對于許多中學生來說,學數學難,但又不得不學。在學生眼里,數學是一個個概念、公式、定理、習題的堆積物,它是如此的抽象、散亂、遙遠、不可琢磨,它們就像石塑一般,充滿著理性精神的美,卻顯得冰冷和生硬,尤其對于數學概念的理解與把握,往往是吃不透摸不準。而數學概念是學生進行判斷、推理的基礎,清晰的概念是正確思維的前提。這就促使筆者常去思考如何抓好概念教學,如何讓學生按照自身的基本規律獲得概念。在概念教學中,教師要講究教學方法,利用新課程的教學理念,注重概念的形成過程,多啟發學生,多培養學生的主動性與創造性,同時要幫助學生理解概念的本質,弄清概念之間的區別與聯系。
在初中數學教學中,加強概念的教學,正確理解數學概念是掌握數學基礎知識的前提,是學好定理、公式、法則和數學思想的基礎,搞清概念也是提高解題能力的關鍵。在新一輪課改理念的引領下,結合自己的教學實踐,筆者就數學概念教學中的有關問題與大家共同探討。
最近筆者聽了一位教師的《一次函數》第一節課后,對數學概念教學感觸很深。這節課是這樣安排的:
1.活動階段
(1)教師給出一組函數引導學生去觀察,找出它們的共性。例如:y=x+1,y=-x-1。
2.探究階段
(2)讓學生提出這一組例子的共性假設,并依據這些假設檢驗每一個例子。
3.對象階段
(3)提出一個一般模式(由學生通過比較分析和概括歸納而得)y=kx+b,(k≠0)檢驗是否每一個實例均屬于這一模式。
(4)教師給出一次函數的定義,并對其進行解釋,將這一函數表達式與學生們已學過的正比例函數的概念聯系起來,這不僅可以說明研究這個新函數的意義,而且建立了函數概念的網絡結構。
4.運用新概念解決問題
(5)舉出正反例強化概念。
(6)舉例,練習。
5.小結反思新概念形成過程
一、對上述課堂的分析與點評
顯然這種概念的引入注重了知識的形成方式,它反映了學生學習數學概念過程中真實的思維活動。其中的“活動”階段是學生理解概念的一個必要條件,通過“活動”讓學生親身體驗、感受直觀背景和概念間的關系;“探究”階段是學生對“活動”進行思考,經歷思維的內化、概括過程,學生在頭腦中對活動進行描述和反思,抽象出概念所特有的性質;“對象”階段是通過前面的抽象認識到了概念本質,對其進行“壓縮”并賦予形式化的定義及符號,使其達到精致化,成為一個思維中的具體的對象,在以后的學習中以此為對象進行新的活動;“運用新概念解決問題”要經過長期的學習活動進一步完善,包含反映概念的特例、抽象過程、定義及符號,經過學習,建立起與其它概念、規則、圖形等的聯系,它主要突出歸納,有利于訓練學生的推理能力。
二、傳統的數學概念教學的方式、結構以及在實際教學中產生的利與弊
傳統的數學概念教學大多采用“同化方式”進行。通常分為以下幾個步驟:
1.揭示概念的本質屬性,給出定義、名稱和符號;
2.對概念進行特殊分類,揭示概念的外延;
3.鞏固概念,利用概念解決定義進行簡單的識別活動;
4.概念的應用與聯系,用概念解決問題,并建立所學概念與其他概念間的聯系。
這種教學過程簡明,使學生可以比較直接地學習概念,節省時間,被稱為是“學生獲得概念的最基本方式”。但是僅從形式上做邏輯分析讓學生理解概念是遠遠不夠的。數學概念具有過程—對象的雙重性,既是邏輯分析的對象,又是具有現實背景和豐富寓意的數學過程。因此,必須返璞歸真,揭示數學概念的形成過程,讓學生從概念的現實原型、概念的抽象過程、數學思想的指導作用、形式表述和符號化的運用等多方位理解一個數學概念,使之符合學生主動建構的教育原理。
事實上,對每一個數學概念的處理,都可以采用這兩種方式去引入,相對而言,傳統教學比較注重同化方式,傳統的教學模式下學生的學習缺少“活動”階段,對概念的形成過程沒有充分體驗,學生對數學概念的建立靠教師代替,快體驗、快抽象。當前課程改革提倡的教學模式是以形成方式為主,新課改理念下的數學概念教學是由學生活動、探究到對象、圖式的學習過程,體現了數學知識形成的規律性。我們認為,兩種概念教學方式各有利弊,不能顧此失彼,一概而論。數學概念教學應將兩種方式并重,這樣做無論是從教學投入與產出比,還是從培養學生完整的思維習慣方面都是合理的。至于采用哪種方式引入概念為好,取決于學生已有的認知水平和具體的教學內容。一般而言,在學習比較簡單的概念時,宜采用概念形成;在學習比較復雜的概念時,宜采用概念同化。后者要用較多的其他概念作為支撐,要充分利用原有認知結構中的相關知識。運用形成方式是不容易形成概念的,而采用同化方式則相對來說容易形成概念。當然,上述情形不是絕對的,教學中如何選用引入概念的方式,要具體情況具體分析。
三、兩種教學模式下學生學習方式、效果的對比分析
為了使學生理解概念,首先,教師應當充分揭示概念的內涵,揭示概念的內涵應多方位、多側面,結合概念性質的學習,從多角度去審視同一個概念,使學生在頭腦中形成概念域。同時,結合對反例的辨認,明確概念的外延。第二,形成概念體系。無論哪種方式,學生的學習都是建立在原有認知結構基礎之上的,都要借鑒原有的認知水平。與新課改理念相比,傳統的教學模式下學生的學習缺少“活動”階段,對概念的形成過程沒有充分體驗,學生數學概念的建立靠教師代替,快體驗、快抽象。反映出的情況有:
1.過快的抽象過程使得只能有一少部分學生進行有意義的學習,難以引發全體學生的學習活動,大部分學生理解不了數學概念,只能靠死記硬背。例如學生學習有理數運算很長時間,還經常出現符號運算錯誤,這就是學生對有理數運算沒有理解而造成的。
2.由教師代替學生快體驗、快抽象出數學概念,即使是能跟隨教師進行有意義學習的學生其學習活動也是不連貫的,建構的概念缺乏完整性。例如學生學習了代數式的概念,經常出現a+a+a×2=3a×2,25x-4=21x,5yz-5z=y等錯誤,這是因為學生沒有進行必要的“活動”,使“探究”的體驗不完整造成的,說明學生還停留于運算過程層面,對方程對象的結構特征不理解。
3.學生建構概念的圖式層面是學習的最高階段,在現有教學環境下很多學生難以達到這一層面。
四、新課改理念下數學概念教學的策略
新課改理念下的數學概念教學是由學生活動、探究到對象、圖式的學習過程,體現了數學知識形成的規律性。為此,筆者結合自己的教學實踐對數學概念教學采取以下策略:
1.把“教”建立在學生“學”的活動中
為了使學生建構完整的數學知識,首先要設計學生的學習活動。這需要教師創設問題情境,設計時要注意以下幾個方面:①能揭示數學知識的現實背景和形成過程;②適合學生的學習水平,使學習活動能順利展開;③適當數量的問題,使學生有充足活動體驗;④注意趣味性,活動形式可以多種多樣,引起全體學生的學習興趣。
2.體現數學知識形成中的數學思維方法
數學思維方法是知識產生的靈魂,把握數學知識形成中的數學思維方法,是學生展開思維、建構概念的主線。學生學習中要給予提示、建議并在總結中歸納。另外,要設計能引起學生反思的提問,如“你的結果是什么?”“你是怎樣得出的?”“你為什么怎樣做?”使學生能順利完成由“活動”到“探究”、由“探究”到“對象”的過渡。
3.數學對象的建立需經多次反復
一個數學概念由“探究”到“對象”的建立,有時既困難又漫長(如函數概念)。“探究”到“對象”的壓縮、抽象需要經過多次反復,循序漸進,螺旋上升,直至學生真正理解。“對象”的建立要注意簡練的文字形式和符號表示,使學生在頭腦中建立起數學知識的直觀結構形象。教師要加強知識間的聯系和應用,幫助學生在頭腦中建立起完整的數學知識的心理圖式。
綜上所述,數學概念教學應努力通過揭示概念的形成、發展和應用的過程,培養學生的辯證唯物主義觀念,完善學生的認知結構,發展學生的思維能力。我們只要遵循認識規律,注意概念教學的研究與實踐,就不難提高數學的教學質量。