摘要:羅素說過:“什么是數(shù)學(xué)?數(shù)學(xué)就是符號加邏輯”。 數(shù)學(xué)符號準(zhǔn)確、清晰,具有簡約思維、提高效率、便于交流的功能。如果說“數(shù)學(xué)是思維的體操”,那么數(shù)學(xué)符號的組合則譜成了“體操進(jìn)行曲”。數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對初中學(xué)生的數(shù)學(xué)符號意識提出以下要求:“能從具體情況中抽象出數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律,并用符號表示;理解符號所代表的數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律;會進(jìn)行符號間的轉(zhuǎn)換;能選擇適當(dāng)?shù)某绦蚪鉀Q用符號所表示的問題?!?符號給數(shù)學(xué)理論的表述和論證帶來的極大方便,甚至是必不可少的。因此,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的目標(biāo)之一是使學(xué)生懂得符號的意義,會用符號解決實(shí)際問題和數(shù)學(xué)本身的問題,培養(yǎng)學(xué)生的符號意識。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)符號;意識;理解;培養(yǎng)
中圖分類號:G625.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編號:1672-1578(2016)06-0212-01
學(xué)生在小學(xué)時(shí)的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的思維是一種在具體物質(zhì)結(jié)構(gòu)上的感性思維,是一種具體的形象思維。隨著年齡增長,學(xué)生的思維水平和能力有所增長,也從形象思維慢慢像抽象邏輯思維過渡。于是課程的結(jié)構(gòu)設(shè)置也從數(shù)的認(rèn)識慢慢擴(kuò)充到代數(shù)的思想。初中數(shù)學(xué)不再是單純的計(jì)算,從具體發(fā)展到抽象,從文字發(fā)展到符號,由靜態(tài)發(fā)展到動(dòng)態(tài),要求學(xué)生在認(rèn)知結(jié)構(gòu)上發(fā)生根本變化。初一階段是學(xué)生從數(shù)到代數(shù)的認(rèn)識的過渡,也是學(xué)生培養(yǎng)數(shù)學(xué)符號的關(guān)鍵過程。
初一階段所接觸的數(shù)學(xué)符號概括起來只有四類——意義符號,性質(zhì)符號,運(yùn)算符號、關(guān)系符號。意義符號包括單字符的a,α、β、θ、△、∵、∴等等有一定特殊意義的符號;性質(zhì)符號“±”表示數(shù)的正負(fù);運(yùn)算符號“||”、“+-×÷及an”“ ”“± ”表示要進(jìn)行一定運(yùn)算的符號;關(guān)系符號“⊥”“∥”“≥”“≤”“∽”“≌”。當(dāng)然還有一些是前面幾種符號組合起來的公式型的符號,比如“a2-b2=(a+b)(a-b)”“(a±b)2=a2±2ab+b2”“若abc”等等。對于大多數(shù)意義型的符號和關(guān)系型的符號,意義單一學(xué)生理解起來比較簡單,應(yīng)用起來也沒有大的障礙。而那些具有新意義的運(yùn)算符號和公式結(jié)構(gòu)的理解,學(xué)生就非常容易混淆。其中學(xué)習(xí)“數(shù)a”“±”“||”“ ”“a2-b2=(a+b)(a-b)”等公式型符號是整個(gè)符號意識培養(yǎng)過程中的難點(diǎn)。
1.理解同符多義,不同場景意義不同,用法也不同
比如“±”,過去他們只是代表加或者減,只是運(yùn)算符號。學(xué)習(xí)了正負(fù)數(shù)之后,他們的意義發(fā)生了擴(kuò)充。尤其是“—”,學(xué)生剛進(jìn)入初中就遇到這個(gè)攔路虎。它代表三種含義——放在前后數(shù)起連接作用時(shí)表運(yùn)算符號表,如2-3讀“2減3”;放在單獨(dú)一個(gè)數(shù)前面表性質(zhì)“正或負(fù)”,比如剛才那個(gè)式子的值算出來就是2-3=-3;放在一個(gè)整體單項(xiàng)式或多項(xiàng)式前面表示取相反數(shù),如-(2-3),表示2減3的相反數(shù)。 很多學(xué)生容易在相反數(shù)這個(gè)新意義上和負(fù)號弄混,因此當(dāng)出現(xiàn)-a時(shí),學(xué)生剛開始很難反應(yīng)過來這表示a的相反數(shù)而錯(cuò)誤的直接以為這就是個(gè)負(fù)數(shù)。
2.理解符號的運(yùn)算意義,避免粗心易算錯(cuò)
在整個(gè)初中階段,因?yàn)殡[含意義而出錯(cuò)的通常有“||”“a2”,而這兩個(gè)符號在初一階段都先后接觸到了。首先對于這兩個(gè)符號的理解,就是從概念出發(fā),學(xué)生要意識到它們是運(yùn)算符號,都具有非負(fù)性,也就是說算出來的結(jié)果都不會是負(fù)數(shù)。學(xué)生順向應(yīng)用它們的運(yùn)算符號可能問題不大,但是逆向運(yùn)用時(shí)就容易忽略它們的隱含意義了。比如|x|=5,x2=5,任何數(shù)都可以求絕對值,任意數(shù)都可以求平方,而初學(xué)者往往會遺漏掉負(fù)的那一個(gè)解。
對于比較相近的幾個(gè)符號,求算數(shù)平方根“ ”、求平方根“± ”、以及求某個(gè)數(shù)的負(fù)平方根“- ”學(xué)生實(shí)際上也是很容易混亂的。在教學(xué)中,教師應(yīng)反復(fù)訓(xùn)練學(xué)生把文字語言轉(zhuǎn)化成符號語言以及把符號語言翻譯成文字語言的意識。否則我們就會遇到求16的平方根就是算±16=±4,在教學(xué)中我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生常常會表示成16=±4這樣的情況。
“||”與“a2”“ ”都有一定的隱含意義,是具有非負(fù)性的,而“ ”具有雙重非負(fù)性。因此在解題時(shí),就應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生分析這些符號的隱含意義,由此找到解題突破口。比如“已知y=x-1+1-x,求x,y”以及“已知|x-2|+(y-2)2+z-2=0求x、y”在區(qū)別這兩個(gè)題的考點(diǎn)時(shí),學(xué)生容易混亂。他們不知道這樣的題目是考察每一項(xiàng)整體的非負(fù)性還是用被運(yùn)算符號所作用的里面的式子具有非負(fù)性,因此這些解答題的過程中書寫就非常的混亂,甚至不寫依據(jù)直接求答案。這一塊對于初一的學(xué)生就是個(gè)難點(diǎn),甚至到了初三也不一定能熟練掌握。
3.理解符號運(yùn)算的先后順序,避免亂算錯(cuò)算
初一下學(xué)期很多運(yùn)算符號都學(xué)完了,當(dāng)各種符號綜合起來起來時(shí)學(xué)生容易出現(xiàn)運(yùn)算順序混亂及其相關(guān)困難。從最初的有理數(shù)的計(jì)算開始——"先算乘方再算乘除最后算加減"的訓(xùn)練時(shí)容易混亂,比如-(-3)2就會有孩子先處理兩個(gè)負(fù)號再取平方錯(cuò)誤的得到9這個(gè)答案;比如“求36的平方根”,很多初學(xué)平方根的學(xué)生容易直接寫±6,其實(shí)他們就是沒有理解本題的考點(diǎn)在于先算36的算術(shù)平方根,再求其平方根。又比如符號運(yùn)算典型問題:a2=|a|與(a)2=a的理解過程中,很多學(xué)生是通過代值驗(yàn)算來得出的結(jié)論,而當(dāng)學(xué)生真正理解清楚符號的隱藏意義及算法的先后區(qū)別之后,這兩者的區(qū)別就非常明顯了。
4.對代數(shù)結(jié)構(gòu)的解讀應(yīng)該更細(xì)致清晰,才能讓學(xué)生突破符號理解的難點(diǎn)
代數(shù)的實(shí)質(zhì)是結(jié)構(gòu),學(xué)生只有把握好代數(shù)結(jié)構(gòu)才能真正理解并應(yīng)用公式。比如在不等式性質(zhì)一節(jié)內(nèi)容中“若a>b,c>0,則ac>bc”這里的a、b、c都可以是一個(gè)正數(shù)負(fù)數(shù)、零,也可以是一個(gè)代數(shù)式,而學(xué)生遇到用字母表示代數(shù)式的時(shí)候就容易出現(xiàn)困難。比如對“若a(c2+1)>b(c2+1),則a>b”的理解,學(xué)生會把條件和結(jié)論弄反,不太清楚是這個(gè)不等式兩邊分別除了一個(gè)大于0的數(shù)不等式方向不變的原理。又比如公式“a2-b2=(a+b)(a-b)”中,a與b沒有先后之分,只有符號相同和相反的區(qū)別,可是學(xué)生就容易從表面理解公式里的先后。比如(-3-2)×(3-2),學(xué)生就容易算成32-22。出現(xiàn)這些問題的原因就是初一學(xué)生對于代數(shù)公式的理解還處于感性模仿的水平,因此教師在教學(xué)中對代數(shù)結(jié)構(gòu)的解讀應(yīng)該更細(xì)致清晰才能讓學(xué)生突破符號理解的難點(diǎn)。
總之,初一學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)符號一定要從感性到理性,然后靈活運(yùn)用。重在理解符號的意義,符號意識的培養(yǎng)是在學(xué)習(xí)過程中逐步體驗(yàn)和建立起來的。教師在實(shí)際教學(xué)中要不斷引導(dǎo)學(xué)生把文字信息轉(zhuǎn)化成符號語言,并不斷發(fā)展學(xué)生的符號認(rèn)知能力和提高解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的語言組織與表達(dá)能力,通過對公式的變形處理,進(jìn)一步增強(qiáng)了符號意識。
參考文獻(xiàn):
[1] 鄭毓信 “數(shù)感”“符號感”與其它——《課程標(biāo)準(zhǔn)》大家談[J] 數(shù)學(xué)教育學(xué)報(bào)2002.11
[2] 劉雅琴.數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生的符號感[J].中小學(xué)數(shù)學(xué),2006.
作者簡介:
周忠誠,本科,中教一級。 重要榮譽(yù):本文收錄到教育理論網(wǎng)。