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摘要:數學概念是數學中最基本的內容,是學生認識數學這一門學科的源頭,數學定理和數學公式等都是以此為基礎推導出來的,同時,數學概念也是增強學生邏輯思維能力的必要環節。因此,數學概念教學對于提升教學水平,完成教學目標,有十分核心的作用。
一、數學概念與數學概念的教學
(一)數學概念的涵義
數學概念構成了數學的基本框架,也是關于數學內容的初步了解。數學概念指的是事物在數量和結構等方面的關系、特點,以大量實踐為基礎,從數學的各個研究角度,歸納總結出數學概念的本質特點。按照其籠統程度將數學概念劃分成描述性概念和定義性概念。其中,描述性概念是說能夠通過觀察而直接得出來的概念。
(二)數學概念的特性
1.抽象性與具體性:數學概念的抽象性表現為:第一,當數學概念體現數學內容的本質屬性時,它具有抽象性。例如:我們實際當中并不存在抽象的橢圓,只是能看見一些具體的,如雞蛋、雨花石等。第二,某些數學概念是用特定的符號來規定的,例如:未知數借助符號x表達。第三,某些數學概念是發散思維的結晶,例如:n維線性空間、歐式空間等。
2.確定性與靈活性:數學概念的確定性指的是有其相對穩定性的一面,這是相對于一個時期,并不是指概念的整個發展階段,因此,我們既要看到數學概念的確定性,也要看到它的靈活性。數學概念的靈活性是說隨著我們對概念的認識加深,數學概念會隨之發生變化。例如:隨著初中階段的實數到高中階段的復數的演化,一元二次方程根的概念也隨之發生了變化。只有更準確的理解概念,才能增強學生的數學水平。
3.符號化與簡明化:在概述數學概念時,因為文字有時不能很直白的表達概念,并且在描述過程中過于復雜,故用符號進行表示會簡單明了。比如交集符號“∩”、連加符號“∑”、垂直符號“⊥”等等。這些符號既能反映出概念的性質,又能使其表達更加清晰、精確、簡明。
(三)數學概念教學的意義
1.數學概念是把握基本知識的關鍵。例如:要想能靈活的利用橢圓的概念來做題,我們先要知道橢圓的定義是什么。即“|F1+F2|=2a的動點p的軌跡”。如果對這些知識沒有一個清晰的認識,就不能準確理解“橢圓”這一概念,也就不能很好的利用性質來處理問題。
2.數學概念是技能訓練的必要條件。例如:利用方程解答實際題目廣泛應用于在整個數學中,但很多學生不太會用這種方法來解題。要想解決這一問題,在教學中要提高學生思考問題和理解問題的水平,使學生明確認識“方程”這一概念。
(四)中學數學概念教學的現狀
教師常常在數學概念教學活動中直接給出定義,指出需要注意的地方,然后列舉大量的例子讓學生反復練習,通過多做題使學生加深了對概念的認識。容易導致學生生硬的接受概念,而對概念并沒有什么深入的理解,只是照貓畫虎的進行練習。由于學生對概念的關鍵特征沒有很好地理解,當遇到的問題不能用已學知識解決時,就會計無所出。
二、中學數學概念課教學的案例研究
(一)“函數單調性”的概念教學
1.教學內容分析:
函數的單調性是函數的主要內容,起著承先啟后的作用。一方面,是高中所學內容的深入,讓學生就函數而言有深刻理解。另一方面,函數單調性為后續內容提供初步認識。
2.課堂教學設計
(1)創設情境:教師分別作出y=x+2,y=-x+2,f(x)=x2相應的圖,讓學生看當x變化時,f隨之是怎樣變動的?
(2)初步探究,形成概念生:是增函數。生:是減函數。生:既增又減。生:分情況討論。師:好,那么,什么情況下增,什么情況下減呢?生:函數在區間(-∞,0)上增,在區間(0,+∞)上減。師:不錯。這個函數在對應區間并不是一直單調,而是在相應區間的某個部分上單調。這就說明函數的單調性具有局部性。你們可不可以按照自己的認識,簡單概括增函數和減函數的定義?生:如果函數f(x)在某個區間上隨自變量x的增大,y也越來越大,我們說函數f(x)在該區間為增函數,如果函數f(x)在定義域上的某個部分隨x的變大,隨之變小,就說函數f(x)在該區間為減函數。師:這種直接通過圖像而得到函數的單調性,屬于感性認識。對單調性理性的認識是:f(x)如果滿足在區域M上,隨x增大y也增大,就稱函數f(x)在區域M上為增函數,區域M就叫做f(x)的增區間;反之,如果隨x變大y變小,那么就稱f(x)在區域M上是減函數,區域M也相應的稱為f(x)的減區間。
(3)深刻理解概念:怎樣利用等式f(x)=x2得出函數在區間[0,+∞)上是增函數?生:在給定區間內任取兩個數,例如1和2,因為12<22,所以f(x)=x2在區間[0,+∞)上為增函數。生:用大量數據驗證同樣成立,所以f(x)=x2在區間[0,+∞)上為增函數。師:當x=-1,1,2,3,4,5…,f(x)=1,1,4,9,16,25…也是隨x增大而增大的,能否說f(x)=x2在區間(-1,+∞)是增函數?生:搖頭。師:有無數個數滿足,并不能說明所有數都滿足。我們無法逐個比較(-1,+∞)的數,所以只能用合適的字母去代替區間內所有的數。
(四)給出嚴格定義:“函數y=f(x)在區間A內單調,而且MA,如果差值Δx=x2-x1>0,同時當Δy=f(x2)-f(x1)>0時,這時稱函數y=f(x)在區域M上是增函數;當Δy=f(x2)-f(x1)<0時,同樣我們稱函數y=f(x)在區域M上是減函數。”3.課后反思函數的單調性是很重要的內容,在教學過程中,教師提供了一個良好的討論平臺,并且提出了一系列問題,讓學生自主學習、歸納總結數學概念,這樣更利于他們理解函數單調性這一內容。
參考文獻:
[1]錢小慧.中學數學概念教學研究[D].云南:云南師范大學,2006.
[2]許敏.中學數學概念新授課教學研究[D].上海:上海師范大學,2010.
作者:雷小玲