命题的证明中,交换命题的题设与结论,改变图形的位置,减弱条件或加强条件都可使学生掌握数学思想方法。在代数中,一般问题特殊化,具体问题一般化等。都可使学生发现知识内部联系,培养学生思维的敏捷性、灵活性、创造性。因此,教师备课要多层次、多角度研讨例题,达到教学效果的事半功倍,让学生举一反三,触类旁通,提高应变能力。在教学中,课堂练习必不可少,一般情况下可用以下三种练习类型使学生掌握其思想方法。一是准备讲解新知识而练,起承上启下,激发学生学习兴趣的作用。多以生活、生产为原型来设计的练习题。使学生认识到所学知识来源于实际,提高学生抽象、概括、转化的能力。二是为理解新概念、定义、定理性质而选的专项练习,这类练习对所学知识重点、难点、关键起突出、突破、把握的作用。通过这类练习使学生掌握系统化、规范化的思想方法。三是为运用、巩固新知识而选择的练习题,这类练习题要有坡度、有层次,题型多变灵活,由简单到复杂,让学生提炼化归、概括、类比等数学思想方法,提高分析问题和解决问题的能力。
作业题的布置,完成对数学教学必不可少,对习题处理,教师要求学生进行多层次探索,对题目要进行横向剖析、纵向延伸,学会一题驾驭一类,从不同角度思考同一问题,能够一题多解,培养学生的创造性思维。另外,教师要辅导学生善于利用结论,以题解题,归纳类型,总结规律,掌握方法。
例题、练习题、习题三者有机结合,针对具体内容,具体分析,合理搭配,互相补充,达到锻炼学生思维,提炼数学思想方法之目的。
总之,对于数学而言“知识是躯体,问题是心脏,思维是灵魂,方法是行为”。在数学教学中,思想方法的提炼是一个逐步认识,逐步探索,逐步总结的过程。要长期渗透、点滴积累,才能取得良好的效果。
参考文献
[1] 《新课程标准》
[2]《基础课程改革》
[3]《数学思维与方法论》 张维忠著
[4]《从高等数学看中学数学》吕世虎 徐兆亮等著
一、在概念教学中挖掘数学思想方法
数学思想方法是数学概念的核心。在概念教学中首先让学生认识引入概念的必要性,创设思维情境,对感性材料进行分析,抽象概括。如在讲等差数列时,首先给出引例,结合实际问题,然后通过归纳、概括总结得出等差数列定义,得到定义后,如何应用定义进一步研究等差中项、通项公式及求和公式,进而建立等差数列的一条列知识体系。
其次,就是对概念的理解过程。这是复杂的数学思维过程。是高层次的认识,是对新知识的加工,旧知识的应用,同时也是新的数学思想系统的建立和调整过程。为了使学生正确而有效地理解数学概念,必须激发学生学习的动机和兴趣,引导学生对概念、定义和结构进行分析,明确概念内涵及外延,在此基础上再启发学生归纳概括出性质及应用范围,以及利用概念进行判断、计算、证明等。
概念教学的主要目的之一又在于应用概念解决实际问题。因此,在概念教学中,应阐明数学概念及特征在实践中的应用。如在等比数列教学中,解决细胞分裂问题,又如在研究抛物线图像时,引入炮弹在什么情况下发射,才能使射程最大(射出方向与水平线夹角成45°时,射程最大),在抛铅球、手榴弹、铁饼等时,道理相同。这样就可以激发学生学习的兴趣,探究数学学习的思想方法,提高学生用概念解决实际问题的能力。
总之,从概念的形成过程出发,经过引入,理解,应用等,不仅培养了学生的创造性思维,而且贯穿了研究问题的各种思想方法。
二、在教学中突出基本思想方法
中学数学中有一些数学思想方法,它渗透于各类知识之中,在数学学习的各个阶段都起着重要的作用,这些基本思想方法是学习中学数学知识的精髓。
1、转化的思想方法(化归思想方法)
数学问题的解决过程是一系列转化的过程,转化是化繁为简,化难为易,化未知为已知,化陌生为熟知的有力手段,是解决问题的一种最基本的思想。在中学数学中,常用的化高次为低次、化多元为一元,化高维为低维,空间问题平面化等都是转化思想的体现。在具体内容上,解方程组的加减、代入消元法,高次方程一次化,乘方与开方的转化,数形转化,添设辅助线,设辅助元,构造新方程,代数问题三角换元法等都达到了转化的目的。因此,教师在教学中,应从思想上认识转化思想方法的重要性,学生在潜移默化作用下,掌握这种思想方法。
2、分类讨论的基本思想方法
分类思想是自然科学及社会科学研究的基本逻辑方法。分类思想渗透到中学数学的各个方面,如概念的定义,定理的证明,法则的推导,含绝对值代数式的处理,有关图形的证明、讨论,根式的分类,三角形的分类,解含有字母已知数的方程、不等式,一元二次方程根的判别式的讨论,对数、指数函数中底数的分类,等比数列中公比的分类等。这些分类方法典型可行,若不进行分类,有关问题就无法解决或导致错误的发生。掌握分类方法,要注意研究问题范围,分类应不重不漏,逐类讨论,归纳结论。分类讨论有助于准确理解知识,整理知识,消化知识和独立获取知识,因此,教师应合理准确及时地启发学生掌握分类讨论的思想。
3、数形结合的思想方法
“数”与“形”是数学研究中既有区别又有联系的两个对象。是数学上不可分割的两大支柱。数形结合为代数問题与几何问题的联系架通了桥梁,也为学习函数、三角、解析几何奠定了基础。新教材特别强化了“数形结合”的思想,如在函数一章中,明确指出通过观察图象,对函数是否具有某种性质,作出一种猜想,然后通过推理的方法,证明这种猜想的正确性,并指出这是发现问题和解决问题的一种常用思想方法。在解析几何中,由于几何研究的是图形,而图形的直观性会帮助我们发现问题,启发思路,找到解决问题的有效办法,所以在解题中往往先画出草图,观察分析其特征,将形与数结合起来。特别是新教材,“直线、平面、简单几何体”一章中,对形、数结合的思想更是提高到了一个新水平。要求学生注意提高空间想象力和逻辑思维能力,使自己的画图、识图、解释图的水平不断提高,把对问题的图形表示、符号表示、文字表示联系起来,形成整体认识,使自己能正确运用所学概念和定理公式等,进行合理的论证和计算。这样,数与形被自然地结合起来,使它不但成为解决某些数学问题的方法,而且作为一种数学思想溶于高中数学教学中,这正如华罗庚说过的“数缺形时少直觉,形少数时难入微。”以“形”的直观启迪思路导致发现;以“数”的严谨来表述来论证发现的正确,图形能帮助学生插上想象的翅膀。总之,数形结合思想贯穿于中学教学始终,教师要转变观念,加深理解,有意识地强化数形结合思想,让学生掌握基本思想方法,理解数形结合双向转化,提高解题能力。
三、通过例题、练习题、作业来提炼数学思想方法
例题是教科书的重要组成部分,是学生掌握知识、理解知识的主渠道。例题的选配都是经过长期推敲、精心筛选的典型范例,是学生掌握三基(基本知识、基本技能、基本方法)的主要来源。每个例题至少贯穿了一种以上的数学思想方法。教学中除了要将例题本身所隐含的思想方法传授给学生外,还可将例题演变、引申、推广,从而使学生思维得到锻炼。如在几何命题的证明中,交换命题的题设与结论,改变图形的位置,减弱条件或加强条件都可使学生掌握数学思想方法。在代数中,一般问题特殊化,具体问题一般化等。都可使学生发现知识内部联系,培养学生思维的敏捷性、灵活性、创造性。因此,教师备课要多层次、多角度研讨例题,达到教学效果的事半功倍,让学生举一反三,触类旁通,提高应变能力。在教学中,课堂练习必不可少,一般情况下可用以下三种练习类型使学生掌握其思想方法。一是准备讲解新知识而练,起承上启下,激发学生学习兴趣的作用。多以生活、生产为原型来设计的练习题。使学生认识到所学知识来源于实际,提高学生抽象、概括、转化的能力。二是为理解新概念、定义、定理性质而选的专项练习,这类练习对所学知识重点、难点、关键起突出、突破、把握的作用。通过这类练习使学生掌握系统化、规范化的思想方法。三是为运用、巩固新知识而选择的练习题,这类练习题要有坡度、有层次,题型多变灵活,由简单到复杂,让学生提炼化归、概括、类比等数学思想方法,提高分析问题和解决问题的能力。
作业题的布置,完成对数学教学必不可少,对习题处理,教师要求学生进行多层次探索,对题目要进行横向剖析、纵向延伸,学会一题驾驭一类,从不同角度思考同一问题,能够一题多解,培养学生的创造性思维。另外,教师要辅导学生善于利用结论,以题解题,归纳类型,总结规律,掌握方法。
例题、练习题、习题三者有机结合,针对具体内容,具体分析,合理搭配,互相补充,达到锻炼学生思维,提炼数学思想方法之目的。
总之,对于数学而言“知识是躯体,问题是心脏,思维是灵魂,方法是行为”。在数学教学中,思想方法的提炼是一个逐步认识,逐步探索,逐步总结的过程。要长期渗透、点滴积累,才能取得良好的效果。
参考文献
[1] 《新课程标准》
[2]《基础课程改革》
[3]《数学思维与方法论》 张维忠著
[4]《从高等数学看中学数学》吕世虎 徐兆亮等著