一、開展數(shù)學(xué)思想方法教育是新課標(biāo)提出的重要教學(xué)要求
數(shù)學(xué)思想方法是從數(shù)學(xué)內(nèi)容中提煉出來的數(shù)學(xué)學(xué)科的精髓,是將數(shù)學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)能力的橋梁。初中數(shù)學(xué)思想方法教育,是培養(yǎng)和提高學(xué)生素質(zhì)的重要內(nèi)容。新的《課程標(biāo)準(zhǔn)》突出強(qiáng)調(diào):“在教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)好概念的基礎(chǔ)上掌握數(shù)學(xué)的規(guī)律(包括法則、性質(zhì)、公式、公理、定理、數(shù)學(xué)思想和方法)?!币虼?,開展數(shù)學(xué)思想方法教育應(yīng)作為新課改中所必須把握的教學(xué)要求。
中學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)涵蓋了辯證思想的理念,反映出數(shù)學(xué)基本概念和各知識(shí)點(diǎn)所代表的實(shí)體同抽象的數(shù)學(xué)思想方法之間的相互關(guān)系。數(shù)學(xué)實(shí)體內(nèi)部各單元之間相互滲透和維系的關(guān)系,升華為具有普遍意義的一般規(guī)律,便形成相對(duì)的數(shù)學(xué)思想方法,即對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)整體性的理解。數(shù)學(xué)思想方法確立后,便超越了具體的數(shù)學(xué)概念和內(nèi)容,只以抽象的形式而存在,控制及調(diào)整具體結(jié)論的建立、聯(lián)系和組織,并以其為指引將數(shù)學(xué)知識(shí)靈活地運(yùn)用到一切適合的范疇中去解決問題。數(shù)學(xué)思想方法不僅會(huì)對(duì)數(shù)學(xué)思維活動(dòng)、數(shù)學(xué)審美活動(dòng)起指導(dǎo)作用,而且會(huì)對(duì)個(gè)體的世界觀、方法論產(chǎn)生深刻影響,形成數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)效果的廣泛遷移,甚至包括從數(shù)學(xué)領(lǐng)域向非數(shù)學(xué)領(lǐng)域的遷移,實(shí)現(xiàn)思維能力和思想素質(zhì)的飛躍。
可見,良好的數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)不完全取決于教材內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)的數(shù)量,更應(yīng)注重?cái)?shù)學(xué)知識(shí)的聯(lián)系、結(jié)合和組織方式,把握結(jié)構(gòu)的層次和程序展開后所表現(xiàn)的內(nèi)在規(guī)律。數(shù)學(xué)思想方法能夠優(yōu)化這種組織方式,使各部分?jǐn)?shù)學(xué)知識(shí)融合成有機(jī)的整體,發(fā)揮其重要的指導(dǎo)作用。因此,新課標(biāo)明確提出開展數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)要求,旨在引導(dǎo)學(xué)生去把握數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)的核心和靈魂,其重要意義顯而易見。
二、對(duì)初中數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的幾點(diǎn)思考
1.結(jié)合初中數(shù)學(xué)大綱,就初中數(shù)學(xué)教材進(jìn)行數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)研究。
首先,要通過對(duì)教材完整的分析和研究,理清和把握教材的體系和脈絡(luò),統(tǒng)攬教材全局,高屋建瓴。然后,建立各類概念、知識(shí)點(diǎn)或知識(shí)單元之間的界面關(guān)系,歸納和揭示其特殊性質(zhì)和內(nèi)在的一般規(guī)律。例如,在“因式分解”這一章中,我們接觸到許多數(shù)學(xué)方法——提公因式法、運(yùn)用公式法、分組分解法、十字相乘法等,這是學(xué)習(xí)這一章知識(shí)的重點(diǎn)。只要我們學(xué)會(huì)了這些方法,按知識(shí)——方法——思想的順序提煉數(shù)學(xué)思想方法,就能運(yùn)用它們?nèi)ソ鉀Q成千上萬分解多項(xiàng)式因式的問題。又如:結(jié)合初中代數(shù)的消元、降次、配方、換元方法,以及分類、變換、歸納、抽象和數(shù)形結(jié)合等方法性思想,進(jìn)一步確定數(shù)學(xué)知識(shí)與其思想方法之間的結(jié)合點(diǎn),建立一整套豐富的教學(xué)范例或模型,最終形成一個(gè)活動(dòng)的知識(shí)與思想互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。
2.以數(shù)學(xué)知識(shí)為載體,將數(shù)學(xué)思想方法有機(jī)地滲透入教學(xué)計(jì)劃和教案內(nèi)容之中。
教學(xué)計(jì)劃的制訂應(yīng)體現(xiàn)數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的綜合考慮,要明確每一階段的載體內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、展開步驟、教學(xué)程序和操作要點(diǎn)。數(shù)學(xué)教案則要就每一節(jié)課的概念、命題、公式、法則以至單元結(jié)構(gòu)等教學(xué)過程進(jìn)行滲透思想方法的具體設(shè)計(jì)。要求通過目標(biāo)設(shè)計(jì)、創(chuàng)設(shè)情境、程序演化、歸納總結(jié)等關(guān)鍵環(huán)節(jié),在知識(shí)的發(fā)生和運(yùn)用過程中貫徹?cái)?shù)學(xué)思想方法,形成數(shù)學(xué)知識(shí)、方法和思想的一體化。
應(yīng)充分利用數(shù)學(xué)的現(xiàn)實(shí)原型作為反映數(shù)學(xué)思想方法的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)思想方法是對(duì)數(shù)學(xué)問題解決或構(gòu)建所做的整體性考慮,它來源于現(xiàn)實(shí)原型又高于現(xiàn)實(shí)原型,往往借助現(xiàn)實(shí)原型使數(shù)學(xué)思想方法得以生動(dòng)地表現(xiàn),有利于對(duì)其深入理解和把握。例如:分類討論的思想方法始終貫穿于整個(gè)數(shù)學(xué)教學(xué)中。在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所討論的對(duì)象進(jìn)行合理分類(分類時(shí)要做到不重復(fù)、不遺漏、標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、分層不越級(jí)),然后逐類討論(即對(duì)各類問題詳細(xì)討論、逐步解決),最后歸納總結(jié)。教師要幫助學(xué)生掌握好分類的方法原則,形成分類思想。
數(shù)學(xué)思想方法的滲透應(yīng)根據(jù)教學(xué)計(jì)劃有步驟地進(jìn)行。一般在知識(shí)的概念形成階段導(dǎo)入概念型數(shù)學(xué)思想,如方程思想、相似思想、已知與未知互相轉(zhuǎn)化的思想、特殊與一般互相轉(zhuǎn)化的思想等等。在知識(shí)的結(jié)論、公式、法則等規(guī)律的推導(dǎo)階段,要強(qiáng)調(diào)和灌輸思維方法,如解方程的如何消元降次、函數(shù)的數(shù)與形的轉(zhuǎn)化、判定兩個(gè)三角形相似有哪些常用思路等。在知識(shí)的總結(jié)階段或新舊知識(shí)結(jié)合部分,要選配結(jié)構(gòu)型的數(shù)學(xué)思想,如函數(shù)與方程思想體現(xiàn)了函數(shù)、方程、不等式間的相互轉(zhuǎn)化,分?jǐn)?shù)討論思想體現(xiàn)了局部與整體的相互轉(zhuǎn)化。在所有數(shù)學(xué)建構(gòu)及問題的處理方面,注意體現(xiàn)其根本思想,如運(yùn)用同解原理解一元一次方程,應(yīng)注意為簡(jiǎn)便而采取的移項(xiàng)法則。
3.重視課堂教學(xué)實(shí)踐,在知識(shí)的引進(jìn)、消化和應(yīng)用過程中促使學(xué)生領(lǐng)悟和提煉數(shù)學(xué)思想方法。
數(shù)學(xué)知識(shí)發(fā)生的過程也是其思想方法產(chǎn)生的過程。在此過程中,要向?qū)W生提供豐富的、典型的以及正確的直觀背景材料,創(chuàng)設(shè)使認(rèn)知主體與客體之間激發(fā)作用的環(huán)境和條件,通過對(duì)知識(shí)發(fā)生過程的展示,使學(xué)生的思維和經(jīng)驗(yàn)全部投入到接受問題、分析問題和感悟思想方法的挑戰(zhàn)之中,從而主動(dòng)構(gòu)建科學(xué)的認(rèn)知結(jié)構(gòu),將數(shù)學(xué)思想方法與數(shù)學(xué)知識(shí)融匯成一體,最終形成獨(dú)立探索分析、解決問題的能力。
概念既是思維的基礎(chǔ),又是思維的結(jié)果。恰當(dāng)?shù)卣故酒湫纬傻倪^程,拉長被壓縮了的“知識(shí)鏈”,是對(duì)數(shù)學(xué)抽象與數(shù)學(xué)模型方法進(jìn)行點(diǎn)悟的極好素材和契機(jī)。在概念的引進(jìn)過程中,應(yīng)注意:①解釋概念產(chǎn)生的背景,讓學(xué)生了解定義的合理性和必要性;②揭示概念的形成過程,讓學(xué)生綜合概念定義的本質(zhì)屬性;③鞏固和加深概念理解,讓學(xué)生在變式和比較中活化思維。
在規(guī)律(定理、公式、法則等)的揭示過程中,教師應(yīng)注意灌輸數(shù)學(xué)思想方法,培養(yǎng)學(xué)生的探索性思維能力,并引導(dǎo)學(xué)生通過感性的直觀背景材料或已有的知識(shí)發(fā)現(xiàn)規(guī)律,不過早地給結(jié)論,講清抽象、概括或證明的過程,充分地向?qū)W生展現(xiàn)自己是如何思考的,使學(xué)生領(lǐng)悟蘊(yùn)含其中的思想方法。
數(shù)學(xué)問題的化解是數(shù)學(xué)教學(xué)的核心,其最終目的是學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和思想方法分析和解決實(shí)際問題。例如“平行四邊形的面積求法”的問題,通過探求解決問題的思想和策略,以化歸思想指導(dǎo)將思維定向轉(zhuǎn)化成求已知矩形的面積。這樣以問題的變式教學(xué),使學(xué)生認(rèn)識(shí)到求解該問題的實(shí)質(zhì)是等積變換,即要在保持面積不變的情形下實(shí)現(xiàn)化歸目標(biāo),而化歸的手段是“三角形位移”,由此揭示了解決問題的思維過程及其所包含的數(shù)學(xué)思想,同時(shí)提高了學(xué)生探索性思維能力。在數(shù)學(xué)知識(shí)的引進(jìn)、消化和運(yùn)用的過程中,要利用單元復(fù)習(xí)和階段性總結(jié)的時(shí)間,以適當(dāng)集中的方式,從縱橫兩方面整理、概括和提煉出數(shù)學(xué)思想方法綱要和系統(tǒng)。以分散方式的滲透性教學(xué)為基礎(chǔ),集中強(qiáng)化數(shù)學(xué)思想方法教育的形式,促使學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)思想方法由個(gè)別的具體感悟上升到一般的理性認(rèn)識(shí),這有利于提高教學(xué)效果。
要引導(dǎo)學(xué)生把握知識(shí)的整體結(jié)構(gòu),形成合理的數(shù)學(xué)模型,通過綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法,融會(huì)貫通各知識(shí)點(diǎn)和單元,建立一個(gè)以范例和習(xí)題為中心的知識(shí)網(wǎng)絡(luò),縱向加深知識(shí)層次,橫向聯(lián)系以發(fā)展思維能力,形成全局性的數(shù)學(xué)思想方法。
綜合以上思考,筆者認(rèn)為,初中數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)應(yīng)以數(shù)學(xué)知識(shí)為載體,結(jié)合教學(xué)大綱和計(jì)劃,按照啟發(fā)、吸收、消化和發(fā)展的認(rèn)識(shí)規(guī)律進(jìn)行總體策劃,分階段、有步驟地貫徹實(shí)施。同時(shí),要在教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)和教學(xué)設(shè)計(jì)上不斷完善和豐富數(shù)學(xué)思想的理念和觀點(diǎn),在數(shù)學(xué)知識(shí)與數(shù)學(xué)思想方法之間建立有機(jī)的結(jié)合,形成完整的系統(tǒng)。