數學抽象是指通過對數量關系與空間形式的抽象,得到數學研究對象的素養。主要包括:從數量與數量關系、圖形與圖形關系中抽象出數學概念及概念之間的關系,從事物的具體背景中抽象出一般規律和結構,并用數學語言予以表征。
【抽象素養标準解讀】
1、抽象的概念界定
從思維的角度看,抽象是指從衆多事物中抽取出共同的、本質的屬性而舍棄個别的、非本質的屬性.在特定的語境中,抽象有時是指“抽象的産物(結果)”,有時是指“抽象的過程”或“抽象的方法”。
從數學的角度看,抽象是數學的特性之一.抽象對于數學學科的建立與發展來說,都是不可或缺的.可以毫不誇張地說,沒有抽象就沒有數學的研究對象.同樣,數學的推理、數學的應用,也都離不開抽象。
2、抽象内涵分解
數學抽象的内涵有符号意識、數感、幾何直觀和空間想象。
(1)符号意識
符号意識主要是指能夠理解并且運符号表示數、數量關系和變化規律;知道使用符号可以進行運算和推理,得到的結論具有一般性,是實現具象與抽象的和諧統一.建立符号意識有助于學生理解符号的使用,是數學表達和進行數學思考的重要形式。
符号意識内涵可分解為四點:
1、從具體情境中抽象出數量關系和變化規律,并用符号來表示;
2、理解符号所代表的數量關系和變化規律;
3、會進行符号間的轉換;
4、能選擇适當的程序和方法解決用符号所表示的問題。
(2)數感
數感主要是指關于數與數量、數量關系、運算、結果估計等方面的感悟.建立數感有助于學生理解現實生活中數的意義,理解或表述具體情境中的數量關系。
數感的内涵分解為以下三點:
1、理解數的意義,能用數來表達和交流信息;
2、能用多種方法來表示數;
3、能估計運算的結果,并對結果的合理性作出解釋。
(3)幾何直觀
幾何直觀主要是指利用圖形描述和分析問題。借助幾何直觀可以把複雜的數學問題變得簡明、形象,有助于探索解決問題的思路,預測結果。幾何直觀可以幫助學生直觀地理解數學,在整個數學學習過程中都發揮着重要作用。
幾何直觀的内涵分解為:
1、直觀感知,觀察認識直觀載體的外在現象或表面意義。
2、直觀洞察,觀察發現直觀載體的深層意義或内在本質。
(4)空間觀念
空間觀念以空間表象為主要表征形态,也包括定的命題表征,并涉及空間知覺與初步的空間想象。
空間觀念的内涵分解有三點:
1.能夠感知物體、圖形的形狀、大小及距離、方位等的位置關系。
2.在大量空間知覺的基礎上,形成關于物體、圖形的形狀、大小及相互位置關系的印象。
3.在事物或圖形的影響下,在言語的調節下,頭腦中已有空間表象經過加工、改造、結合,産生新表象。
【高中數學抽象素養的體現】
概念:集合、映射、函數、複合函數、函數單調性、函數奇偶性、周期性、指數函數及其性質、對數函數及其性質、三角函數及性質、平面向量、曲線與方程、導函數等。
定理:正弦定理、餘弦定理、數學歸納法等。
知識的應用:線性規劃求解最值問題、函數零點、導函數應用等。
【高中數學《複合函數的單調性》案例與分析】
問題:學生開始對教師講的不明白,教師答疑後,學生認為明白了,但後來對類似問題,依然沒有思路,再次“明白”後,還是不能正确解決同類問題.學生的歸因是“忘了”。
分析:是真的忘了,還是對函數的單調性、複合函數等知識根本就沒有理解,因而不能夠有效地把握問題和完整地、正确地解決問題?
教師的反思:答疑時,我自認為講得很清楚,學生受到了一定的啟發。但是反思後我發現,自己的講解并沒有很好地針對學生的知識水平,從根本上解決她存在的問題,隻是一味地想要她按照某個固定程序去解決這一類問題。
學生雖然說明白了,卻并不真正理解問題的本質性的東西,如複合函數的意義、複合函數中函數間的相互關系、換元的目的、函數單調性的定義等。由于我沒有在她原有的知識水平、經驗的基礎上幫助建構,引導她注意新知識中的某些關鍵點,因此她的思維過程無法連續地進行,新舊知識的聯系不牢固,表面上看是記憶的問題:“忘了”,其實她還是沒有真正理解我所講解的内容。這是學校教育中普遍存在的一種現象。
【抽象立意的高考試題分析】
基于數學抽象的教學建議
1、常用數學“微探究”,讓數學本質理解更透徹
所謂微探究即探究程度輕,範圍小、時間短。在探究過程中,教師提供較多幫助,學生相對自主,探究的開放度小;不追求探究過程的完整性,即對某一局部内容從某個角度、在某個環節有所側重地進行探究,探究的時間一般為幾分鐘到十幾分鐘,探究活動可靈活地實施于課堂教學中。
2、多用“變式教學”, 讓數學思維更加生動
數學是思維學科,數學教學要滲透數學思維。解決數學問題的過程實際上就是思維過程,解題過程就是把所學知識、方法和數學問題聯系起來進行分析探索的過程。習題講評課要把培養學生思維能力作為一個主要任務,通過“變式”教學,使學生能夠達到觸類旁通,舉一反三的效果,教師在課堂教學中要充分發揮“變式”教學的功能,增強學生轉化的思想。在“變式”中糾正錯誤從而發展學生潛能,拓展思維。
3、活用數學語言 “譯術”,讓抽象變得更加具體
數學解題就是從具體的問題中抽象出數量關系與變化規律,同時能用數學符号表示出來,能理解符号所代表的數量關系以及意義,能進行數學語言之間的相互轉譯,能選擇适當的數學公式、定理、法則并能選擇适當的方法來解決數學問題。“譯”,即理解與轉化,是指正确理解已知條件并加以恰當的轉化,讓抽象問題更加具體,讓複雜問題更加簡單,讓不可能變成可能,從而達到數學抽象素養的發展。
(1)“譯”數學語言
①文字語言向圖形、符号語言“轉譯”,讓數學性質更加顯著;
②符号語言向圖形語言“轉譯”,讓數學概念更加具體生動;
③圖形語言向符号語言“轉譯”,讓數學表達更加簡潔。
(2)“譯”數學知識
①“譯”知識之間的聯系;
②“譯”知識之間的差異。
“譯”題的方式多種多樣,本質上就是通過理解題意,收集有效信息加工轉化為熟悉的問題,尋找解題的突破口。“譯”題是走向問題解決的第一步,更是走向成功的關鍵一步。
數學核心素養是社會發展需要的人的關鍵能力與思維品質。當然“譯”題隻是解題的一種手段而非唯一途徑,“譯”題訓練可以幫助學生認識數學知識的本質與聯系,優化認知結構,提高數學思維品質,從而讓數學抽象素養在數學問題解決中不斷“譯”出來,讓一切都顯得更加具體和自然。
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