数学课程设计中的数学思想方法教学
字数 1789 2025-11-04 20:47:48
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、有计划地将数学知识背后蕴含的深刻思想、通用方法和策略性思维显性化,并作为核心教学内容传授给学生,使其不仅掌握具体的数学知识与技能,更能领悟和运用数学的思维方式解决问题。
第一步:理解数学思想方法的内涵与价值
- 基本定义:数学思想方法并非具体的数学知识点(如公式、定理),而是高于知识的思维“工具”和“策略”。它是对数学知识本质和规律的理性认识,是解决数学问题的导向性观念和根本性方法。
- 核心价值:其教学价值在于帮助学生“会学”数学,而不仅仅是“学会”数学。它能促进知识的结构化理解,提升迁移应用能力和创造性解决问题的能力,是实现从“双基”(基础知识和基本技能)教学向核心素养培养转变的关键路径。
- 与具体方法的区别:需区分“数学思想”与“数学方法”。思想更具宏观性和观念性(如化归思想、模型思想),方法是思想指导下的具体操作程序(如配方法、换元法)。思想是方法的灵魂,方法是思想的表现。
第二步:识别核心的数学思想方法
在课程设计中,首先要明确哪些思想方法是需要贯穿始终的核心内容。以下是一些具有基础性和广泛迁移性的思想方法:
- 符号与变元思想:运用符号表示数和关系,理解变量的意义。
- 集合与对应思想:从集合的观点看数学对象,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,或将复杂问题分解为部分再整合。
- 化归与转化思想:将未解决的问题转化为已解决的问题,如化繁为简、化未知为已知。
- 数形结合思想:通过代数与几何的相互转化来分析和解决问题。
- 模型思想:从实际问题中抽象出数学模型,通过数学求解再回归解释现实。
- 极限思想:通过无限逼近的过程来认识精确结果(微积分的基础)。
- 随机与统计思想:从不确定性中寻找规律,用数据进行分析和决策。
- 公理化与结构化思想:从少数公理出发,通过逻辑推理构建整个理论体系。
第三步:设计数学思想方法教学的渗透路径
数学思想方法的教学不能脱离具体知识空谈,需要设计有效的渗透路径:
- 在知识形成过程中孕育:在新概念、新定理、新公式的引入和推导过程中,有意识地揭示其中蕴含的思想方法。例如,在讲解平行四边形面积公式时,通过“割补法”渗透“转化”思想。
- 在问题解决过程中提炼:设计具有典型思想方法价值的问题,引导学生在解决问题的过程中体验、感悟,并在解决问题后及时反思、总结所运用的思想方法。例如,解一元二次方程时,比较配方法、公式法、因式分解法背后共同的“降次”思想。
- 在知识联系过程中贯通:在单元复习或跨章节联系时,引导学生运用高阶的思想方法(如化归、模型)将分散的知识点串联成网络,构建知识结构。
第四步:构建显性化的教学策略
为使思想方法从“隐性”变为“显性”,被学生清晰感知和理解,需采用特定策略:
- 明确揭示与命名:教师在教学的关键节点,直接点明所使用的思想方法,并给出明确的名称。例如,“这里我们运用了‘数形结合’的思想,用图形来帮助理解这个代数关系。”
- 引导反思与概括:在解决问题后,设置元认知提问,如“我们刚才是用什么思路解决这个问题的?”“这种方法还能用在什么地方?”,促使学生从具体经验中抽象概括出思想方法。
- 提供范例与类比:展示运用同一思想方法解决不同问题的范例,通过类比,帮助学生理解该思想方法的适用情境和操作要点。
- 设计专项训练:在适当时机,设计一些以理解和运用某种思想方法为主要目标的练习或小型项目,强化对思想方法的掌握。
第五步:规划螺旋上升的课程序列
数学思想方法的教学应遵循“螺旋式上升”的原则,在课程设计中整体规划:
- 循序渐进:根据学生的认知发展水平,在不同学段安排不同深度和广度的思想方法。例如,小学阶段侧重渗透符号意识、分类、对应等基础思想;中学阶段逐步深化为数形结合、化归、模型等更复杂的思想。
- 反复出现:重要的核心思想方法(如化归、模型)应在不同年级、不同知识模块中反复出现,每次出现都在原有基础上加深理解、拓展应用,实现能力的螺旋式提升。
- 整体关联:在课程设计的顶层,应思考如何将各种思想方法有机地整合到整个数学知识体系中,使其成为贯穿课程的一条暗线,与明线(知识点)相辅相成。
通过以上五个步骤的系统设计与实施,数学思想方法教学才能真正落地,有效提升学生的数学思维品质和核心素养。