数学方法及教学

数学方法是人类通过长期的实践活动,在运用数学思想和数学语言提出问题、解决问题的过程中,形成的稳定的、实效的数学活动手段、方式或途径,数学方法具有数学科学的基本特点∶高度的抽象性和概括性,逻辑的严密性及结论的确定性,应用的普遍性和可操作性。

从一定意义上讲,数学方法的抽象性保证了它的应用的普遍性,而应用的普遍性成就了"数学是通向科学大门的钥匙"(培根)的荣誉。

在科技高度发达的今天,数学的应用呈现了更加广阔的前景,高新技术本质上是一种数学技术,而数学技术的本质就是数学方法。

数学方法有宏观的公理化方法、数学模型方法等,也有微观的消元法、连除法等。根据数学方法的抽象程度,抽象度越低的方法可操作性越强,抽象度越高的方法思想性越强。

从心理学上看,数学方法属于程序性知识。在加涅的学习理论中,方法被称为智慧技能,他认为,"这类技能是人类习得的最为重要的性能类型,因而也是'受教育'的实质意义所在。"数学方法则属于智慧技能中的高级规则和操作步骤。这类学习"产生于学习者在问题解决情境中的思维","如果接着有将规则应用于一个或一个以上解题情境的行为,就可以作出推断∶新规则的学习已经发生。"

中小学阶段,大多数数学方法属于基本技能范畴,需要学生识记、掌握,甚至达到"自动化"程度。但是数学教育的根本目的在于育人,数学教学不仅要教学生"学知识",还要教学生学"怎样学知识",让学生经历知识的发生发展过程,体会数学活动的过程和经验,既获得有形的知识,又获得无形的知识。这一点对教师来说不容易,尤其在数学方法的教学上更不容易。

*化归思想方法:

化归是数学解题中应用最广泛的思想方法之一。所谓化归,即是将待解决的问题,通过某种转化,归结到一类已经能解决或者比较容易解决的问题上去,从而获得原问题的解答。

匈牙利数学家路莎·彼得说,“对于数学家的思维过程来说是很典型的,他们往往不对问题进行正面的攻击,,而是不断地将它变形,直至把它转化为已经能够解决的问题。”

波利亚也说,“我们经常需要试验对问题作各种修改,我们必须一再地变化它,重新叙述它,变换它,直到最后成功地找到某些有用的东西为止”,“如果不‘变化题目’,我们几乎不能有什么进展”。

化归方法包含三个基本要素∶①化归对象;②化归目标;③化归方法。实施化归的关键,一是拥有化归方法;二是拥有一定量的基本问题的模式、类型。化归的方法很多,如特殊化、一般化、分解与组合、关系映射反演、归纳、类比、联系等,在中学常常表现为∶化生为熟,化繁为简,化"正"为"反",化抽象为具体,数形互化,不同学科的互化等。在教学中不可能一下子把这些方法全部灌输给学生,只能采取结合具体数学问题和数学活动多次熏陶、多次影响的方式,让学生逐步体会化归的思想,逐步建立化归方法的认知结构。一般地,化归的教学应重视以下几个方面∶

(1)数学化的过程就是一个运用数学思想方法的过程,应当在运用化归处理具体问题的数学活动过程中体会、感悟。

(2)数学活动的重要方面是解题,应当把解题的学习与化归思想的学习结合起来。

(3)在解题活动中,应当把化归的思想和方法突出出来,让学生有一个清晰明确的认识。

(4)教会学生反思,在自觉的反思中提升对化归方法的认识,积累问题模式和化归经验。

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