浅谈数学概念教学
吴中才
【摘要】数学离不开推理,推理又离不开判断,而判断又是以概念为基础的.因此,数学概念在数学推理与数学教学中有着至关重要的作用.针对概念获得的两种基本方式——概念形成与概念同化,概念教学通常包括四个主要环节:概念的引入、概念的形成、概念的明确(辨析)、概念的精致.
【关键词】概念;数学概念;概念教学
概念是反映事物本质属性的思维形式.正确的概念是科学抽象的结果.人们在实践的基础上得到了丰富的感性认识材料,经过去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的改造过程,舍掉了事物的一些次要方面,保留了事物的本质属性,形成了概念.
例如“积分”的概念,分割→求和→求极限,其中分割要求无限细.将区间等分并不是它的本质特征,只要让所有区间的长度均趋近于0即可.而教材给出的两个例子(一个求曲边三角形的面积,一个求变力做功)都是采用等分的办法,在这两个例子的基础上讲述积分的概念,就需要澄清区间的分割并不一定要等分,更要让学生明白为什么要等分(方便求和).另外,取小矩形的高时,两个引例取的都是小区间的端点处的函数值,这也不是本质特征,其实在小区间内任取一点处的函数值均可作为小矩形的高,教学时也要让学生明白为什么取端点函数值(还是方便计算).
数学离不开推理,推理又离不开判断,而判断又是以概念为基础的.因此,概念不清,数学推理寸步难行.所以,有人说概念是思维的细胞.
例如,两个平面平行的概念是我们研究两平面平行的判定和性质的基础,如果不清楚两个平面平行的概念,就无法证明两个平面平行的判定(运用反证法的思维起点就是定义),也无法研究两平面平行的性质定理了.
1概念的分类
数学概念分为两类:一类是对现实对象或关系直接抽象而成的概念;另一类是纯数学抽象物,这类概念是抽象逻辑思维的产物,是一种数学逻辑构造,没有客观实在与之对应,这类概念对建构数学理论非常重要,是数学深入发展的逻辑源泉.
例如,直线、平面、异面直线等就是直接抽象而成的概念;集合、函数、方程等则是纯数学抽象物.
2概念的掌握
概念的掌握又称概念的获得,一般有两种基本方式──概念形成与概念同化.这里,概念形成侧重指由具体到抽象、由特殊到一般、经过分析综合去掉非本质特征,保留本质属性的过程.概念同化则指依赖学习者认知结构中原有的概念,以定义的方式直接向学习者提示概念的本质属性的方式.前者更适合低年级学生,后者更适合高年级学生.在下面的“概念的形成”环节,包括概念形成与概念同化两种不同的获得方式.
认识论原理告诉我们,人们不可能一次地和孤立地认识一类事物的本质特征,而是用联系的观点,并且要经历一个由感性到理性的发展过程.因此,我们不能孤立地来谈论概念教学,应该把概念放到整个体系中去考察,但要分阶段处理.
例如,“函数”在初中是从运动变化的角度,用变量的观点进行定义的,主角是变量,而变量往往有着一定的实际意义;高中则是以集合论为基础,用对应(映射)的观点进行定义的,突破了变量的局限,如理解y=1是否是函数,理解数列是特殊的函数,用映射的观点就容易理解了;到大学还会讲到隐函数,将函数与方程联系起来了,同时还要注意到函数与方程的区别.同一个概念在不同阶段可以得到不同的发展,但在不同阶段也应当有不同的教学要求.
3概念的教学
概念教学一般有四个主要环节:概念的引入、概念的形成、概念的明确(辨析)、概念的精致.
概念的引入一般结合学生已有的知识经验和生活经验,让学生感受到学习概念的必要性,体会到概念的作用.常常采用从类比引入、从旧知引入、从需要引入等方式.例如,球的概念可以类比圆的概念引入,二面角的概念可类比平面角的概念引入.
在概念的形成环节,要引导学生思考、概括,促进学生对概念的有效同化,可以从以下几点设计教学:(1)向学生提供适当数量、适当强度的刺激模式,以便于学生分析、比较;(2)让学生进行充分的自主活动,使他们有机会经历概念产生的过程,并从共同属性中抽象出本质属性;(3)概括成概念后,教师适当引导学生对认知结构中的新旧概念进行分化,并将新概念纳入到已有的概念系统中去.
概念的明确需要从概念的内涵和外延两个方面来考虑.明确概念之后,还要把概念纳入到概念体系中,去明确概念间的关系.
概念的精致实质上是对数学概念的内涵与外延进行尽量详细的“深加工”,对概念要素与关键词进行具体界定,获得概念的某些限制条件,以使学生建立更清晰的概念表象,对概念的细节把握更加准确,等等.概念的精致通常表现为对各种可能的特例进行剖析,分析可能发生的概念理解错误,理解概念的各种变式,还包括掌握概念的多元表征(如形象表征、符号表征等),并能在各种表征间灵活转化,这也是数学概念教学的基本策略.
下面看一个“函数极值”概念的教学设计案例:
【摘要】数学离不开推理,推理又离不开判断,而判断又是以概念为基础的.因此,数学概念在数学推理与数学教学中有着至关重要的作用.针对概念获得的两种基本方式——概念形成与概念同化,概念教学通常包括四个主要环节:概念的引入、概念的形成、概念的明确(辨析)、概念的精致.
【关键词】概念;数学概念;概念教学
概念是反映事物本质属性的思维形式.正确的概念是科学抽象的结果.人们在实践的基础上得到了丰富的感性认识材料,经过去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的改造过程,舍掉了事物的一些次要方面,保留了事物的本质属性,形成了概念.
例如“积分”的概念,分割→求和→求极限,其中分割要求无限细.将区间等分并不是它的本质特征,只要让所有区间的长度均趋近于0即可.而教材给出的两个例子(一个求曲边三角形的面积,一个求变力做功)都是采用等分的办法,在这两个例子的基础上讲述积分的概念,就需要澄清区间的分割并不一定要等分,更要让学生明白为什么要等分(方便求和).另外,取小矩形的高时,两个引例取的都是小区间的端点处的函数值,这也不是本质特征,其实在小区间内任取一点处的函数值均可作为小矩形的高,教学时也要让学生明白为什么取端点函数值(还是方便计算).
数学离不开推理,推理又离不开判断,而判断又是以概念为基础的.因此,概念不清,数学推理寸步难行.所以,有人说概念是思维的细胞.
例如,两个平面平行的概念是我们研究两平面平行的判定和性质的基础,如果不清楚两个平面平行的概念,就无法证明两个平面平行的判定(运用反证法的思维起点就是定义),也无法研究两平面平行的性质定理了.
1概念的分类
数学概念分为两类:一类是对现实对象或关系直接抽象而成的概念;另一类是纯数学抽象物,这类概念是抽象逻辑思维的产物,是一种数学逻辑构造,没有客观实在与之对应,这类概念对建构数学理论非常重要,是数学深入发展的逻辑源泉.
例如,直线、平面、异面直线等就是直接抽象而成的概念;集合、函数、方程等则是纯数学抽象物.
2概念的掌握
概念的掌握又称概念的获得,一般有两种基本方式──概念形成与概念同化.这里,概念形成侧重指由具体到抽象、由特殊到一般、经过分析综合去掉非本质特征,保留本质属性的过程.概念同化则指依赖学习者认知结构中原有的概念,以定义的方式直接向学习者提示概念的本质属性的方式.前者更适合低年级学生,后者更适合高年级学生.在下面的“概念的形成”环节,包括概念形成与概念同化两种不同的获得方式.
认识论原理告诉我们,人们不可能一次地和孤立地认识一类事物的本质特征,而是用联系的观点,并且要经历一个由感性到理性的发展过程.因此,我们不能孤立地来谈论概念教学,应该把概念放到整个体系中去考察,但要分阶段处理.
例如,“函数”在初中是从运动变化的角度,用变量的观点进行定义的,主角是变量,而变量往往有着一定的实际意义;高中则是以集合论为基础,用对应(映射)的观点进行定义的,突破了变量的局限,如理解y=1是否是函数,理解数列是特殊的函数,用映射的观点就容易理解了;到大学还会讲到隐函数,将函数与方程联系起来了,同时还要注意到函数与方程的区别.同一个概念在不同阶段可以得到不同的发展,但在不同阶段也应当有不同的教学要求.
3概念的教学
概念教学一般有四个主要环节:概念的引入、概念的形成、概念的明确(辨析)、概念的精致.
概念的引入一般结合学生已有的知识经验和生活经验,让学生感受到学习概念的必要性,体会到概念的作用.常常采用从类比引入、从旧知引入、从需要引入等方式.例如,球的概念可以类比圆的概念引入,二面角的概念可类比平面角的概念引入.
在概念的形成环节,要引导学生思考、概括,促进学生对概念的有效同化,可以从以下几点设计教学:(1)向学生提供适当数量、适当强度的刺激模式,以便于学生分析、比较;(2)让学生进行充分的自主活动,使他们有机会经历概念产生的过程,并从共同属性中抽象出本质属性;(3)概括成概念后,教师适当引导学生对认知结构中的新旧概念进行分化,并将新概念纳入到已有的概念系统中去.
概念的明确需要从概念的内涵和外延两个方面来考虑.明确概念之后,还要把概念纳入到概念体系中,去明确概念间的关系.
概念的精致实质上是对数学概念的内涵与外延进行尽量详细的“深加工”,对概念要素与关键词进行具体界定,获得概念的某些限制条件,以使学生建立更清晰的概念表象,对概念的细节把握更加准确,等等.概念的精致通常表现为对各种可能的特例进行剖析,分析可能发生的概念理解错误,理解概念的各种变式,还包括掌握概念的多元表征(如形象表征、符号表征等),并能在各种表征间灵活转化,这也是数学概念教学的基本策略.
下面看一个“函数极值”概念的教学设计案例: