数学课程设计中的数学思想方法教学
字数 1860 2025-11-05 08:31:28
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数学课程设计的核心环节,它旨在引导学生超越对具体数学知识和技能的掌握,领悟并运用蕴含在数学知识背后的根本性思想、策略和模式。这不仅是提升学生数学素养的关键,也是培养其创新能力和问题解决能力的重要途径。
第一步:理解数学思想方法的内涵与价值
首先,我们需要明确什么是“数学思想方法”。它并非指某个具体的解题技巧(如“十字相乘法”),而是指在数学产生、发展、应用过程中起核心作用,具有奠基性、总结性和广泛应用性的根本思想。例如:
- 抽象思想:从具体事物中抽取出数量关系或空间形式。
- 推理思想:包括归纳(从特殊到一般)、演绎(从一般到特殊)、类比(根据相似性进行推理)。
- 模型思想:用数学语言描述和解决现实世界问题。
- 化归思想:将未解决的问题转化为已解决的问题。
- 数形结合思想:将抽象的数学语言与直观的几何图形相结合。
其教学价值在于,思想方法是知识的“灵魂”,它能帮助学生构建清晰、稳固、可迁移的知识结构,实现从“学会”到“会学”的转变。
第二步:识别教材中蕴含的核心数学思想方法
课程设计者与教师需要深入分析课程标准与教材,系统地识别出不同学段、不同知识领域所蕴含的核心思想方法。这是一个分析、提炼的过程。
- 在“数与代数”领域:核心思想方法包括抽象思想、符号化思想、函数思想、方程思想、化归思想等。例如,学习用字母表示数,是符号化思想的体现;学习解方程,本质是运用化归思想(通过等式性质将复杂方程化为简单方程)。
- 在“图形与几何”领域:核心思想方法包括抽象思想、推理思想、数形结合思想、变换思想(如平移、旋转、对称)等。例如,几何证明是演绎推理思想的集中体现;通过坐标系研究几何图形是数形结合思想的典型应用。
- 在“统计与概率”领域:核心思想方法包括归纳思想、随机思想、模型思想等。例如,通过样本推断总体是归纳思想的体现;理解事件的随机性和规律性是随机思想的核心。
第三步:设计显性化的教学策略,使思想方法“可见”
数学思想方法往往是内隐的,学生难以自发领悟。因此,教学设计的核心策略是“显性化”,即有计划、有步骤地将思想方法揭示出来,让学生清晰地感知、理解和运用。
- 在知识形成过程中渗透:在新知识教学时,不仅要讲“是什么”,更要讲“怎么来的”,揭示知识背后的思想。例如,在讲解平行四边形面积公式时,不应直接给出公式,而是引导学生通过“割补法”(化归思想)将其转化为已学的长方形面积问题,让学生体验化归的过程。
- 在问题解决过程中提炼:设计具有挑战性的问题,引导学生在解决问题的过程中,反思和总结所运用的策略。解题后,组织学生进行“反思回顾”,讨论“我们用了什么方法?”“这种方法的思路是什么?”“它还能用在什么地方?”,从而将具体的解题经验上升为一般的思想方法。
- 设置专题进行强化:可以围绕某个核心思想方法(如分类讨论、函数思想)设计专题教学课或系列教学活动,集中展现该思想方法在不同情境下的应用,深化学生的理解。
第四步:构建螺旋上升的课程结构,实现思想方法的持续发展
数学思想方法的掌握不是一蹴而就的,需要一个循序渐进、不断深化的过程。课程设计应体现“螺旋式上升”的原则。
- 同一思想方法在不同学段应有不同层次的要求。以“模型思想”为例:
- 小学低年级:在具体情境中识别简单的数量关系,进行初步的建模(如用图画表示应用题)。
- 小学高年级:学习用方程解决实际问题,体验从现实问题到数学模型的建立过程。
- 初中:系统地学习函数,并能用函数模型解决更复杂的实际问题。
- 高中:深入学习和应用更复杂的数学模型,如导数、积分模型。
- 通过这种螺旋式设计,学生对同一思想方法的理解不断深化,应用能力逐步提高。
第五步:建立与思想方法相匹配的评价体系
评价是指挥棒。要确保思想方法教学落到实处,评价方式必须改革。
- 超越对单一知识和熟练度的考查:设计能够考察学生思维过程和思想方法运用水平的题目。例如,不仅要求得出正确答案,还要求阐述解题思路、比较不同方法、或将方法推广到新情境。
- 注重过程性评价:通过课堂观察、学生访谈、学习日志、项目报告等方式,关注学生在学习活动中所表现出来的思维品质和对思想方法的理解程度。
- 使用表现性任务:设计需要学生综合运用多种知识和方法解决复杂问题的任务,评价其是否能够有意识地选择和运用恰当的数学思想方法。
通过以上五个步骤的系统设计,数学思想方法教学就能从一种理念转化为可操作、可评价的课程实践,真正促进学生数学核心素养的全面发展。