数学课程设计中的数学抽象思维培养
字数 942 2025-10-30 22:40:10
数学课程设计中的数学抽象思维培养
数学抽象思维是从具体事物或现象中抽取出数量关系、空间形式或数学结构的思维过程,它是数学核心素养的重要组成部分。接下来我将分步骤为你讲解这个概念在课程设计中的具体应用。
第一步:理解数学抽象思维的基本层次
数学抽象具有层次性,课程设计需要遵循这一规律:
- 经验抽象:从具体事物或现象中直接提取数学特征(例如从苹果、橘子中抽象出"1"的概念)
- 原理抽象:概括事物间的规律性关系(如从矩形面积计算抽象出长×宽的公式)
- 符号抽象:用符号系统表达数学关系(如用函数符号y=f(x)表示变量关系)
- 结构抽象:在抽象基础上进行再抽象,形成公理体系(如群、环、域等代数结构)
第二步:设计渐进式抽象活动序列
课程活动应按"具体→半抽象→完全抽象"的路径设计:
- 实物操作阶段(如用积木拼搭几何体)
- 图示化阶段(用几何图形代替实物)
- 符号化阶段(用数学符号描述关系)
- 形式化阶段(建立抽象数学模型)
例如设计函数概念教学时,可从温度变化曲线(具体)→数据表格(半抽象)→解析式(符号)→函数映射定义(完全抽象)逐步推进。
第三步:构建多维度抽象能力训练体系
- 表征转换训练:设计文字、图形、符号等多种表征方式的转换任务(如将行程问题同时用线段图、方程、函数图像表示)
- 模式识别训练:通过数列、图形排列等练习培养发现隐含规律的能力
- 本质属性抽离训练:设计对比活动区分本质与非本质属性(如通过比较菱形、矩形、正方形抽象平行四边形本质特征)
第四步:融入数学史中的抽象案例
选取数学发展史上的关键抽象过程作为教学素材:
- 从结绳记数到数字符号的抽象
- 从几何测量到无理数概念的抽象
- 从具体变换到群论概念的抽象
通过历史重演让学生体验数学家的抽象思维过程。
第五步:设计评估抽象思维的阶梯性任务
- 初级任务:给定具体情境要求学生提取数学元素
- 中级任务:在简化情境中构建数学模型
- 高级任务:对抽象数学结构进行推广和迁移
例如评估函数思维:从分析出租车计价方案(初级)→建立分段函数模型(中级)→讨论函数性质的一般化(高级)。
这种课程设计需要特别注意在具体与抽象之间保持动态平衡,通过合适的"认知脚手架"帮助学生完成思维飞跃,最终形成用数学眼光观察现实世界的抽象能力。