淺談中學數學思想方法及其教學

【摘 要】 美國心理學家布魯納認為：“不論我們選教什么學科，務必使學生理解該學科的基本結構. ”數學思想與方法是數學學科的一般原理的重要組成部分. 筆者結合本文，從布魯納的基本結構學說中來看數學思想、方法教學所具有的重要意義.

【關鍵詞】 中學數學；數學思想；方法教學；創新能力

一、數學思想方法教學的心理學意義

第一，“懂得基本原理使得學科更容易理解”. 心理學認為：“由于認知結構中原有的有關觀念在概括水平上高于新學習的知識，因而新知識與舊知識所構成的這種類屬關系又可稱為下位關系，這種學習便稱為下位學習. ”當學生掌握了一些數學思想、方法，再去學習相關的數學知識，就屬于下位學習了. 下位學習所學知識“具有足夠的穩定性，有利于牢固地固定新學習的意義”. 學生學習了數學思想、方法就能夠更好地理解和掌握數學內容.

第二，有利于記憶. 布魯納認為：“除非把一件件事情放進構造得好的模型里面，否則很快就會忘記. ”“學習基本原理的目的，就在于保證記憶的喪失不是全部喪失，而遺留下來的東西將使我們在需要的時候得以把一件件事情重新構思起來. 高明的理論不僅是現在用以理解現象的工具，而且也是明天用以回憶那個現象的工具. ”

第三，學習基本原理有利于“原理和態度的遷移”. 布魯納認為：“這種類型的遷移應該是教育過程的核心——用基本的和一般的觀念來不斷擴大和加深知識. ”曹才翰教授也認為：“如果學生認知結構中具有較高抽象、概括水平的觀念，對于新學習是有利的. ”“只有概括的、鞏固的和清晰的知識才能實現遷移. ”

第四，強調結構和原理的學習，“能夠縮挾高級‘知識’和初級‘知識，之間的間隙”. 一般地講，初等數學與高等數學的界限還是比較清楚的，特別是中學數學的許多具體內容在高等數學中不再出現了，有些術語如方程、函數等在高等數學中要賦予它們新的涵義.

二、中學數學教學內容的層次

中學數學教學內容從總體上可以分為兩個層次：一個稱為表層知識，另一個稱為深層知識. 表層知識包括概念、性質、法則、公式、公理、定理等數學的基本知識和基本技能，深層知識主要指數學思想和數學方法.

表層知識是深層知識的基礎，是教學大綱中明確規定的，教材中明確給出的，以及具有較強操作性的知識. 學生只有通過對教材的學習，在掌握和理解了一定的表層知識后，才能進一步學習和領悟相關的深層知識.

深層知識蘊含于表層知識之中，是數學的精髓，它支撐和統帥著表層知識. 教師必須在講授表層知識的過程中不斷地滲透相關的深層知識，讓學生在掌握表層知識的同時，領悟到深層知識，才能使學生的表層知識達到一個質的“飛躍”，從而使數學教學超脫“題海”之苦，使其更富有朝氣和創造性.

那種只重視講授表層知識，而不注重滲透數學思想、方法的教學，是不完備的教學，它不利于學生對所學知識的真正理解和掌握，使學生的知識水平永遠停留在一個初級階段，難以提高；反之，如果單純強調數學思想和方法，而忽略表層知識的教學，就會使教學流于形式，成為無源之水，學生也難以領略到深層知識的真諦. 因此，數學思想、方法的教學應與整個表層知識的講授融為一體，使學生逐步掌握有關的深層知識，提高數學能力，形成良好的數學素質.

三、中學數學中的主要數學思想和方法

數學思想是分析、處理和解決數學問題的根本想法，是對數學規律的理性認識. 由于受中學生認知能力和中學數學教學內容的限制，只能將部分重要的數學思想落實到數學教學過程中，而對有些數學思想不宜要求過高. 我們認為，在中學數學中應予以重視的數學思想主要有三個：集合思想、化歸思想和對應思想. 其理由是：（1）這三個思想幾乎包括了全部中學數學內容；（2）符合中學生的思維能力及他們的實際生活經驗，易于被他們理解和掌握；（3）在中學數學教學中，運用這些思想分析、處理和解決數學問題的機會比較多；（4）掌握這些思想可以為進一步學習高等數學打下較好的基礎.

數學方法是分析、處理和解決數學問題的策略，這些策略與人們的數學知識、經驗以及數學思想掌握情況密切相關. 從有利于中學數學教學出發，本著數量不宜過多原則，我們認為目前應予以重視的數學方法有：數學模型法、數形結合法、變換法、函數法和類分法等. 一般講，中學數學中分析、處理和解決數學問題的活動是在數學思想指導下，運用數學方法，通過一系列數學技能操作來完成的.

四、數學思想方法的教學模式

數學表層知識與深層知識具有相輔相成的關系，這就決定了它們在教學中的辯證統一性. 基于上述認識，我們給出數學思想方法教學的一個教學模式：

操作——掌握——領悟

對此模式作如下說明：（1）數學思想、方法教學要求教師較好地掌握有關的深層知識，以保證在教學過程中有明確的教學目的；（2）“操作”是指表層知識教學，即基本知識與技能的教學. “操作”是數學思想、方法教學的基礎；（3）“掌握”是指在表層知識教學過程中，學生對表層知識的掌握. 學生掌握了一定量的數學表層知識，是學生能夠接受相關深層知識的前提；（4）“領悟”是指在教師引導下，學生對掌握的有關表層知識的認識深化，即對蘊于其中的數學思想、方法有所悟，有所體會；（5）數學思想、方法教學是循環往復、螺旋上升的過程，往往是幾種數學思想、方法交織在一起，在教學過程中依據具體情況在一段時間內突出滲透與明確一種數學思想或方法，效果可能更好些.

五、培養學生的創新能力

創新能力在數學教學中主要為表現對已解決問題尋求新的解法. “學起于思，思源于疑”，學生探索知識的思維過程總是從問題開始，又在解決問題中得到發展和創新. 教學過程中學生在教師創設的情境下，自己動手操作、動腦思考、動口表達，探索未知領域，尋找客觀真理，成為發現者，要讓學生自始至終地參與這一探索過程，發展學生創新能力. 教學中再次通過展現體積問題解決的思路分析，形成系統的條理的體積公式的推導線索，把這些思想方法明確地呈現在學生的眼前. 學生才能從中領悟到當初數學家的創造性思維進程，激發學生的創造性思維和創新能力.