数学课程设计中的数学隐喻思维培养
字数 928 2025-11-28 16:17:35
数学课程设计中的数学隐喻思维培养
数学隐喻思维培养是指通过建立数学概念与生活经验、具体事物之间的隐喻关系,帮助学生形成直观理解并深化数学认知的教学策略。下面分步骤说明其核心内涵与实践方法:
第一步:理解数学隐喻的本质特征
数学隐喻是通过类比将抽象数学对象映射到熟悉领域的过程。例如,将函数理解为"机器"(输入→处理→输出)、将方程视为"天平"(平衡关系)。隐喻包含三个要素:
- 源域:已有的具体经验(如天平)
- 目标域:待理解的数学概念(如方程)
- 映射规则:两类事物间的对应关系(如天平两边增减相同重量→方程等式性质)
第二步:选择适切隐喻的教学原则
- 可及性:源域应为学生日常生活常见现象(如用"楼梯"隐喻整数加减法)
- 结构性契合:源域与目标域需有逻辑同构性(如用"温度计"隐喻正负数时,需明确零点的基准意义)
- 可拓展性:隐喻能支持概念深化(如"数轴"隐喻可从整数延伸至有理数运算)
第三步:实施隐喻建构的渐进路径
- 隐喻引入阶段
- 呈现具象化情境:如用"切蛋糕"引入分数概念
- 显化映射关系:明确"1个蛋糕"对应整体"1",切分动作对应等分操作
- 隐喻操作阶段
- 引导隐喻推理:通过"蛋糕切分后拼合"理解分数加减法的本质
- 设计隐喻化任务:如用"积木堆叠"隐喻立体图形体积计算
- 隐喻抽象阶段
- 剥离具体情境:逐步淡化具象载体,强调数学关系本质
- 比较多元隐喻:如同时用"天平"和"密码锁"隐喻方程,辨析其共性
第四步:规避隐喻使用的认知陷阱
- 过度具体化:防止学生将隐喻本身当作数学定义(如误以为函数必须是"单值输出机器")
- 映射偏差:需明确隐喻的适用范围(如"减法借位"隐喻在负数运算中会失效)
- 及时去情境化:通过变式练习帮助学生剥离具体隐喻,形成纯数学理解
第五步:设计隐喻思维培养的课程活动
- 隐喻发现任务:让学生为数学概念自创隐喻(如用交通网络隐喻函数关系)
- 隐喻对比表:横向分析不同隐喻的优劣(如比较"数轴"与"温度计"对负数的解释力)
- 隐喻进化日志:记录同一概念随学习深度增加的隐喻迭代过程(如从"均分蛋糕"到"比值"的分数理解演进)
此设计通过激活学生的具身认知经验,在具体与抽象之间建构思维桥梁,最终实现数学概念的意义生成与迁移应用。