【摘 要】本文通過教育觀察、調查及實踐等方式,對數(shù)學化思想在初中數(shù)學教學中的應用進行研究,得出了數(shù)學化思想在解決數(shù)學問題、建立數(shù)學模型、構建認知結構等方面應用的可行性結論,并提出了相關建議:數(shù)學化思想要遵循數(shù)學現(xiàn)實原則,要重視學生經歷“數(shù)學化”的過程,實施數(shù)學化教育的途徑和方法。
【關鍵詞】初中數(shù)學;數(shù)學化;思想;研究
初中數(shù)學教育的主要目的是促進學生的全面、可持續(xù)發(fā)展。教學過程中,要結合學生的生活經驗,遵循學生的心理發(fā)育規(guī)律,將抽象的數(shù)學問題轉化為學生熟悉的生活現(xiàn)象,促進學生情感態(tài)度和思維能力的發(fā)展。新課程標準倡導數(shù)學化在初中數(shù)學教學中的應用,就初中數(shù)學教學現(xiàn)狀來看,實施數(shù)學化具有可行性。
一、“數(shù)學化”思想概述
(一)“數(shù)學化”的定義
垂直數(shù)學化大體包括以下內容:用公式表示關系;對規(guī)則做出證明;嘗試運用不同的數(shù)學模型;對數(shù)學模型進行調整和加工;考慮不同的數(shù)學模型的結合和形成統(tǒng)一的新模型;對得到新的數(shù)學概念做出公式化的精確表述。
水平成分的數(shù)學化大體包括以下內容:確定情景問題中包含的數(shù)學成分;通過不同方法使這些數(shù)學成分形象化和公式化;建立數(shù)學成分與已知的數(shù)學模型之間的聯(lián)系;考慮相同數(shù)學成分在不同情景問題中的表現(xiàn);找出蘊涵其中的關系和規(guī)則;做出形式化的表述等。
(二)“數(shù)學化”思想在我國課程改革中的體現(xiàn)
近年來,我國數(shù)學教育改革的很多重大舉措,都滲透著數(shù)學化教育思想。國家教委改變過去的全國使用統(tǒng)一教材的做法,在全國出版8套新教材,實行“一綱多本”,供各中學選用。新教材將教學方法融入教材之中,力求使學生手腦齊動,聽看并用,思維循序漸進,重視學生的認知過程,把課堂變成師生共同活動的場所,廣泛通過舉例、試驗、觀察、想象、猜想、分析和歸納等方法引導學生自己得出有關結論,從而理解掌握數(shù)學知識、培養(yǎng)和發(fā)展學生的邏輯思維。這些都充分體現(xiàn)出數(shù)學化的教育思想。
二、“數(shù)學化”思想的功能性認識
(一)在解決問題方面
目前,“問題解決”已經成為國際數(shù)學教育研究的重要課題。傳統(tǒng)應試教育下“問題解決”表現(xiàn)為:學生被要求去解決由其他人(教師、教材編寫者,出考題者等)所提出的問題,在問題解決過程學生處于被動的地位,沒有突出學生主動建構學習的活動?!皢栴}解決”的教學功能不是教會學生解決別人提出的問題,而是幫助他們學會數(shù)學地思維。因此,要在“問題解決”中強調“問題提出”的重要性。從這個角度來看,“橫向數(shù)學化”就更富有現(xiàn)實意義,橫向數(shù)學化更多關注的是讓學生從實際生活中提出問題,用“再創(chuàng)造”方式學習數(shù)學,更能夠體現(xiàn)數(shù)學知識發(fā)生、發(fā)展和應用的全過程。
(二)在建立數(shù)學模型方面
數(shù)學概念、原理的建立過程,實際上是運用已有的數(shù)學知識和數(shù)學活動經驗,對現(xiàn)實世界中相應事物及其關系進行不斷抽象概括的過程,用現(xiàn)在比較流行的說法,就是建立數(shù)學模型的過程。數(shù)學建模的核心就是現(xiàn)實模型向數(shù)學模型的翻譯,即實際問題數(shù)學化,然而高水準的“數(shù)學建模”需要花費學習者大量的時間,具備寬厚的數(shù)學知識以及許多人的通力合作,從中體會數(shù)學有巨大的應用價值,享受學習數(shù)學的樂趣,重點是培養(yǎng)學生將實際問題轉化為數(shù)學問題的能力,即數(shù)學化的能力。
(三)在數(shù)學認知結構方面
書本上的數(shù)學知識結構只有通過數(shù)學化方式才能轉化為學生的數(shù)學認知結構。數(shù)學認知結構的基本成分是數(shù)學知識、數(shù)學觀念和數(shù)學經驗。其中,數(shù)學知識起著解決戰(zhàn)術問題的作用;數(shù)學觀念、數(shù)學思想和科學的思維方法起著決定戰(zhàn)略方向的作用;而數(shù)學經驗起著如何運用這些戰(zhàn)略,戰(zhàn)術經驗的作用。數(shù)學經驗包括層次較高的一般經驗和處理數(shù)學具體問題及具體內容的經驗。因此,只有通過縱向數(shù)學化的途徑,學生才能掌握和積累數(shù)學經驗,形成具有高度遷移活性的數(shù)學認知結構。
三、“數(shù)學化”思想在初中數(shù)學教育中的應用策略
(一)數(shù)學化思想要遵循數(shù)學現(xiàn)實原則
學生擁有的數(shù)學現(xiàn)實是:每個人都有自己生活、工作和思考著的特定客觀世界以及反映這個客觀世界的各種數(shù)學概念、它的運算方法、規(guī)律和有關的數(shù)學知識結構。有效的數(shù)學化應當建立在學生的數(shù)學現(xiàn)實的基礎上,這樣才能確保學生自己親身參與數(shù)學化過程,主動并積極地經歷數(shù)學化過程。老師要時刻關注生活,研究數(shù)學,研究學生,為學生創(chuàng)設一種可以活動的數(shù)學環(huán)境。生活處處都可能給學生提供數(shù)學化的機會,這種生活化的現(xiàn)實是為學生所熟知的,合理地發(fā)掘和利用,會有很不錯的效果。此外,我們教學時設置數(shù)學情境,應當關注學生已有的數(shù)學現(xiàn)實,同時我們還有理由去了解學生的“最近發(fā)展區(qū)”,問題情境結合學生的最近發(fā)展區(qū),能確保學生“跳一跳,摘到桃”。
(二)要重視學生經歷“數(shù)學化”的過程
有利于激發(fā)學生“創(chuàng)造”數(shù)學的熱情,數(shù)學比任何其他的自然科學都更易于創(chuàng)造,學生經歷“數(shù)學化”過程,在教師的引導下由學生獨立創(chuàng)造出結論,教師予以點評,能夠有效激發(fā)學生的“再創(chuàng)造”數(shù)學的熱情,調動學習數(shù)學的主動性和積極性;培養(yǎng)“數(shù)學化”能力,老師引導學生經歷抽象,數(shù)學化過程,加強解決現(xiàn)實問題的數(shù)學模型的認識,同時通過數(shù)學模型的訓練,使學生形成用數(shù)學理論解決實際問題的意識,培養(yǎng)了學生對現(xiàn)實問題的“數(shù)學化”能力;讓不同的學生在數(shù)學上得到不同的發(fā)展,在“數(shù)學化”過程中,由于學生親身經歷,把好奇心轉化為對學習數(shù)學的興趣,激發(fā)了學生對學習數(shù)學的信心,獲得了發(fā)現(xiàn)數(shù)學知識的成就感。
(三)實施數(shù)學化教育的途徑和方法
建模是數(shù)學化的一個重要方面,即從實際問題出發(fā),通過抽象概括建立數(shù)學模型,來認識和解決實際問題。建模過程是一個應用數(shù)學知識和數(shù)學思想方法解決實際問題的過程,是一個橫向數(shù)學化和縱向數(shù)學化的過程。反思自己的數(shù)學活動是數(shù)學化的一個重要組成部分,數(shù)學反思就是認知者在數(shù)學思維過程中對自己數(shù)學認識過程的自我意識、自我評價、自我探究、自我監(jiān)控、自我調節(jié)。有了反思才能使數(shù)學化的過程更加豐富,得到的概念才能更加的貼切,得到的公式才能更加的精練,原理才能更加的合理。再創(chuàng)造是數(shù)學化的一個重要步驟,“數(shù)學化”不僅是數(shù)學知識的應用,也可以是數(shù)學知識的“再創(chuàng)造”。這種“數(shù)學化”的再創(chuàng)造包括形式化的、公理化的和模式化的再創(chuàng)造,培養(yǎng)學生解決問題的能力,養(yǎng)成借助各種有效方式努力思考的好習慣,同時也能逐步轉變學生的學生觀念,變被動學習為主動學習,更重要的是有助學生樹立自信心,迎接更高的目標的挑戰(zhàn)。
四、結論
通過以上探究,筆者認為數(shù)學化是數(shù)學活動的主要特征,在初中數(shù)學教育中滲透數(shù)學化思想是切實可行的,它有助于更好地落實義務教育階段新課程標準的理念,促進教師的教育方式和學生的學習方式轉變,能更好地激發(fā)學生的學習興趣和求知的欲望,促進學生的發(fā)展。
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作者簡介:
王婷,(1983~),女,吉林白城人,畢業(yè)于白城師范學院,數(shù)學老師,本科,研究方向:數(shù)學教育。