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作者专栏 2025年04月28日 07:11 13 南风

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网上科普有关“如何将函数思想和模型思想渗透到教学中”话题很是火热,小编也是针对如何将函数思想和模型思想渗透到教学中寻找了一些与之相关的一些信息进行分析,如果能碰巧解决你现在面临的问题 ,希望能够帮助到您 。

在课堂教学中如何适时渗透函数思想和模型思想

函数思想是一种考虑对应、考虑运动变化 、相依关系,以一种状态确定地刻画另一种状态,由研究状态过渡到研究变化过程的思想方法 ,函数思想的本质在于建立和研究变量之间的对应关系。模型思想就是针对要解决的问题,构造相应的数学模型,通过对数学模型的研究来解决实际问题的一种数学思想方法。

函数思想在小学阶段强调的是“渗透”,让学生感受到“于变化之中寻求不变,并把握规律的重要性 ” 。小学阶段并不要求学习“形式化”的函数定义。

在小学数学教学中渗透函数思想 ,要把握以下两条基本原则:

(1)创设“变化”的过程 ,才能感受到函数思想。

(2)激发学生“探究 ”的本性,于“变”中把握“不变” 。

1.探索规律——对“模式 ”的初步认识。

“探索规律”实际上就是培养学生的“模式化”的思想,发现规律就是发现一个“模式 ”。如一年级下册:百数表中的规律 ,在“百数表”中除了可以探索数的排列规律(横着、竖着、斜着)外,还可以进一步探索每一行中相邻的两个数的规律 、每一列中相邻两个数的规律,甚至每两行与每两列相邻四个数之间的规律 ,这些规律中蕴含着多种变化的模式 。又如六年级下册:正反比例意义的学习是对变化“模式”的一次集中探索,这一内容的学习中,以表格的形式呈现了多种不同的变化规律。

2.基本数量关系、图形位置与变换——对“关系 ”的体验。

函数就像一座桥梁 ,建立起两个集合之间的“关系 ” 。

①“一一对应”在小学数学教材中是贯穿始终的。如在认数1—10时,我们可以呈现。物体的个数与点子图进行一一对应的图像,在具体实物与抽象的数之间建立起桥梁的作用 。

②在小学 ,学生接触更多的是“两个确定或多个确定一个”,即二元函数和多元函数 。例如:“体积的问题 ”源于教材中的一个练习,一块长30cm、宽25cm的长方形铁皮 ,从四个角各切掉一个边长是5cm的正方形 ,然后做成盒子。这个盒子用了多少铁皮,它的容积是多少?”这个问题就只是一道简单的计算题,当然问题解决过程中也发展了学生的空间观念。但是如果将原题中的规定“切掉边长是5cm的正方形”改为猜想并验证“切掉边长是多少厘米的正方形时 ,铁盒的容积最大 ”问题就由静止变得动态起来 。借助这样运动 、变化的过程,对学生进行函数思想的初步渗透。

小学教材中以各种素材 、各种形式提供给学生大量关于集合之间“关系”直观经验,对“关系”的体验使学生对变量之间的相依关系有了初步的认识 ,而这种变量间的相依关系恰恰就是函数概念的本质。

3.字母表示数、图像、表格等——对多种数学语言的感受和初步使用 。

由于函数反映的是变量之间的关系,所以必须借助数字以外的符号来表示。常用的有:语言描述 、表格、图像和解析式四种方法。例如:教学加法和乘法运算定律时,出现用字母表示各种运算定律 ,使学生初步感受字母可以表示一般意义上的数 。又如五年级长方体体积公式的推导,教材中就是通过用体积单位拼摆长方体后填表格,进而归纳出长方体体积的计算公式的。

4.为学生多提供利用函数思想解决问题的机会。

对于函数的学习 ,应该与体会、感受和运用函数解决问题有机的结合起来 。应该引导学生去思考函数的应用问题,特别是思考函数在日常生活和其他学科的应用。例如:可以给学生提供心电图,能使学生了解到时间和心跳频率的函数关系。

二 、模型思想

在小学数学教材中 ,模型无处不在 。小学生学习数学知识的过程 ,实际上就是对一系列数学模型的理解、把握的过程 。在小学数学教学中,重视渗透模型化思想,帮助小学生建立并把握有关的数学模型 ,有利于学生握住数学的本质。

如何在小学数学教学中把模型思想渗透到课堂教学中呢?

一)、多运用实物模型

在小学数学中,学生要接触各种数:自然数 、分数、小数,这些数都是现实模型的抽象。因此在教学中要适时有到一些实物模型如在低年级教学时用到的小棒:有一根一根的 ,一捆一捆的 。这样,学生在刚接触数学时,通过学生的直觉和动手 ,逐渐有了一和十的概念。这些直观模型对于学生学习、理解数学知识是非常重要的,而我们的教材和教学中对此体现的并不充分,这就需要我们教师意识到他的重要性 ,并且挖掘相应的素材。

二) 、选择合适的数学模型,让学生逐步感觉模型思想

在平时的教学中,一节课中可用的数学模型有很多 ,而如果无目的的滥用 ,可能会造成课堂混乱,学生注意力不集中,或对本节课的重难点理解作用不大等适得其反的后果 ,这就需要教师提前在备课时根据学生年龄特点、知识分布、学生个性特征等,选用合适的数学模型 。如在低年级教学,可多用一些直观的 、动手操作性强的模型 ,而在学生学习数学有一定的经验后,可逐步采用一些抽象性的如图表模型 、数线模型等,这样 ,即让学生有了一定的成就感,还有助于学生模型思想的培养。

三)、更加关注学生的学习过程

数学教学不只是为了教给学生知识,而是要教会学生学会发现问题 ,进而运用数学思维方法去解决问题。因此,在小学数学的教学中,就要关注学生学习的过程 ,让学生在通过一些直观模型、抽象模型得出数学结论的同时 ,学会解决数学问题的方法和培养自己勤于动手,不畏困难的品质,为学生一生的学习成才奠定基础 。

如何提升初中学生的数学素养

一 、学习大概念的重要意义

1.大概念对数学学习至关重要 ,它能把许多数学理解联系成一个连贯的整体,能够引领学生走向数学学习的本质。高质量的教学始于教师深厚的学科知识。大概念是数学学科至关重要的观念的陈述,是数学学习的核心 ,能够把各种数学理解联系成一个连贯的整体 。

2.大概念是一种陈述。比如任何数、度量、数值表达式 、代数表达式或者方程都可以用具有相同涵义的无限种方式表示,而不改变其值或解,即等值性。此外 ,了解保持相同内涵或解决方案的表达变化类型是一个强大的问题解决工具 。

3.数学学习的核心可以用不同方法来确定 。一种方法是通过仔细分析数学概念和技能,另一种方法是内容分析,寻找贯穿年级和主题的联系和共性。

4.大概念会产生联系 ,它将许多数学理解联系成一个连贯的整体。比如5+6可以看成5+5+1,同理6x7也可以看成5x7+7 。

二、数学学科的21个大概念

大概念1数:实数集是无限的,每个实数都可以与数轴上唯一的点相对应。

大概念2 十进制计数法:十进制计数法是一种使用数字0-9十个基本数 ,用十进为一组和位值来记录数的方案。

大概念3等值性:任何数、度量 、数值表达式、代数表达式或方程可以进行等量代换 。

大概念4比较:数、表达式和度量可以通过它们的相对值进行比较。

大概念5运算意义与关系:相同的表达式(如12-4=8)可以与不同的现实情沉相关联 ,不同的表达式可以与相同现实情况相关联。

大概念6 属性:对于给定的一组数,有一些关系总是正确的,这些是算术和代数运算中的规则 。

大概念7基本事实和算法:有理数运算的基本法则是使用等值原理让计算变得更简单。

大概念8估算:数值计算可以通过用其他相近且易于心算的数字来代替进行近似计算。测量过程中 ,可以使用已知的参考值作为单位来近似测量 。

大概念9模式:数学情境中,以一种可预测的方式呈现的一些数或物体可以被归纳出规律和可描述的关系。

大概念10变量:可以使用变量 、表达式和方程抽象地转化、表征数学情境与结构。

大概念11比例:如果两个量成正比例变化,则这种关系可表示为线性函数 。

大概念12关系和函数:使用数学规则(关系) ,可以把一个集合中的元素对应于另一个集合中的元素 。函数这个特殊的规则,让一个集合中的每个元素,在另一个集合中都有唯一的元素与之对应。

大概念13方程和不等式:数和代数的规则可以与等式的概念一起用于转化方程和不等式 ,从而求解。

大概念14形状和立体图形:有或没有曲面的二维和三维物体都可以通过它们的特性来描述、分类和分析 。

大概念15方位和位置:空间中的物体可以有无数种方向,物体在空间中的位置可以被定量描述。

大概念16转换:空间中的物体可以用无数种方式进行转化,这些转化可以用数学方法描述和分析。

大概念17度量:物体的某些属性是可测量的 ,可以使用单位量进行量化 。

大概念18数据收集:有些问题可以通过收集和分析数据来解答,所要解答的问题决定了需要收集哪些数据以及如何最好地收集数据。

大概念19数据表征:可以使用表格 、图表和图形可视化地表征数据。数据的类型决定了可视化表征的最佳选择 。

大概念20数据分布:有专门的测量方式来描述集合的集中和离散。

大概念21概率:事件发生的概率可以用0到1之间的数来描述,并用于对其他事件进行预测。

三 、数学学科的16个大概念

《中小学数学教学的发展》一书中提出的16条数学大概念也会给我们带来很多启发 。

(1)发展早期的数概念和数感;

(2)发展运算含义;

(3)培养基本事实的流利性;

(4)发展整数位值概念;

(5)发展加法和减法计算的策略;

(6)发展乘法和除法计算的策略;

(7)代数思维、方程和函数;

(8)发展分数的概念;

(9)发展分数运算;

(10)发展小数和百分数的概念和小数计算;

(11)比率、比例和比例推理;

(12)发展测量概念;

(13)发展几何思维和几何概念;

(14)发展数据与统计概念;

(15)探索概率的概念;

(16)发展指数 、整数和实数的概念。

之所以在这里把21个和16个数学大概念完整展示出来 ,目的是让我们了解数学大概念。尽管国外的数学标准、数学教材与我国的都不相同 ,但是数学文化与数学思想是跨越国界的 。以上分析主要基于国外研究成果 。

关于数学素养,人们有着不同的理解和认识。“MA ”课题组(1997)认为,数学素养是指以人的先天生理特点为基础 ,在后天的环境和数学教育影响下形成并发展的心理方面的稳定属性。朱德全(2002)认为数学素养的生成是个体在已建立数学经验基础之上对数学感悟、反思和体验的结果 。美国数学课程标准认为,数学教育的目标应是具有以下五点数学素养:①懂得数学价值;②对自己的数学能力有信心;③有解决数学问题的能力;④学会数学交流;⑤掌握数学思想方法。

我认为数学素养的养成表现在以下三个方面:

一 、学习用数学的眼光思考问题并解决问题,形成数学应用意识

数学源于生活 ,用于生活。培养学生数学的应用意识,从而明白数学知识的应用性以及掌握数学知识的重要性 。可是学生的数学应用意识不是一朝一夕就能养成的,不是一件简单就能实现的事情 ,对知识的掌握到应用不是一蹴而就的,而且还要从生活中具体的事物进行加工、分析、提炼数学问题,结合日常生活来解决数学问题 ,从而形成数学应用意识。例如《田忌赛马》,“田忌赛马”的关键点在于如何让学生在动脑 、动手、动口解决问题的过程中领悟其中的数学应用意识。这也是数学教育中实现从传授知识到培养学生分析问题、解决问题能力的重要思维活动 。可是数学应用意识的特点是隐性的,它比数学知识更抽象。而“田忌赛马”的内容都是以生动的历史故事呈现出来 ,非常直观 ,通过观察 、操作、实验、猜测 、推理与交流等活动,让学生主动参与,积极感受 ,展现学生思维过程,充分体验数学思想,并形成数学知识中隐含的数学应用意识 ,最终达到掌握运用的目的,感受并学会运用数学应用意识解决问题的策略 、方法。

二、体会数学问题的内涵,培养数学思想与方法

在认知心理学方面 ,思想方法对认知活动起着监控、调节作用,对培养能力起着决定性的作用 。可见数学的灵魂与核心是数学思想方法,数学思想方法比数学知识更具有普通适用性 ,抽象概括性。它蕴涵在具体的数学知识之中,发挥着纽带作用, 是知识转化为能力的桥梁 , 在学生遇到问题时 ,能沟通问题与知识之间的联系,选择出解决问题的最佳方案,这是学生理解和掌握数学思想方法的最好体现 ,因此,数学思想方法对学生以后的学习 、生活和工作能够真正长期起作用,并让其终生受益。

小学数学中的数学思想方法有:

1、假设思想

猜想是一种非常重要的数学思想方法 ,科学上突破、技术上创新等发明创造往往是从猜想开始的 。牛顿说过:“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现 。 ”例《三角形的内角和》

,学生通过两个特殊的直角三角形(90° 、45°、45°;90°、30° 、60°)的内角和是180°,猜想是不是所有的三角形的内角和都是180°呢?从而激发学生学习的欲望 ,并加以验证。

2、转化思想

转化思想是由一种形式转变为另一种形式的思想。例如《曹冲称象》中的等量代换,而《三角形的内角和》的发现者数学家帕斯卡,以及他的推理方法就是运用了转化这一数学思想 ,直角三角形的内角和由长方形的内角和得出,如图:

得出直角三角形的内角和是360°÷2=180°, 任何直角形都可以看做是长方形的一半 ,长方形的内角和是360度 ,那么直角三角形的内角和就是180度 。钝角三角形和锐角三角形都可以分成两个直角三角形 ,如图:

得出钝角三角形的内角和是180°×2 ― 180°= 180°,锐角三角形的内角和是180° ,

任意三角形的内角和都是180°

3、化归思想

化归思想是把一个实际问题通过某种转化 、归结为一个数学问题,把一个较复杂的问题转化、归结为一个较简单的问题,并从中发现规律 ,再利用规律来解决复杂的问题。应当指出,这种化归思想不同于一般所讲的“转化”、“转换”。它具有不可逆转的单向性 。例《三角形边的关系》,任意两条边的和大于第三边 ,到最短的两条的和大于第三条边,学生不难发现任意就已经包括最短的两条的和大于第三条边。以及已知三角形的两边,求第三边可能是多少?发现:两边之差〈 第三边的长度〈 两边之和 ,让学生抽出数学知识本质的要素来构造数学模型,探索找到解决方案的结构,从可行方案中寻求最优解法。

三 、树立用科学的态度学习数学 ,渗透数学文化价值

增强学生数学观念 、形成良好思维素质的关键 ,是数学文化的精髓 。在小学数学教学中结合具体教学内容,创设积极、生动的问题情境,营造思考、研讨 、探究的气氛 ,有利于学生数学文化素养的提升。数学是人类文化的重要组成部分。部分拓展内容结合教材正文内容,介绍了一些对数学发展起重大作用的历史事件和人物,充分利用教材中“你知道吗? ”的教材资源和丰富的网络资源 ,例如德国数学家莫比乌斯在1985年发现的莫比乌斯带,机器上的传动带及录音机的磁带就可以做成莫比乌斯带,这样就不会只磨损一面了 。还有《三角形的分类》中的韦恩图 ,充分让学生理解三角形按角分为锐角三角形、直角三角形、钝角三角形。这些都渗透了数学文化,提升学生的数学文化素养。

“在数学的天地里,重要的不是我们知道什么 ,而是我们是怎么知道的 。 ”

―― 毕达哥拉斯

相信这是我们教育者所有努力的初衷 。

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