数学思想方法对数学教学的作用

数学思想方法对数学教学的作用数学思想方法对数学教学有着重要的促进和指导作用，它不仅是学生形成良好认知结构的纽带，还是由知识转化为能力的桥梁，是培养学生数学意识，形成优良思维素质的关键，因此我们要有加强数学思想方法教学的意识并要在数学教学过程中不断地挖掘和渗透。关键词：数学思想方法数学教学作用随着各门科学抽象化、数学化水平的日益提高，随着数学本身由于集合论与结构思想的发展而日益走向整体化，对统一性、普遍性的数学思想方法教学，已成为历史的必然和时代的要求，成为数学教育现代化进程中一个重要课题。许多知名学者也提出了如下观点：数学教育的现代化，并不只是要进行“现代数学的教学”而是要进行“数学的现代教学”，要把基础数学教育“建立在现代数学的思想基础上，并使用现代数学的方法和语言。”我们的教学实践也表明：中小学数学教育的现代化，主要不是内容的现代化，而是数学思想、方法及教学手段的现代化，加强数学思想方法的教学是基础数学教育现代化的关键，特别是对能力培养这一问题的探讨与摸索，以及社会对数学价值的要求。使我们更进一步地认识到数学思想方法对数学教学的重要性。下面我就数学思想方法对数学教学的作用谈几点认识一、现实的需要决定数学思想方法对数学教学有着重要的作用（1）形势发展的需要决定数学思想方法的作用时代的前进依赖于科技的发展，现代科技日新月异，改革开放的大潮促进着社会主义市场经济的迅猛发展，现代科技及经济发展成熟的标志是数学化，例如市场经济中经济统计学、金融学等领域就极需要数学的支撑，在探索科技与经济发展的过程中，当然需要某些具体的数学知识，但更多的是依靠数学的思想与方法的运用，以便从数学的角度去思考周围的实际问题，建立数学模型，从而来预测发展的前景，决策下一步的行动……可以说，时代的发展越来越依赖于数学思想和方法的作用。（2）教育目的的需要决定数学思想方法的作用目前，我国正处在实施素质教育，深化教育改革阶段，由于数学思想与方法的重要作用，使得数学教育在素质教育中具有特殊的地位，数学是思维的体操这是众所周知的，数学思想方法哺育着人养成诚实、正直、严肃认真、踏实细微、机智、顽强等当今时代迎接挑战不可缺的精神，这也是我们普遍感觉到了的。当前国际教育界提出的“大众数学”的口号，其目的是根据社会对数学的不同的要求，为全体学生规划、提供水平适应的数学教育，为社会提供各层次、各类型的工作者，著名数学家波利亚曾统计，中学生毕业后，研究数学和从事数学教育的人占1%，使用数学的占27%，基本不用或很少用数学的占70%，当然，现在的情形有所改变，总之对大多数学生来说，数学思想方法比形式化的数学知识更重要，因为前者更具有普遍性，社会各部门、各行业对数学知识的要求的深度与广度的差异是很大的，但对人的素质的要求是共性的，如要求走向社会的人，具备严谨的工作态度，具有善于分析情况，归纳总结，综合比较，分类评析，概括判断的工作方法，实际工作者，科研工作者，特别是决策部门工作人员更需要逻辑论证，严密推测的科学方法与工作作风，这一切都是在数学思想方法的渗透，训练中得以培养的。例如，在联合国教科文组织撰编的数学教育论文专辑中曾叙述过这样一个典型的例子：我们能够确信三角形面积公式一定是重要的吗？但很多人在校外生活中使用这个公式至多不超过一次，可是在学习并推导这个公式中所蕴含的数学思想方法：“通过分割一个表面成一些简单的小块，并且用一种不同的方式重新组成这个图形来求出它的面积值”的分解组合思想方法却经常使用在校外的各类工作中。创造能力的培养是素质教育的一个重要方面，波利亚的一本专门讨信论数学发现过程的著作，书名就是《数学与猜想——数学中的归纳与类比》。而类比、归纳、猜想正是几种重要的思想方法。“问题解决”自20世纪80年代美国提出后，现已被国际数学教育界普遍接受，问题解决显然与创造能力培养有着密切联系，而问题解决是指让学生去解一些不能依靠简单的模仿来解决的非常规问题，或者提供一种问题的情景，让学生自己去提出其所隐含的数学问题，然后加以解决并作出解释。而化归与转换思想方法的熟悉化原则、简单化原则、和谐化原则均可以为问题解决提供思维导向。数学应用意识的失落是我国数学教育的一个严重问题，随着社会主义市场经济大潮的兴起，股票、利息、保险、分期付款等经济方面的数学问题已日渐成为人们的常识，这迫使我们的中学数学教育要特别加强数学应用意识的培养，这就要求通过抽象概括、数学模型等思想方法的学习和训练，让学生体会到数学中的定义、概念、公式、定理等是从现实世界中经过逐步抽象概括而得到数学模型，与现实世界有着千丝万缕的联系，并且可以反过来应用于现实世界解决各种实际问题。由应试型变为素质型，并不是不要考试，为国家培养各种不同层次的人才，当然也包括高层次的人才，而且社会的进步，对高层次的人才需求量会越来越大，而参加中考、高考进入高一级学校学习，至少目前仍是培养高层次人才的一条重要渠道。数学教学实践告诉我们，数学思想方法的教学，正是使学生牢固掌握基础知识，培养数学能力，“既高分，又高能”的重要举措，加强数学思想方法的教学，在进行定义、定理、法则、公式等教学时，注意这些概念、知识的发生、发展、应用过程的揭示与解释，并将这一过程中丰富的思维训练的因素开掘出来，这有利于学生创造力的发展与培养，这是培养有创造性人才的良好手段和渠道。二、认知的实现，让数学思想方法在数学教学中发挥着重要的作用学习的认知结构理论告诉我们，数学学习过程，是一个数学认知过程，其实质是一个数学认知结构的发展变化过程，这个过程是通过同化和顺应两种方式实现的，在同化和顺应进行中，数学思想和方法在数学认知结构中发挥着极为重要的作用。（1）数学思想方法对数学教学的同化过程起着重要作用数学学习中的同化，就是主体把新的数学学习内容纳入到自身原有的认知结构中去，这种纳人不是机构的囫囵吞枣式地摄入，而是把新的数学材料进行加工改造，使之与原数学认知结构相适应。那么，怎样加工新的数学材料才能使得它与原数学认知结构相适应呢?任意的盲目的加工能达到这个目的吗?显然不能！这种加工要具有自觉的方向性和目的性，肯定是在某种因素的指导下进行的，在数学认知结构中，存在数学基础知识、数学思想方法、心理成分三种主要因素，数学基础知识显然不具备思维特点和能动性，不能指导“加工”过程的进行，就像材料本身不能自己变成产品一个道理，而心理成分只给主体提供愿望和动机，提供主体的认知特点仅凭它也不能实现“加工”过程，就像人们只有生产愿望和生产工具而没有生产产品的设计思想和技术照样生产不出产品一样，数学思想和方法担当起了指导“加工”的重任，它不仅提供思想策略（设计思想）而且还提供实施目标的具体手段（化归技能）。实际上数学中的转化，就是实施新旧知识的同化。总之，数学思想和方法对数学活动的同化过程起着重要作用。（2）数学思想方法对数学教学的顺化过程起着指导作用数学学习中的顺应是指主体原有数学认识结构不能有效地同化新的学习材料时，主体调整或改造原有的数学认知结构去适应新的学习材料。这种对原认知结构的改造也不是任意盲目地进行的。与同化过程的分析一样，也必然是在数学思想方法的指导下进行的，离开了数学思想方法的顺应是不可理解的，也是不可能实现的。（3）数学思想方法是数学认知结构发展的实现因素通过上面的分析看到，数学思想方法对同化和顺应的进行，进而对认知结构的发展起重要作用。实际上，无论是同化还是顺应，都是在原数学认知结构和新的数学内容之间，改造一方去适应另一方，这种改造就是转换或化归，而转换或化归是数学思想方法体系中的“主梁”和精髓。数学思想和方法产于数学认知活动，又反回来对数学认知活动起重要作用，因此可以说数学思想方法是数学认知结构中最积极最活跃的因素，是认知的实现因素。三、认识的规律决定了数学思想方法对数学教学的有着促进作用1、掌握了数学思想方法能够使得数学知识更容易理解心理学认为。“由于认知结构中原有的有关观念在包摄和概括水平上高于新学习的知识，因而新知识与旧知识所构成的这种类属关系又可称为下位关系，这种学习便称为下位学习。”当学生掌握了一些数学思想和方法，再去学习相关的数学知识，就属于下位学习了。下位学习所学知识“具有足够的稳定性，有利于牢固地固定新学习的意义，”即可使新知识能够顺利地纳入到学生已有的认知结构中去。学生学习了数学思想、方法就能够更好地理解和掌握教学内容。例如，如果学生掌握了类比的思想方法，他在学习因式分解时，就会将因式分解与因数分解作如下类比：（1）从学习因式分解的目的性上类比，算术里学习分数时，为了约分与通分的需要，必须学习把一个整数分解因数，类似地，代数里学完了整式四则运算就开始学习分式，为了约分与通分也必须学会把一个多项式分解因式。由此更加激起学生的求知心理。（2）从因式分解的形式上类比，把整数33因数分解是3×11，类似地，整式a2-b2是a+b与a-b乘积的结果，因而多项式a2-b2因式分解为（a+b)(a-b）,a+b,a-b都是a2-b2的因式。这样类比，不仅可领会因式分解的意义，而且为因式分解的方法指明了思路。（3）从因式分解的结果上类比，算术里把一个整数分解为质因数幂的形式，如24=23·3，类似地，把一个多项式分解因式，要分解到每一个因式都不能再分解为止，即分解后的因式必须是质因式。这样的类比，能使学生认识到因式分解是数到式的发展过程，是特殊与一般的思维体现，由此产生对概念的迁移，正确辩认出数、式分解的相同点和不同点，从而能真正理解因式分解。2、有利于数学知识的记忆布鲁纳认为，“除非把一件件事情放进构造得好的模型里面，否则很快就会忘记。”“学习基本原理的目的，就在于保证记忆的丧失不是全部丧失，而遗留下来的东西将使我们在需要的时候得以把一件件事情重新构思起来。高明的理论不仅是现在用以理解现象的工具，而且也是明天用以回忆那个现象的工具，而且也是明天用以回忆那个现象的工具”。由此可见，数学思想方法作为数学学科的“一般原理”，在数学学习中是至关重要的。无怪乎有人认为，对于中学生“不管他们将来从事什么业务工作，唯有深深地铭刻于头脑中的数学的精神、数学的思维方法、研究方法，却随时随地发生作用，使他们受益终身。”3、有利于“原理和态度的迁移”布鲁纳认为，这种类型的迁移应该是教育过程的核心，这是用基本的和一般的观念来不断扩大和加深知识。曹才翰教授也认为，“如果学生认知结构中具有较高抽象、概括水平的观念，对于新学习是有利的。”“只有概括的、巩固的和清晰的知识才能实现迁移。”美国心理学家贾德通过实验证明，“学习迁移的发生应有个先决条件，就是学生需先掌握原理，形成类比，才能迁移到具体的类似学习中。”学生学习数学思想方法有利于实现学习迁移，特别是原理和态度的迁移，从而可以较快地提高学习质量和数学能力。四．数学思想方法对数学教学起着指导作用1．用数学思想可以指导基础知识教学，在基础知识教学中培养思想方法。基础知识的教学中要充分展现知识形成发展过程，揭示其中蕴涵的丰富的数学思想方法。如几何体体积公式的推导体系，集公理化思想、转化思想、等积类比思想及割补转换方法之大成，这些思想方法是灵活运用的完美范例。只有通过展现体积问题解决的思路分析，并同时形成系统的、条理的体积公式的推导线索，才能把这些思想方法明确地呈现在学生的眼前。学生才能从中领悟到当初数学家的创造思维进程，这对激发学生的创造思维、形成数学思想、掌握数学方法的作用是不可低估的。注重知识在教学整体结构中的内在联系，揭示思想方法在知识互相联系、互相沟通中的纽带作用。如函数、方程、不等式的关系，当函数值等于、大于或小于一常数时，分别可得方程、不等式，联想函数图象可提供方程，不等式的解的几何意义。运用转化、数形结合的思想；这三块知识可相互为用。注意总结建构数学知识体系中的教学思想方法，揭示思想方法对形成科学的系统的知识结构，把握知识的运用，深化对知识的理解等数学活动中的指导作用。如函数图象变换的复习中，我把散见于二次函数、反函数、正弦型函数等知识中的平移、伸缩、对称变换；引导学生运用化曲线间的关系为对应动点之间的关系的转化思想及求相