数学课程设计中的数学定义理解教学
第一步:理解数学定义的基本特征
数学定义是精确规定数学概念内涵的逻辑语句,具有三个基本特征:确定性(无歧义)、唯一性(概念与定义一一对应)和可判定性(能判断对象是否满足定义)。在课程设计中,首先要让学生认识到数学定义不同于日常用语,它需要通过明确的条件界定概念的本质属性。例如"平行四边形"的定义必须同时包含"四边形"和"对边平行"两个本质特征。
第二步:掌握定义的多重呈现方式
课程设计应通过文字叙述、符号表达、图形示例、反例辨析等多种方式呈现定义。比如讲授"函数单调性"时,既要给出严格的ε-δ语言定义,也要配合函数图像直观演示,同时列举非单调函数作为反例。这种多模态呈现有助于学生从不同角度理解定义的实质。
第三步:解析定义的条件结构
引导学生分析定义中的充分必要条件关系。以"菱形"定义为例,需明确"四边形"是前提条件,"四边相等"是本质条件,而"对角线垂直"则是衍生性质。通过条件分解练习,帮助学生掌握定义中各要素的逻辑地位,避免将必要条件当作充分条件使用。
第四步:进行定义的应用训练
设计循序渐进的应用活动:先进行直接判断练习(如"判断给定图形是否满足菱形定义"),再进行性质推导(如"由菱形定义推导对角线性质"),最后完成综合应用(如"在证明题中灵活运用定义")。每个阶段都要强调定义作为推理依据的根本作用。
第五步:开展定义的网络化建构
将新定义与已有定义建立联系,形成概念网络。例如学习"正方形"定义时,应将其置于"矩形-菱形-平行四边形-四边形"的概念体系中,通过维恩图展示概念间的包含关系,帮助学生理解定义的层级性和系统性。
第六步:实施定义的重构练习
组织学生尝试自行构造定义(如"什么是轴对称图形"),通过比较不同定义的严谨性,体会精确定言的必要性。这种元定义活动能深化对定义功能的理解,培养数学语言表达能力。
第七步:进行定义的历史比较
通过呈现概念定义的历史演变(如函数定义的变量说、对应说、关系说发展过程),让学生理解定义的相对性和发展性,认识数学概念从直观到精确的抽象过程,建立动态的数学观。