数学课程设计中的数学思想方法教学
字数 1868 2025-11-02 11:44:13
数学课程设计中的数学思想方法教学
数学思想方法教学是指在数学课程设计中,有目的、有层次地将数学知识背后蕴含的深刻思想、通用策略和思维模式作为核心教学内容,并设计相应的教学路径,帮助学生超越对具体知识点的机械记忆,掌握数学的思维精髓,形成分析和解决问题的能力。
第一步:理解数学思想方法的内涵与价值
- 定义与区分:
- 数学知识:是数学的“实体”,表现为具体的概念、定理、公式、法则等。例如,勾股定理本身是一个知识。
- 数学思想:是数学的“灵魂”,是人们对数学科学的本质及联系的深刻认识,是带根本性的、高度概括的思维观点。例如,“数形结合思想”、“化归思想”、“函数与方程思想”等。
- 数学方法:是数学的“手段”,是运用数学知识解决问题时所用的具体方式、途径和程序。例如,“配方法”、“待定系数法”、“数学归纳法”等。思想是方法的理论依据,方法是思想的技术实现。
- 教学价值:教授思想方法的价值在于,它能帮助学生“知其然,更知其所以然”,将知识串联成网,实现学习的正迁移。当学生掌握了“化归思想”(将未知问题转化为已知问题),他就能将解决一元一次方程的方法迁移到解决分式方程、无理方程甚至微分方程上。
第二步:识别课程中核心的数学思想方法
并非所有思想方法都同等重要或适合所有学段。课程设计者需进行筛选和提炼。常见的核心数学思想方法包括:
- 符号与变元思想:用字母代表数,理解变量和函数关系。
- 集合与对应思想:用集合语言描述数学对象,理解映射关系。
- 分类与整合思想:按照某一标准进行分类讨论,再综合得出结论。
- 数形结合思想:通过代数与几何的相互转化来解决问题。
- 化归与转化思想:将复杂、陌生的问题转化为简单、熟悉的问题。
- 模型思想:从实际问题中抽象出数学模型,并求解验证。
- 极限思想:通过无限逼近的过程来认识有限和确定的结果(微积分基础)。
- 随机思想与统计思想:从不确定性中寻找规律,用样本推断总体。
- 演绎与公理化思想:从基本事实(公理)出发,通过逻辑演绎构建理论体系。
第三步:设计数学思想方法教学的渗透路径
思想方法教学不应是孤立的宣讲,而应有机融入知识教学的全过程。其基本路径是“渗透 - 揭示 - 应用 - 升华”。
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在知识形成过程中渗透:在新概念、新定理的引入和证明环节,有意识地展现其中蕴含的思想方法。
- 案例:在讲解“平行四边形面积”时,通过剪切、平移将其转化为长方形,这个过程本身就生动地体现了“化归思想”。教师应点明:“我们这里运用了一种重要的数学思想——转化,把不知道如何求面积的平行四边形,变成了我们熟悉的长方形。”
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在问题解决过程中揭示:在例题讲解和习题演练中,不仅要讲“怎么解”,更要讲“为什么这么想”,揭示解题策略背后的思想方法。
- 案例:解二元一次方程组时,讲解“代入消元法”和“加减消元法”后,要总结其共同思想是“消元”,即通过减少未知数的个数,将二元化归为一元。
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在知识体系建构中应用:在单元复习或章节总结时,引导学生运用思想方法梳理知识结构。
- 案例:复习函数时,可以引导学生用“分类思想”将函数分为一次、二次、反比例、指数、对数等类别;用“数形结合思想”将函数的解析式与它的图像联系起来理解。
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在长期学习中升华:通过跨章节、跨学段的学习,让学生反复体验同一种思想方法在不同情境下的应用,从而深化理解,内化为自身的思维习惯。
- 案例:“模型思想”在小学是“植树问题”模型,在初中是“一次函数应用题”模型,在高中是“函数模型、数列模型、概率模型”,在大学是“微分方程模型”。课程设计应体现这种螺旋上升的编排。
第四步:构建支持思想方法教学的评价方式
评价是指挥棒。要真正落实思想方法教学,评价方式必须改革。
- 过程性评价:关注学生在解决问题时是否能有意识地运用某种思想方法进行思考,可以通过课堂提问、小组讨论、思维导图、学习日志等方式进行。
- 终结性评价:在书面测验中,设计能考察思想方法理解和运用的题目。
- 避免:只考查套用公式的机械计算题。
- 提倡:
- 开放性题目:如“请用两种不同的方法(体现不同的数学思想)解决以下问题...”。
- 说理题: “请阐述你解决这个问题的思路,并说明其中运用了哪种数学思想。”
- 联系题: “试比较解决问题A和问题B所运用的数学思想有何异同。”
总之,数学课程设计中的数学思想方法教学,要求设计者具备高观点,将思想方法作为暗线贯穿于知识明线之中,通过精心的教学活动和评价设计,使学生在掌握知识的同时,感悟思想、学会思维,最终提升其数学核心素养。