“功能”思想在小學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)中的應(yīng)用研究

李潔

摘 ?要：國(guó)家建設(shè)與社會(huì)發(fā)展對(duì)于創(chuàng)新人才有迫切的需求，探索小學(xué)階段創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法有重要意義。數(shù)學(xué)是小學(xué)生的重要主課之一，應(yīng)用數(shù)學(xué)能力是基于所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)解決客觀問(wèn)題的能力，是創(chuàng)新能力的重要組成部分。“功能”思想是產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的重要概念，用于描述產(chǎn)品存在本質(zhì)和根本用途。將功能概念引入小學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生“學(xué)以致用”的思維習(xí)慣，對(duì)于應(yīng)用數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)有重要意義。

關(guān)鍵詞：功能思想 ?應(yīng)用數(shù)學(xué) ?科技教育 ?小學(xué)數(shù)學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G623 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2020）10（b）-0157-03

Abstract： There is an urgent need for innovative talents during the national and social development. It is significant to explore the training methods of creative ability in primary school. Mathematics is one of the main subjects for primary school students. The ability of applied mathematics is to solve objective problems based on mathematical knowledge， which is an important part of the ability to innovate. Function Thinking is an important concept in the field of product design， which is used to describe the essence and fundamental use of products. It is useful to the cultivation of the students' applied mathematics ability by introducing Function Thinking into the teaching of mathematics in primary schools， which can cultivate the students' habit of thinking of "applying what they have learned".

Key Words： Function thinking; Applied mathematics; Education of science and technology; Primary school mathematics

習(xí)近平總書(shū)記多次強(qiáng)調(diào)，“創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動(dòng)力，是建設(shè)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系的戰(zhàn)略支撐”。從歷史發(fā)展的角度看，數(shù)學(xué)與自然科學(xué)、工程科學(xué)、人文藝術(shù)等領(lǐng)域有著密切的聯(lián)系。科學(xué)史的發(fā)展表明，數(shù)學(xué)發(fā)達(dá)地區(qū)與經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)在地理位置上總是吻合的。縱觀文藝復(fù)興、產(chǎn)業(yè)革命以及二戰(zhàn)后各個(gè)科技強(qiáng)國(guó)的發(fā)展軌跡，無(wú)不印證了數(shù)學(xué)的重要性。華為作為中國(guó)國(guó)內(nèi)5G通信產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，其技術(shù)創(chuàng)新能力的實(shí)現(xiàn)，也與公司內(nèi)部重視數(shù)學(xué)人才密不可分。因此，通過(guò)數(shù)學(xué)的教育，在基礎(chǔ)教育階段重視創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，得到了教育界的普遍重視[1-2]。

數(shù)學(xué)是小學(xué)生的重要主課之一，學(xué)習(xí)時(shí)間長(zhǎng)，投入精力多。從數(shù)學(xué)教育的角度，探索小學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 ?功能思想與應(yīng)用數(shù)學(xué)能力培養(yǎng)的關(guān)系

1.1 功能思想

1947年，美國(guó)工程師Miles創(chuàng)立了“價(jià)值工程”，提出了“功能”思想。他通過(guò)為公司尋找耐火材料的過(guò)程，引發(fā)了他關(guān)于“功能”的思考。最后，他提出了一句富有哲理性的名言：“顧客購(gòu)買(mǎi)的不是產(chǎn)品本身，而是產(chǎn)品所具有的功能”[3]。

比如：汽車(chē)的功能是運(yùn)載物體，手機(jī)的功能是交換信息，等等。“功能”可以用于描述產(chǎn)品的用途，它說(shuō)明了產(chǎn)品被開(kāi)發(fā)出來(lái)的本質(zhì)目標(biāo)。后來(lái)，“功能”思想被廣泛地應(yīng)用于技術(shù)創(chuàng)新過(guò)程。

1.2 應(yīng)用數(shù)學(xué)能力

把數(shù)據(jù)在特定的運(yùn)算規(guī)則下計(jì)算正確，是小學(xué)生一項(xiàng)重要的數(shù)學(xué)能力。但是，數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的意義，不僅僅是數(shù)據(jù)計(jì)算。實(shí)際上，數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)不僅僅是完成數(shù)據(jù)的計(jì)算。應(yīng)用數(shù)學(xué)能力是基于所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)解決客觀問(wèn)題的能力，是創(chuàng)新能力的重要組成部分。

1.3 兩者之間的關(guān)系

從認(rèn)知心理學(xué)的角度看，應(yīng)用數(shù)學(xué)解決問(wèn)題的能力，是一個(gè)應(yīng)用知識(shí)的過(guò)程。在數(shù)學(xué)知識(shí)的講授過(guò)程中，注意數(shù)學(xué)知識(shí)的歸類(lèi)，對(duì)于應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)說(shuō)，十分重要。

如圖1所示，實(shí)現(xiàn)同一個(gè)功能，可以通過(guò)應(yīng)用不同的數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，也就是說(shuō)，它的實(shí)現(xiàn)途徑不唯一。發(fā)過(guò)來(lái)，同一個(gè)數(shù)學(xué)知識(shí)，也有可能用于實(shí)現(xiàn)不同的功能。兩者是多對(duì)多的關(guān)系。

2 ?基于功能思想的數(shù)學(xué)知識(shí)講解

功能通常可以用“動(dòng)詞+名詞”的形式，表示我們的行為目的，可以用于客觀任務(wù)的描述。比如，電熱壺的功能，可以用“加熱+水”來(lái)表示。有了功能的統(tǒng)一表述，可以規(guī)范客觀任務(wù)的表達(dá)，為相關(guān)知識(shí)歸類(lèi)提供了一個(gè)可以參考的標(biāo)準(zhǔn)[4]。

數(shù)學(xué)的發(fā)展源于社會(huì)發(fā)展的實(shí)際需要，數(shù)學(xué)特性和關(guān)系在工程界也有廣泛的應(yīng)用。比如，互質(zhì)數(shù)的概念，可以應(yīng)用于齒輪齒數(shù)的確定，互質(zhì)輪齒數(shù)可以使齒輪間的磨損均勻，提高零件的使用壽命;三角形的桁架，具有質(zhì)量輕、受力合理的特點(diǎn)，可以用于承受重物;平行四邊形組成的四連桿機(jī)構(gòu)，主動(dòng)桿和從動(dòng)桿的運(yùn)動(dòng)特性相同，應(yīng)用于機(jī)車(chē)車(chē)輪聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)。基于功能思想的數(shù)學(xué)知識(shí)應(yīng)用（見(jiàn)表1）[3-5]。

結(jié)合工程應(yīng)用的數(shù)學(xué)知識(shí)講解，可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過(guò)了解具體的工程應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)以致用的思維能力，從而使課堂內(nèi)容豐富多彩，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3 ?結(jié)語(yǔ)

從功能的角度，講述數(shù)學(xué)知識(shí)在工程中的應(yīng)用，可以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的思維能力。教師在課堂上講授相關(guān)知識(shí)過(guò)程中，處理好基本知識(shí)點(diǎn)和數(shù)學(xué)應(yīng)用案例的時(shí)間，盡量用通俗易懂的語(yǔ)言講述案例相關(guān)內(nèi)容，有利于促進(jìn)學(xué)生對(duì)概念的理解。

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