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      解決高中生數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙的研究與對(duì)策

      2022-05-30 16:36:21李俊
      廣西教育·B版 2022年5期
      關(guān)鍵詞:學(xué)習(xí)障礙數(shù)學(xué)語(yǔ)言高中生

      【摘要】本文針對(duì)高中生普遍存在數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙的現(xiàn)象,分析高中生數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙的主要表現(xiàn)和成因,提出做好初高中數(shù)學(xué)教學(xué)銜接,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng);創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情境,讓感性認(rèn)識(shí)上升到理性思維;積累數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),提升學(xué)生的直觀想象、邏輯推理素養(yǎng);培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維分析世界、用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)世界的能力,以及提升教師數(shù)學(xué)語(yǔ)言素質(zhì)等問(wèn)題解決策略。

      【關(guān)鍵詞】高中生 數(shù)學(xué)語(yǔ)言 學(xué)習(xí)障礙 研究與策略

      【中圖分類號(hào)】G63 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

      【文章編號(hào)】0450-9889(2022)14-0115-05

      數(shù)學(xué)語(yǔ)言是一種高度抽象的符號(hào)系統(tǒng),其呈現(xiàn)形式非常豐富,有揭示概念本質(zhì)屬性的文字語(yǔ)言,有指意簡(jiǎn)明的符號(hào)語(yǔ)言,還有直觀形象的圖形語(yǔ)言。對(duì)學(xué)生而言,數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程,就是運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言將數(shù)學(xué)知識(shí)、數(shù)學(xué)思維等內(nèi)化為自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程。因此,要想學(xué)好數(shù)學(xué),學(xué)生必須具備較好的數(shù)學(xué)語(yǔ)言運(yùn)用能力?!镀胀ǜ咧袛?shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡(jiǎn)稱數(shù)學(xué)課標(biāo))將能否恰當(dāng)運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言及自然語(yǔ)言進(jìn)行表達(dá)與交流,作為高中生評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容,可見(jiàn)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)語(yǔ)言的重要性。

      一、高中生數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙的主要表現(xiàn)和成因

      數(shù)學(xué)語(yǔ)言是數(shù)學(xué)知識(shí)的重要載體,具有簡(jiǎn)練、嚴(yán)謹(jǐn)、精確等特點(diǎn),是培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維的有力工具。靈活運(yùn)用各種形式的數(shù)學(xué)語(yǔ)言,有助于學(xué)生順利完成“機(jī)械認(rèn)識(shí)→歸納認(rèn)識(shí)→理性認(rèn)識(shí)”的認(rèn)知過(guò)程。然而,據(jù)筆者觀察發(fā)現(xiàn),高中生普遍存在數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙,這不僅降低了學(xué)生的解題正確率,還影響了學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙,是指學(xué)習(xí)者在需要運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí),不能順利地進(jìn)行數(shù)學(xué)語(yǔ)言的識(shí)別、理解、轉(zhuǎn)換、構(gòu)造、組織和表達(dá)等活動(dòng)的一種學(xué)習(xí)障礙。

      (一)常見(jiàn)的數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙

      在教學(xué)實(shí)踐中,筆者發(fā)現(xiàn),高中生常出現(xiàn)的數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙有以下5種:一是數(shù)學(xué)語(yǔ)言識(shí)別障礙,主要是指學(xué)生無(wú)法從數(shù)學(xué)語(yǔ)言中識(shí)別相關(guān)知識(shí)的基本屬性及內(nèi)涵等信息,這一障礙在數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差的學(xué)生中表現(xiàn)得較為明顯,突出表現(xiàn)為在解題時(shí)無(wú)法讀懂題意;二是數(shù)學(xué)語(yǔ)言理解障礙,主要體現(xiàn)在學(xué)生難以理解數(shù)學(xué)概念、命題、表達(dá)式及各種數(shù)學(xué)關(guān)系,有相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)概念及其表現(xiàn)形式停留在機(jī)械記憶層面,無(wú)法深入理解概念的內(nèi)涵和外延;三是數(shù)學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換障礙,是指在不改變數(shù)學(xué)對(duì)象、數(shù)學(xué)意義或本質(zhì)的前提下,改變其表征形式的一種轉(zhuǎn)換過(guò)程,突出表現(xiàn)為學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)對(duì)象進(jìn)行不同表征形式的轉(zhuǎn)換時(shí),不能準(zhǔn)確進(jìn)行等價(jià)轉(zhuǎn)換;四是數(shù)學(xué)語(yǔ)言構(gòu)造障礙,其實(shí)質(zhì)就是學(xué)生缺乏邏輯推理素養(yǎng)和數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng),突出表現(xiàn)為學(xué)生難以將數(shù)學(xué)對(duì)象形式化、符號(hào)化,或難以從現(xiàn)實(shí)情境中抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題;五是數(shù)學(xué)語(yǔ)言組織和表達(dá)障礙,是指學(xué)生難以對(duì)數(shù)學(xué)語(yǔ)言信息進(jìn)行分析、篩選、加工,突出表現(xiàn)為大部分學(xué)生不能發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)語(yǔ)言中的隱含條件,無(wú)法分析數(shù)學(xué)語(yǔ)言之間的聯(lián)系,很難找出其中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)關(guān)系式,不能闡述解決問(wèn)題的思路,無(wú)法與他人進(jìn)行有效交流。

      (二)數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙的主要成因

      1.數(shù)學(xué)學(xué)科的高度抽象性造成了數(shù)學(xué)語(yǔ)言理解障礙

      數(shù)學(xué)是自然學(xué)科中最基礎(chǔ)的學(xué)科,主要是通過(guò)抽象的概念表達(dá)事物間的聯(lián)系。高中數(shù)學(xué)具有很強(qiáng)的抽象性,學(xué)習(xí)者需要從研究對(duì)象或問(wèn)題中發(fā)現(xiàn)一類事物中與數(shù)量關(guān)系、空間形式有關(guān)的一般規(guī)律,并通過(guò)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)語(yǔ)言將這種規(guī)律表示出來(lái),形成一般模型,養(yǎng)成數(shù)學(xué)方法和數(shù)學(xué)思維。這就需要學(xué)生具備較高的形象化素養(yǎng)和運(yùn)算能力,能夠準(zhǔn)確將抽象符號(hào)形象化,這對(duì)很多學(xué)生來(lái)說(shuō)是比較困難的。數(shù)學(xué)學(xué)科的高度抽象性是造成學(xué)生數(shù)學(xué)語(yǔ)言理解障礙的原因之一。

      2.學(xué)生不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣造成了數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙

      英國(guó)著名數(shù)學(xué)家懷海特曾說(shuō):“如果我們不了解符號(hào)的含義,那么我們什么都不知道,對(duì)于一個(gè)符號(hào),我們只是一知半解地使用它,則無(wú)法掌握和運(yùn)用自如?!痹谌粘=虒W(xué)觀察中,筆者發(fā)現(xiàn),學(xué)生往往能準(zhǔn)確記憶數(shù)學(xué)概念,可是在實(shí)際應(yīng)用時(shí)卻往往不知從何處著手。究其原因,主要是因?yàn)閷W(xué)生只記住了概念的文字或符號(hào)表征,沒(méi)有理解概念背后的數(shù)學(xué)本質(zhì),而且通常習(xí)慣于通過(guò)大量練習(xí)掌握解題方法,對(duì)數(shù)學(xué)思想往往是一知半解,在進(jìn)行文字、符號(hào)、圖形等三種數(shù)學(xué)語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換時(shí)常常忽略關(guān)鍵信息,未能進(jìn)行正確的等價(jià)轉(zhuǎn)換,就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)漏頻出、顧此失彼的窘境。這種不良的學(xué)習(xí)習(xí)慣,是造成學(xué)生數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙的另一個(gè)原因,最終會(huì)阻礙學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

      3.教師不重視學(xué)生數(shù)學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換能力的培養(yǎng)

      受應(yīng)試教育觀念的影響,不少一線教師沒(méi)有樹(shù)立以發(fā)展學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)意識(shí),課堂教學(xué)依然以知識(shí)灌輸為主,特別是在數(shù)學(xué)概念的教學(xué)中往往存在重結(jié)果而輕過(guò)程、重視解題技巧而輕視概念形成的現(xiàn)象,不重視引導(dǎo)學(xué)生將各種數(shù)學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換,致使學(xué)生不能深入理解數(shù)學(xué)概念的本質(zhì)。如此教學(xué)數(shù)學(xué)概念,會(huì)導(dǎo)致學(xué)生對(duì)概念的理解一直處于表層狀態(tài),無(wú)法深刻理解這些符號(hào)化概念的內(nèi)涵和外延,長(zhǎng)此以往就會(huì)影響學(xué)生數(shù)學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換能力的培養(yǎng),甚至影響數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。另外,部分教師使用的教學(xué)語(yǔ)言不夠嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范,有些教師在講解過(guò)程中則過(guò)于依賴書面語(yǔ)言,使數(shù)學(xué)概念的講解更加抽象、枯燥無(wú)味,這就會(huì)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換能力產(chǎn)生消極作用。數(shù)學(xué)語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換可以幫助學(xué)生在不改變其本質(zhì)屬性的情況下,將抽象的數(shù)學(xué)定義和數(shù)學(xué)命題變?yōu)橥ㄋ滓锥?、直觀形象、易于接受的語(yǔ)言或圖象,這不僅能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,樹(shù)立學(xué)好數(shù)學(xué)的信心,還能幫助學(xué)生快捷地從錯(cuò)綜復(fù)雜的條件中提取有效信息,形成良好的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)思維。

      二、破解高中生數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙的策略

      (一)做好初高中數(shù)學(xué)教學(xué)銜接,提升學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)

      初中階段的數(shù)學(xué)知識(shí)比較具象,對(duì)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)要求不高;高中階段的數(shù)學(xué)知識(shí)則相對(duì)抽象,需要學(xué)生具備較高的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)。數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)是指通過(guò)對(duì)數(shù)量關(guān)系與空間形式進(jìn)行抽象,從而得到數(shù)學(xué)研究對(duì)象的素養(yǎng),其內(nèi)容主要包括從數(shù)量與數(shù)量關(guān)系、圖形與圖形關(guān)系中抽象出數(shù)學(xué)概念及概念間的聯(lián)系,從事物的具體背景中抽象出一般規(guī)律和結(jié)構(gòu),并用數(shù)學(xué)語(yǔ)言予以表征。數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)是數(shù)學(xué)學(xué)科基本素養(yǎng)之一,是發(fā)展學(xué)生理性思維的重要基礎(chǔ),反映了數(shù)學(xué)的本質(zhì)特征,貫穿于數(shù)學(xué)產(chǎn)生、發(fā)展、應(yīng)用的全過(guò)程。數(shù)學(xué)課標(biāo)要求發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng),具體而言就是:學(xué)生通過(guò)高中數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí),能夠抽象出數(shù)學(xué)概念、命題、方法和體系,積累從具體到抽象的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn);養(yǎng)成在日常生活和實(shí)踐中進(jìn)行一般性思考問(wèn)題的習(xí)慣,能夠把握事物的本質(zhì),并運(yùn)用數(shù)學(xué)抽象思維方式思考、解決問(wèn)題。

      培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng),高中教師一方面應(yīng)做好初高中數(shù)學(xué)教學(xué)的銜接,幫助學(xué)生完成從初中到高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)渡;另一方面要遵循語(yǔ)言學(xué)習(xí)規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)文字、符號(hào)、圖形等三種數(shù)學(xué)語(yǔ)言進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換的能力,提高學(xué)生從事物的具體背景中抽象出一般規(guī)律和結(jié)構(gòu)的能力,以及用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表征抽象概念和知識(shí)的能力。發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng),能夠進(jìn)一步發(fā)展高中生的“四基”(基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本思想、基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn))、提高“四能”(發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力)。

      以人教A版高中數(shù)學(xué)必修1中“集合”“常用邏輯用語(yǔ)”的教學(xué)為例,數(shù)學(xué)課標(biāo)將集合與常用邏輯用語(yǔ)作為高中數(shù)學(xué)課程的預(yù)備知識(shí),要求學(xué)生用集合的語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、準(zhǔn)確地表述數(shù)學(xué)對(duì)象,實(shí)現(xiàn)從具體的初中數(shù)學(xué)知識(shí)向較為抽象的高中數(shù)學(xué)知識(shí)的過(guò)渡。集合是刻畫一類事物的語(yǔ)言和工具,描述其概念的數(shù)學(xué)語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、抽象,只有通過(guò)系統(tǒng)學(xué)習(xí)這些抽象的數(shù)學(xué)語(yǔ)言,才能提高學(xué)生抽象表達(dá)數(shù)學(xué)的能力,積累數(shù)學(xué)抽象的經(jīng)驗(yàn)。因此在教學(xué)中,教師可通過(guò)運(yùn)用生活實(shí)例,創(chuàng)設(shè)使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言的情境,讓學(xué)生運(yùn)用集合語(yǔ)言進(jìn)行表述,并不斷嘗試進(jìn)行文字、符號(hào)、圖形等三種數(shù)學(xué)語(yǔ)言的相互轉(zhuǎn)換,從而提升學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)。

      而常用邏輯用語(yǔ)是數(shù)學(xué)語(yǔ)言的重要組成部分,是數(shù)學(xué)表達(dá)和交流的工具,是邏輯思維的基本語(yǔ)言。常用邏輯用語(yǔ)這部分內(nèi)容對(duì)學(xué)生而言十分抽象,對(duì)邏輯推理、數(shù)學(xué)語(yǔ)言運(yùn)用等能力要求較高,但通過(guò)邏輯用語(yǔ)的學(xué)習(xí),能夠讓學(xué)生使用常用邏輯用語(yǔ)表達(dá)數(shù)學(xué)對(duì)象、進(jìn)行數(shù)學(xué)推理,提高交流的嚴(yán)謹(jǐn)性與準(zhǔn)確性。教師在教學(xué)中可從實(shí)際生活出發(fā),運(yùn)用生活案例讓學(xué)生直觀感知邏輯語(yǔ)言,通過(guò)現(xiàn)實(shí)情境或數(shù)學(xué)情境,對(duì)數(shù)學(xué)對(duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋硎?,提升學(xué)生的邏輯推理素養(yǎng)。

      以下,筆者將通過(guò)兩道例題的講解,具體分析如何培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)。

      【例1】在a克糖水中含有b克糖(a[>]b[>]0),現(xiàn)再加入m克糖,則糖水變得更甜了,這一實(shí)際問(wèn)題說(shuō)明了數(shù)學(xué)上的一個(gè)不等關(guān)系式,這個(gè)不等關(guān)系式為? 。

      “在糖水中加入糖則糖水變得更甜”是一個(gè)生活常識(shí),說(shuō)明這道例題與學(xué)生的實(shí)際生活密切相關(guān),設(shè)計(jì)這道題的目的是讓學(xué)生從實(shí)際生活情境中抽象出數(shù)學(xué)問(wèn)題,并用數(shù)學(xué)語(yǔ)言予以表征。然而,要從這樣一個(gè)大家都熟悉的情境中抽象出一個(gè)數(shù)學(xué)不等式,卻讓很多學(xué)生感到無(wú)從入手。造成這一現(xiàn)象的原因是學(xué)生欠缺數(shù)學(xué)抽象能力,難以完成文字語(yǔ)言與符號(hào)語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換。針對(duì)這道例題,用學(xué)科知識(shí)解釋糖水變甜了這一現(xiàn)象,就是加糖后的糖水濃度大于原有的糖水濃度(糖水的濃度=[糖的質(zhì)量糖水的質(zhì)量]),于是將兩次糖水濃度的大小關(guān)系用不等式表示出來(lái),即可得到不等關(guān)系式為[ba][<][b+ma+m](a[>]b[>]0,m[>]0)。在解決這一問(wèn)題過(guò)程中,教師除了引導(dǎo)學(xué)生將題中的各種數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)生活中易于認(rèn)識(shí)的事物,還列舉了在鹽水中加入更多鹽讓鹽水變咸等現(xiàn)實(shí)案例,引導(dǎo)學(xué)生抽象出一般的濃度變化的規(guī)律和概念,從而發(fā)展了學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)。

      【例2】從區(qū)間[0,1]隨機(jī)抽取2n個(gè)數(shù)x1,x2,…和xn和y1,y2,…,yn,構(gòu)成n個(gè)數(shù)對(duì)(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn),其中兩數(shù)平方和小于1的數(shù)對(duì)共有m個(gè),則用隨機(jī)模擬的方法得到的圓周率[π]的近似值為(? )。

      A.[4nm]? ?B.[2nm]? ?C.[4mn]? ?D.[2mn]

      這是一道高考數(shù)學(xué)試題,其原型為人教A版高中數(shù)學(xué)必修3中圓周率的計(jì)算一課的例題3,通過(guò)比較分析可以看出兩道題的出題背景、解題思路基本相同,但是由于兩道題題干中的條件描述方式不同,結(jié)果就有很多學(xué)生不懂如何解決這道高考數(shù)學(xué)試題。究其原因,在于學(xué)生數(shù)學(xué)抽象能力弱,不能有效進(jìn)行數(shù)學(xué)語(yǔ)言的等價(jià)轉(zhuǎn)換,無(wú)法把所學(xué)知識(shí)遷移到新的解題情境。因此在講解例題時(shí),筆者注重引導(dǎo)學(xué)生充分挖掘教材、例題的知識(shí)背景,通過(guò)運(yùn)用黃豆排列或有序數(shù)對(duì)的落點(diǎn)問(wèn)題,創(chuàng)設(shè)生活情境引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展隨機(jī)模擬實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)和提煉圓周率的估算問(wèn)題,強(qiáng)化學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)、數(shù)學(xué)建模意識(shí),讓學(xué)生能夠從數(shù)量與數(shù)量關(guān)系、圖形與圖形關(guān)系中抽象出數(shù)學(xué)概念和概念間的關(guān)系,從事物的具體背景中抽象出一般規(guī)律和結(jié)構(gòu)。

      通過(guò)以上兩道例題的講解可知,數(shù)學(xué)抽象過(guò)程也是數(shù)學(xué)建模過(guò)程,是通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行抽象概括,用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表征和解決問(wèn)題的過(guò)程。當(dāng)教師通過(guò)現(xiàn)實(shí)情境引導(dǎo)學(xué)生從數(shù)學(xué)的視角提煉不同計(jì)算角度下的概率數(shù)量關(guān)系(等式)時(shí),也就是在引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,積累用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表征實(shí)際問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn),提高學(xué)生的應(yīng)用能力和創(chuàng)新意識(shí),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)。

      (二)創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的情境,讓感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)

      符號(hào)語(yǔ)言因具有高度的抽象性、嚴(yán)密的邏輯性等特性,而廣泛用于表征數(shù)學(xué)定義。正因?yàn)榉?hào)語(yǔ)言具有高度的抽象性,所以學(xué)生不易于理解和接受。因此,在教學(xué)中,教師應(yīng)從學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)出發(fā),在引進(jìn)一個(gè)新的數(shù)學(xué)符號(hào)時(shí),首先通過(guò)展示有代表性的具體模型,讓學(xué)生進(jìn)行觀察、分析和概括,形成感性認(rèn)識(shí),然后離開(kāi)具體的模型結(jié)合定義對(duì)符號(hào)實(shí)質(zhì)進(jìn)行理性分析,形成理性思維,完成由特殊到一般、由具體到抽象的認(rèn)識(shí)過(guò)程。

      以函數(shù)的單調(diào)性教學(xué)為例。在初中階段,學(xué)生通過(guò)圖象觀察可以直觀地認(rèn)識(shí)函數(shù)的單調(diào)性,函數(shù)的單調(diào)性的相關(guān)定義表征還比較通俗易懂。到了高中階段,學(xué)生需要在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步用符號(hào)語(yǔ)言來(lái)表征函數(shù)的單調(diào)性。因此,高中教師在講解函數(shù)的單調(diào)性概念時(shí),可以從學(xué)生熟悉的函數(shù)圖象入手,讓學(xué)生觀察圖象的變與不變,認(rèn)識(shí)“變化中的不變性就是性質(zhì),變化中的規(guī)律性也是性質(zhì)”這一道理。在具體教學(xué)中,筆者通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境,引導(dǎo)學(xué)生完成從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的認(rèn)知過(guò)程。問(wèn)題如下:①在初中階段已經(jīng)學(xué)過(guò)一元一次函數(shù)、反比例函數(shù)、一元二次函數(shù),請(qǐng)根據(jù)下頁(yè)圖1所示的函數(shù)圖象,分別述說(shuō)x在哪個(gè)范圍變化時(shí),y隨著x的增大而增大或者隨著x的減小而減小?②如何用數(shù)學(xué)符號(hào)語(yǔ)言準(zhǔn)確刻畫二次函數(shù)y=(x-1)2-1在區(qū)間[1,+∞)上y隨著x的增大而增大?③在區(qū)間[0,+∞)內(nèi)取x1,x2,當(dāng)x1[<]x2時(shí)都有f(x1)[<]f(x2),能不能反映出函數(shù)圖象在區(qū)間[0,+∞)內(nèi)一直呈上升趨勢(shì)呢?④要滿足怎樣的條件,才能保證函數(shù)圖象在給定的區(qū)間內(nèi)圖象一直呈上升趨勢(shì)呢?⑤你能試著用符號(hào)語(yǔ)言給單調(diào)遞增函數(shù)下定義嗎?⑥我們能否說(shuō)反比例函數(shù)y=[1x](x≠0)是減函數(shù)?

      通過(guò)以上6個(gè)問(wèn)題,讓學(xué)生經(jīng)歷由具體到抽象、由圖形語(yǔ)言和文字語(yǔ)言抽象出符號(hào)語(yǔ)言的認(rèn)知過(guò)程,從而抽象出函數(shù)的單調(diào)性的概念,體會(huì)用符號(hào)語(yǔ)言表征數(shù)學(xué)定義的必要性,理解符號(hào)化定義在討論函數(shù)的單調(diào)性中的作用,從而促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)的發(fā)展。如在引導(dǎo)學(xué)生深入理解函數(shù)的單調(diào)性定義“當(dāng)x1,x2∈(a,b)時(shí),對(duì)任意x1[<]x2,都有f(x1)[<]f(x2),則函數(shù)y=f(x)在區(qū)間(a,b)上是單調(diào)遞增函數(shù)”時(shí),其中“任意”兩字是學(xué)生理解的難點(diǎn),因此筆者通過(guò)問(wèn)題③、問(wèn)題④,讓學(xué)生體會(huì)全稱量詞、存在量詞等邏輯用語(yǔ)的作用,然后不斷引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行文字語(yǔ)言和符號(hào)語(yǔ)言間的等價(jià)轉(zhuǎn)換,培養(yǎng)學(xué)生從具體問(wèn)題抽象出數(shù)量關(guān)系、尋找變化規(guī)律并用符號(hào)語(yǔ)言表達(dá)數(shù)學(xué)關(guān)系的良好習(xí)慣,真正理解符號(hào)語(yǔ)言的數(shù)學(xué)內(nèi)涵和本質(zhì),發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象素養(yǎng)。

      (三)積累數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),提升學(xué)生的直觀想象、邏輯推理素養(yǎng)

      數(shù)學(xué)課標(biāo)所提的“四基”,是在《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)版)》提出的“雙基”的基礎(chǔ)上,增加了“基本思想”“基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)”兩項(xiàng)內(nèi)容,這一變化能促使數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中結(jié)果與過(guò)程、客觀與主觀、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)、外在與內(nèi)化的有機(jī)融合,這無(wú)疑有助于學(xué)生破解數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙,發(fā)展數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。筆者認(rèn)為,開(kāi)展豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng),能夠幫助學(xué)生積累數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),提升學(xué)生的直觀想象、邏輯推理素養(yǎng)。

      以誘導(dǎo)公式的教學(xué)為例,教師可引導(dǎo)學(xué)生利用單位圓的對(duì)稱性,探索三角函數(shù)在變化中的不變的性質(zhì),從而歸納出符號(hào)化的誘導(dǎo)公式。在單位圓中(如圖2所示),角[α]的終邊與單位圓的交點(diǎn)記為P(x,y),角-[α]的終邊與單位圓的交點(diǎn)記為P′,根據(jù)點(diǎn)P與P′關(guān)于x軸對(duì)稱得到P′點(diǎn)的坐標(biāo)為P′(x,-y),然后由三角函數(shù)定義可知sin[α]=[yr],sin(-[α])=[yr],發(fā)現(xiàn)角[α]與角-[α]的三角函數(shù)值間存在“sin(-[α])=-sin[α],同理可得到cos(-[α])=cos[α],tan([-α])=-tan[α]”的關(guān)系,由此學(xué)生探究得到了角-[α]的誘導(dǎo)公式。在此基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用研究角-[α]誘導(dǎo)公式的方法,自主探究得到了角[π+α]的誘導(dǎo)公式(如圖3所示)。通過(guò)這樣兩個(gè)推導(dǎo)實(shí)踐活動(dòng),一方面讓學(xué)生親身感受類比思維在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的重要性,另一方面讓學(xué)生積累了推導(dǎo)數(shù)學(xué)定義、公式的經(jīng)驗(yàn),學(xué)會(huì)進(jìn)行文字、符號(hào)、圖形等三種語(yǔ)言的相互轉(zhuǎn)換,完成了由數(shù)解形、由形助數(shù)的學(xué)習(xí)過(guò)程,提升了學(xué)生的直觀想象和邏輯推理素養(yǎng)。

      (四)培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維分析世界、用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表征世界的能力

      數(shù)學(xué)課標(biāo)明確指出如下兩個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo):一是通過(guò)高中數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí),學(xué)生能有意識(shí)地用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表征現(xiàn)實(shí)世界,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題,感悟數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)之間的聯(lián)系;二是學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)模型解決實(shí)際問(wèn)題,積累數(shù)學(xué)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)。

      如人教A版高中數(shù)學(xué)必修2中有這樣一道習(xí)題:已知0[<]x[<]1,0[<]y[<]1,求證:[x2+y2]+[x2+(1-y)? 2+][(1-x) 2+y2]+[(1-x) 2+(1-y) 2][≥]2[2]。對(duì)這道題大部分學(xué)生都會(huì)心生畏懼,因?yàn)椴坏忍?hào)左邊的式子很復(fù)雜,學(xué)生不知該如何化簡(jiǎn)。解決這道題,如果從函數(shù)或純證明不等式的角度去理解,確實(shí)會(huì)感覺(jué)無(wú)從入手。此時(shí),數(shù)學(xué)語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換對(duì)解決這道習(xí)題就起了關(guān)鍵性作用。因此,筆者在講解過(guò)程中將符號(hào)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換為圖形語(yǔ)言(如圖4所示):設(shè)有4個(gè)點(diǎn),P(x,y),A(1,0),B(1,1),C(0,1),利用兩點(diǎn)間的距離公式可知[PO]=[x2+y2],[PA]=[(1-x)? 2+y2],[PB]=[(1-x) 2+(1-y) 2],[PC]=[x2+(1-y) 2],所以[PO] + [PB] [≥] [BO] =[2],[PA] + [PC] [≥] [AC]? =[2],所以[PO] + [PB] +[PA] + [PC] [≥] 2[2](當(dāng)且僅當(dāng)點(diǎn)P為正方形ABCO的對(duì)角線AC與OB的交點(diǎn)時(shí)取等號(hào))。

      在這道題中,筆者引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)形結(jié)合思想將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化,讓學(xué)生能更好地用數(shù)學(xué)語(yǔ)言分析、理解世界。數(shù)形結(jié)合是高中數(shù)學(xué)的重要思想方法之一,其實(shí)質(zhì)是把數(shù)量關(guān)系的精確刻畫與幾何圖形的直觀描述有機(jī)結(jié)合起來(lái),直觀展現(xiàn)出問(wèn)題的條件與結(jié)論間的內(nèi)在聯(lián)系,借助圖形將復(fù)雜的數(shù)量關(guān)系轉(zhuǎn)換為直觀的圖形關(guān)系,提高了學(xué)生的解題效率。由此可見(jiàn),進(jìn)行文字、圖形、符號(hào)三種數(shù)學(xué)語(yǔ)言間的等價(jià)轉(zhuǎn)換,是數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)的重中之重。

      數(shù)學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科,為學(xué)生學(xué)習(xí)物理學(xué)、力學(xué)、天文學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等自然科學(xué)提供了基礎(chǔ)。從本質(zhì)上說(shuō),數(shù)學(xué)作為一門描述、研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的學(xué)科,其作用不僅是通過(guò)學(xué)習(xí)完成學(xué)科知識(shí)的積累,更重要的是發(fā)展學(xué)生的邏輯思維能力、數(shù)學(xué)思想方法、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和正確的價(jià)值觀。因此,在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)思維分析世界、用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)世界的能力,不僅能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),更有利于促進(jìn)學(xué)生的終身發(fā)展。

      (五)提升教師的數(shù)學(xué)語(yǔ)言素質(zhì)

      數(shù)學(xué)語(yǔ)言是數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思想的載體,是進(jìn)行數(shù)學(xué)思維和數(shù)學(xué)交流的重要工具。高中數(shù)學(xué)教材中概念、公式、定理的呈現(xiàn)具有非常突出的抽象化、形式化特點(diǎn),學(xué)生只有清楚理解每一個(gè)數(shù)學(xué)符號(hào)的內(nèi)涵,才能準(zhǔn)確理解和把握各種數(shù)學(xué)概念、公式。要完成這樣的教學(xué),教師就要對(duì)相關(guān)概念、定理、公式的內(nèi)涵和實(shí)質(zhì)有深刻透徹的理解,并且能夠用準(zhǔn)確、科學(xué)的數(shù)學(xué)語(yǔ)言向?qū)W生表述,因此教師必須具備較高的數(shù)學(xué)語(yǔ)言素質(zhì)。教師要著力提升自身的數(shù)學(xué)語(yǔ)言駕馭能力,能夠用多種數(shù)學(xué)語(yǔ)言表征同一數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)現(xiàn)象、數(shù)學(xué)問(wèn)題,從而不斷提高學(xué)生的理解能力、知識(shí)應(yīng)用能力,破解學(xué)生的數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙。

      總而言之,發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換和應(yīng)用能力,不僅能夠有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的效率,增強(qiáng)學(xué)生遷移應(yīng)用知識(shí)的能力,還能夠促使學(xué)生構(gòu)建起科學(xué)、完善的數(shù)學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)體系,深入理解數(shù)學(xué)概念,以更好地揭示和表征數(shù)學(xué)實(shí)質(zhì),促進(jìn)學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

      參考文獻(xiàn)

      [1]卓斌.概念教學(xué):追求數(shù)學(xué)語(yǔ)言的精致化[J].教育研究與評(píng)論(中學(xué)教育教學(xué)),2016(5).

      [2]高艷苗.高中生數(shù)學(xué)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換能力培養(yǎng)途徑的研究[D].西安:陜西師范大學(xué),2014.

      [3]桂林.高中生數(shù)學(xué)語(yǔ)言學(xué)習(xí)障礙及其對(duì)策研究[D].武漢:華中師范大學(xué),2004.

      作者簡(jiǎn)介:李?。?973— ),湖南郴州人,高級(jí)教師,主要研究方向?yàn)榛A(chǔ)教育數(shù)學(xué)教學(xué)。

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