夯实数学概念教学的基本路径
作者: 薛建华数学概念在数学学习中的重要性毋庸置疑。学好数学概念、夯实概念教学,帮助学生构筑数学知识大厦,对其正确理解和准确把握数学知识体系,利用数学知识解决现实问题,发展数学思维,形成数学能力,有不可替代的作用。这就要求教师在教学过程中要按照课程标准的要求,顾及学生发展现实和发展需要,精心备课,启发引导学生,通透、彻底地理解概念,精准恰切地把握概念,准确运用概念,创新发展概念,助推学生尽快到达数学学习的理想彼岸。
一、创设情境,帮助学生透彻理解概念
情境对学习有极大的正向促进作用。学习概念亦需要温馨的、富有启发性、挑战性的适宜情境。这就要求教师依据课程标准的要求,制定恰切的教学目标,创设学生主动建构、积极建构、发展性建构所需要的学习环境、学习的基础条件、学习的即时氛围,创设适宜的师生、生生关系等学生学习所需要的课堂教学氛围。
从数学发展的实际来看,数学知识都是来源于人们的生活实际,是人们从古到今观察、思考的结果,是人们对现实世界观察思考后不断抽象和条理化的结果,生活是数学知识的宝库。在数学课堂教学过程中,教师应该有意识、有目的地把数学概念还原到生活背景当中,把呈现在书本上的知识放回到固有生活中来学习,让数学问题回归到浓烈的生活气息中,为学生的学习缔造脚手架。
例如,初中几何“角”的概念的形成,假若按照教材要求画出一个“角”,再出示教材中“角”的定义,学生能知道数学知识中的“角”,但很难透彻理解几何意义下的“角”。这就需要教师遵从知识形成过程的基本逻辑,让生活中的情境走向学生,让学生的思维走向生活,由学生观察、讨论相关事物所呈现的图像,进而抽象出“角”的模糊概念,再通过去情境化的操作,舍弃具体物体中的材料因素、颜色因素、边长长短因素等非本质要素,进一步落实到“角”的核心要素中,即由一点发出的两条射线所组成的图形。在此基础上,教师可让学生寻找周围环境中与“角”有关的物品,看看教室中的角、黑板周边形成的角,摸摸厚厚的教科书、文具盒、折纸玩具等物体的不同大小的角,说说自己知道的角,就会明确角的构成要素:一个顶点、两条射线,由此形成对“角”的概念的透彻理解。
知识的学习与学生原本熟悉的现实生活密切相关。教师需要从学生熟悉的生活背景切入,创设和谐轻松愉悦的课堂教学情境,让学生置身于熟知的生活中学习数学知识,把数学知识与日常生活中的观察、思考、发现相互交融,激发学生的求知欲望,生发学习数学知识的浓厚兴趣。
二、对比分析,帮助学生准确把握概念
在数学概念的学习中“没有对比就没有收获”。对比分析就是通过比较分析构成概念的各种要素之间的相对性,认识事物的本质和规律。简单地说,对比分析就是通过不同的指标跟维度来找到概念的差异点,进而准确定义概念、把握概念、理解概念。
例如,在学习初中代数“一元一次方程”概念时,教师就可利用对比分析的方法,帮助学生准确掌握相关概念。
从构词上说,“一元一次”是“方程”的限定词语,“一元一次方程”首先是“方程”,其次是“一元一次方程”。顺此逻辑,要想理解“一元一次方程”,就要先明确何为“方程”。
“方程”就是含有未知数的等式。此定义包含如下几个要素:方程必须是等式,方程必须含有未知数,两者要同时具备,缺一不可。从上述定义可知,只要是方程,必须是等式,但并不是说等式一定是方程,数学上只把含有未知数的等式叫方程。方程中必须含有未知数,但并没有限定和表明未知数的个数,但至少要有一个未知数,也可以有多个未知数;方程中必须含有未知数,但没有限定所含未知数的次数(未知数的次数等相关内容编排在后续课程中,教师应该用举例的方式直观地让学生明确未知数的次数)。方程中含有一个未知数时,一般用x表示,也可以用其他字母表示,含有多个未知数时,一般用x、y、z等表示。
具体到“一元一次方程”的概念学习中,还要明确其中的“元”和“次”。所谓“元”,代表未知数的数量,含有一个未知数,就是“一元”,含有两个未知数,就是“二元”,以此类推。所谓“次”,就是未知数的次数,道理与“元”类似。可见,“一元一次方程”就是方程中含有一个未知数,并且所含未知数的次数是1。具体说来,即首先是方程,是等号两边都是整式的方程,是只含有一个未知数的方程,该未知数的次数是1的方程。
从对比的角度进一步分析,不难得出二元一次方程、三元一次方程……以及一元二次方程、一元三次方程……如此,就可以将“一元一次方程”的本质和规律充分显示出来,使“一元一次方程”这一概念的性质、状态、特征更加突出、清晰,帮助学生准确把握概念。
三、变换条件,帮助学生创新发展概念
所谓变换条件,就是把学生原有认知结构中的概念,在新的情境中不断赋予新的内涵,让学生在顺应和同化中实现原有概念的升级和跃迁,进而形成适应新情境的新概念,实现概念的创新和发展。
例如,“矩形”是学习平行四边形之后学习的,是一个发展性概念。教学时,教师可以只给一些规格不一的平行四边形图片或图形,让学生先量一量各个角的度数,然后把“有一个角是直角”的平行四边形归为一类,在此基础上引入“矩形”概念。同样,在后续的“正方形”“菱形”的学习过程中,亦可仿照前述方式,引出它们的概念。通过这样的方式可以强化学生对相关图形本质属性的掌握,促进学生对概念发展变化规律的认识。
此外,在学习了一元一次方程后,教师可以让学生利用学习过程中形成的经验,研究分析一元一次方程(组)、一元二次方程、二元一次方程以及一元一次不等式(组)、一元二次不等式。如此,学生学习的模型就会不断丰富和发展,为能力的迁移创造了良好的条件。
四、联系现实,帮助学生恰当运用概念
理论联系实际的原则是数学概念学习的基本原则之一。《义务教育数学课程标准》指出:“教师应该充分利用学生已有的生活经验,指导学生把所学的数学知识应用到现实中去,以体会数学在现实生活中的应用价值。”将数学知识应用到实际生活中,解决现实生活中的问题,是学生应该具备的数学素养,对帮助学生深切感知抽象的数学知识,提高解决实际生活问题的能力,让概念学习不断焕发出生命活力,具有不可替代的作用。
例如,“两点之间直线最短”路人皆知,但应用到实际场景中就需要根据具体问题进行具体分析,做出正确判断。最近几年,著名的“胡不归”问题,成为中考热点。故事中说,在外求学的学子胡氏,当得知父亲病危后,决定抄近道回家,其实他知道所走近道中有大片的沙漠,并不好走,但当时他脑中只有“两点之间直线最短”这一数学真理,而舍弃走看起来经过第三点的平坦的驿道。当他心急如焚在不好走的沙漠中星夜兼程赶到家的时候,他的老父亲刚刚故去。家人告诉他,父亲弥留之际,一直念叨:“胡儿还不归?胡儿还不归?”胡书生悔恨交加之际,发誓要找到最近的回家之路。经过反复钻研,终于找到了一条最省时间的回家路。这其实就是数学中的经典的几何最值问题,涉及几何图形、动点、最值、三角函数等知识。这个问题本身就是最值问题(用时最少),而学生在解决此题时经常把它理解为“路径最短”。可见,对实践问题的深入思考,能切实帮助学生厘清概念,准确使用概念。
数学概念有其独有的本质特性,枯燥的文字、符号背后是一个丰富多彩、奇妙无比的鲜活世界,唯有理解它的内涵、明晰它的外延,才能真正体验到数学概念本身固有的丰富与灵动。
(作者单位:甘肃省通渭县义岗川学校)
(责任编辑晓寒)