数学思想论文合集12篇

时间:2023-03-22 17:50:20

数学思想论文

数学思想论文篇1

第一,在学习新内容时要渗透数学思想。在设计教案时教师要有意识地增加数学思想的启发,将数学思想与新的数学知识结合起来,避免只讲知识表面不讲数学原理,只讲习题不讲思想。在讲授新内容时,不能直接将相关概念和定理告诉学生,而是通过一定的方法引导和启发学生逐步探索、猜测,慢慢接近,掌握知识形成过程中的相关思想,锻炼学生的数学思维。这样学生可以发挥数学思维能力去推理,对所学知识理解得更加透彻,记忆也更加深刻。

第二,在解题中渗透数学思想。数学离不开解题,但是解题的方法不止一种,多一种方法就可能多一种数学思想。如苏教版的练习册中有这样一道题:1998×3.14+199.8×31.4+19.98×314。先让学生观察数字的关联性,学生会很容易看出数值1998小数点在往左移动,3.14的小数点在往右移动,两个数值相乘,根据小数点移动的知识,学生能够推断出三个乘积是相等的,无论它们怎么变动,小数点后面一共是两位,只要算出1998×3.14再乘以3就可以了。这个解题思路实际上渗透了划归的数学思想。教师要在解题之前就开始向学生渗透,解题之后还要进行深化点睛,久而久之,学生就掌握了这种方法。

第三,经常讲,反复讲。数学思想渗透是需要潜移默化的,教师要坚持这一过程,在讲课时不断举一反三,帮助学生深刻领会。

第四,要引导学生从生活中发现数学思想,鼓励学生将课堂中学到的思想运用到生活中,将生活中的问题带到课堂上。

数学思想论文篇2

2数学思想对高职数学教学的启示

2.1数学思想在数学教材内容体系中的呈现

高等职业院校的数学教学是以应用为重点,必需够用为度,突出职业教育特色。因此,使学生掌握日常生活、生产中必备的数学知识,能以数学为工具解决一定的实际问题应作为高职数学教学的主要目标之一。数学方法是指在提出问题,解决问题(包括数学内部问题和实际问题)的过程中所采用的各种方式、手段、途径等,其中包括交换数学形式。但数学教材并不是这种探索过程的真实记录。恰恰相反,教材对完美演绎形式的追求往往掩盖了内在的思想方法,颠倒了数学真理的发现过程。整个高等数学其主要思想观点就是运动与变化的观点,以运动与变化的观点去考察问题,从运动与变化中去认识事物,这是唯物辩证法在数学中的反映。例如,高等数学就是从圆的内接正多边形面积的变化中去认识圆的面积,从割线运动中去认识切线,从平均速度的变化中去认识瞬时速度等等。而初等数学基本上不涉及运动与变化,只是在几个相对固定量的关系中从已知求未知。研究对象从初等数学主要研究常量的运算和固定不变图形的性质,反映运动与变化的数学概念是变量与函数,到高等数学是以变量及变量之间的依赖关系函数作为研究对象。解决问题的基本方法是极限,这是因为在数学和科学技术应用发展中,所带来出现的问题表现出的矛盾,如“曲”与“直”、“均匀”与“非均匀”等等,虽然各自的具体意义千差万别,但表现在数量关系上都归结成“近似”与“精确”的矛盾。解决这一矛盾的有效方法就是极限方法,借助于这实质上深刻的辩证法,使人们清楚地看到,定不变的事物是过程、运动的结果。高职数学内容全面,结构严密,通过本课程的学习可以使学生初步获得从数和形两个方面洞察现实世界、用数学方法解决问题的能力。同时,它能提高学生的科学和文化素质。找到他们学习中遇到的问题和困难调动和激发学生在教和学中的积极性,发挥他们的潜能,为学生后续课程学习的奠定必需的数学基础。使学生明白高等数学这门课程正在渗透到许多专业基础课和专业课当中。高职数学既是工具,又是文化,学生自身也要加强对高等数学应用能力的培养。才能获得掌握和认识新理论、新知识、新方法强有力的工具。教师在传授知识的过程中应使数学思想的精神得以完整的体现。使学生了解和认识一个较为完整的数学知识体系。

2.2数学思想是课堂教学实施的精髓,是学生能力培养的核心指导思想

数学既有一般科学的特征,又具有横向移植的特点,因而在整个科学领域中有着广泛应用。数学方法是指用数学语言表述事物的状态、关系和过程,并加以推导、演算和分析,以形成对问题的解释、判断和预言。数学思想以解决问题为根本,指导人们从数学概念、命题、规律、方法和技巧的本质认识中获取解决自然科学、技术科学或社会科学等各个方面问题的具体途径、策略和手段。数学是集严密性、逻辑性、精确性和创造性与想象力与一身的学科。它的这些特点决定着高职数学教学培养目标是使受教育者不仅具有一定的数学素质和应用数学知识去发现问题和解决问题的能力,而且要使学生通过学习数学,更具有敏锐的洞察能力、分析归纳和逻辑推理能力,将抽象性的逻辑思维和创造性的发散思维结合起来,创造性地应用数学知识去解决现代科学技术所面临的许多问题。进入高职学习的学生,他们在面临的学习方法和学习形式上都发生了重要的变化。目前对于入学的高职学生群体中体现入学起点较低,中学数学基础知识的能力水平参差不齐,由于高职数学要求的是“以应用为目的,以必须够用为度”教学原则,教学时间和教学内容上都进行了压缩和调整,对教师要求备课中要深入钻研教材和参阅有关参考材料,要善于从具体的数学知识中挖掘和提炼出数学思想方法,要预先把全书、每单元章节所蕴涵的数学思想方法及它们之间的联系搞明确具体,然后统筹安排,有目的、有计划和有要求地进行数学思想方法的课堂教学提出了更高的要求。教师在教学过程中应首先培养学生学习数学的兴趣,因为“兴趣是最好的老师”。教师要注重运用启发式教学原则,充分调动学生学习数学的积极性。备课充分、规范,教学态度端正,治学严谨,关心学生,做学生的知心朋友。教师在教学应教育学生树立学好数学的信心,调动和激发他们的学习热情,深刻去体会数学思想的作用和意义,逐步形成良好的学习能力,锻造学生的辨证观。例如,导数概念在工程技术上更多的是被称为在一点的变化率,在数学课上强调这一点,可使学生迅速地接受专业概念的数学描述;另一方面还要对数学概念的实质分析透彻,以使学生能够意识到哪类专业问题可以使用相应的数学概念去表述,应用相应的数学知识去解决。对于习题课的教学中,要尽可能注意避免陷入模式化的算式形式,着重要以应用为中心,生动活泼地突出应用,引导和启发学生运用数学思想和方法去思维,而去解决实际问题作用,也还要能使不同水平的学生都能意识到数学的意义,从中领略到自己需要的东西。

2.3数学知识背景学习能深化学生对数学思想的认识

学生在数学教学过程和学生的学习过程中,教材是按知识的体系编写的,是逻辑的,严谨的。对于知识产生的背景和解决的过程介绍的甚少。适当地给学生介绍有关数学发展史,适时开展一些数学讲座如“数学热门话题”,“数学史上的三次危机”等,开阔学生眼界。在高职数学教学中适时去介绍和挖掘教学内容与所学专业和实际生活中实例的联系,也会对学生学习数学知识起到一定的作用,对他们也能够形成良好思维和学习兴趣也有帮助。这样既能突出高职的培养目标,学生充分了解数学的发展、数学的价值,培养学生战胜困难的决心,去激发学生的求知欲望。

2.4数学思想对教师素质的要求

数学思想论文篇3

“数学思想”作为数学课程论的一个重要概念,我们完全有必要对它的内涵与外延形成较为明确的认识。关于这个概念的内涵,我们认为:数学思想是人们对数学科学研究的本质及规律的理性认识。这种认识的主体是人类历史上过去、现在以及将来有名与无名的数学家;而认识的客体,则包括数学科学的对象及其特性,研究途径与方法的特点,研究成就的精神文化价值及对物质世界的实际作用,内部各种成果或结论之间的互相关联和相互支持的关系等。可见,这些思想是历代与当代数学家研究成果的结晶,它们蕴涵于数学材料之中,有着丰富的内容。

通常认为数学思想包括方程思想、函数思想、数形结合思想、转化思想、分类讨论思想和公理化思想等。这些都是对数学活动经验通过概括而获得的认识成果。既然是认识就会有不同的见解,不同的看法。实际上也确实如此,例如,有人认为中学数学教材可以用集合思想作主线来编写,有人认为以函数思想贯穿中学数学内容更有利于提高数学教学效果,还有人认为中学数学内容应运用数学结构思想来处理等等。尽管看法各异,但笔者认为,只要是在充分分析、归纳概括数学材料的基础上来论述数学思想,那么所得的结论总是可能做到并行不悖、互为补充的,总是能在中学数学教材中起到积极的促进作用的。

关于这个概念的外延,从量的方面讲有宏观、中观和微观之分。

属于宏观的,有数学观(数学的起源与发展、数学的本能和特征、数学与现实世界的关系),数学在科学中的文化地位,数学方法的认识论、方法论价值等;属于中观的,有关于数学内部各个部门之间的分流的原因与结果,各个分支发展过程中积淀下来的内容上的对立与统一的相克相生的关系等;属于微观结构的,则包含着对各个分支及各种体系结构定内容和方法的认识,包括对所创立的新概念、新模型、新方法和新理论的认识。

从质的方面说,还可分成表层认识与深层认识、片面认识与完全认识、局部认识与全面认识、孤立认识与整体认识、静态认识与动态认识、唯心认识与唯物认识、谬误认识和正确认识等。

二、数学思想的特性和作用

数学思想是在数学的发展史上形成和发展的,它是人类对数学及其研究对象,对数学知识(主要指概念、定理、法则和范例)以及数学方法的本质性的认识。它表现在对数学对象的开拓之中,表现在对数学概念、命题和数学模型的分析与概括之中,还表现在新的数学方法的产生过程中。它具有如下的突出特性和作用。

(一)数学思想凝聚成数学概念和命题,原则和方法

我们知道,不同层次的思想,凝聚成不同层次的数学模型和数学结构,从而构成数学的知识系统与结构。在这个系统与结构中,数学思想起着统帅的作用。

(二)数学思想深刻而概括,富有哲理性

各种各样的具体的数学思想,是从众多的具体的个性中抽取出来且对个性具有普遍指导意义的共性。它比某个具体的数学问题(定理法则等)更具有一般性,其概括程度相对较高。现实生活中普遍存在的运动和变化、相辅相成、对立统一等“事实”,都可作为数学思想进行哲学概括的材料,这样的概括能促使人们形成科学的世界观和方法论。

(三)数学思想富有创造性

借助于分析与归纳、类比与联想、猜想与验证等手段,可以使本来较抽象的结构获得相对直观的形象的解释,能使一些看似无处着手的问题转化成极具规律的数学模型。从而将一种关系结构变成或映射成另一种关系结构,又可反演回来,于是复杂问题被简单化了,不能解的问题的解找到了。如将著名的哥尼斯堡七桥问题转化成一笔画问题,便是典型的一例。当时,数学家们在作这些探讨时是很难的,是零零碎碎的,有时为了一个模型的建立,一种思想的概括,要付出毕生精力才能得到,这使后人能从中得到真知灼见,体会到创造的艰辛,发展顽强奋战的个性,培养创造的精神。

三、数学思想的教学功能

我国《九年义务教育全日制初级中学数学教学大纲(试用修订版)》明确指出:“初中数学的基础知识主要是初中代数、几何中的概念、法则、性质、公式、公理、定理以及由其内容所反映出来的数学思想和方法”。根据这一要求,在中学数学教学中必须大力加强对数学思想和方法的教学与研究。

(一)数学思想是教材体系的灵魂

从教材的构成体系来看,整个初中数学教材所涉及的数学知识点汇成了数学结构系统的两条“河流”。一条是由具体的知识点构成的易于被发现的“明河流”,它是构成数学教材的“骨架”;另一条是由数学思想方法构成的具有潜在价值的“暗河流”,它是构成数学教材的“血脉”灵魂。有了这样的数学思想作灵魂,各种具体的数学知识点才不再成为孤立的、零散的东西。因为数学思想能将“游离”状态的知识点(块)凝结成优化的知识结构,有了它,数学概念和命题才能活起来,做到相互紧扣,相互支持,以组成一个有机的整体。可见,数学思想是数学的内在形式,是学生获得数学知识、发展思维能力的动力和工具。教师在教学中如能抓住数学思想这一主线,便能高屋建瓴,提挈教材进行再创造,才能使教学见效快,收益大。

(二)数学思想是我们进行教学设计的指导思想

笔者认为,数学课堂教学设计应分三个层次进行,这便是宏观设计、微观设计和情境设计。无论哪个层次上的设计,其目的都在于为了让学生“参与”到获得和发展真理性认识的数学活动过程中去。这种设计不能只是数学认识过程中的“还原”,一定要有数学思想的飞跃和创造。这就是说,一个好的教学设计,应当是历史上数学思想发生、发展过程的模拟和简缩。例如初中阶段的函数概念,便是概括了变量之间关系的简缩,也应当是渗透现代数学思想、使用现代手段实现的新的认识过程。又如高中阶段的函数概念,便渗透了集合关系的思想,还可以是在现实数学基础上的概括和延伸,这就需要搞清楚应概括怎样的共性,如何准确地提出新问题,需要怎样的新工具和新方法等等。对于这些问题,都需要进行预测和创造,而要顺利地完成这一任务,必须依靠数学思想作为指导。有了深刻的数学思想作指导,才能做出智慧熠烁的创新设计来,才能引发起学生的创造性的思维活动来。这样的教学设计,才能适应瞬息万变的技术革命的要求。靠一贯如此设计的课堂教学培养出来的人才,方能在21世纪的激烈竞争中立于不败之地。

(三)数学思想是课堂教学质量的重要保证

数学思想性高的教学设计,是高质量进行教学的基本保证。在数学课堂教学中,教师面对的是几十个学生,这几十个智慧的头脑会提出各种各样的问题。随着新技术手段的现代化,学生知识面的拓宽,他们提出的许多问题是教师难以解答的。面对这些活泼肯钻研的学生所提的问题,教师只有达到一定的思想深度,才能保证准确辨别各种各样问题的症结,给出中肯的分析;才能恰当适时地运用类比联想,给出生动的陈述,把抽象的问题形象化,复杂的问题简单化;才能敏锐地发现学生的思想火花,找到闪光点并及时加以提炼升华,鼓励学生大胆地进行创造,把众多学生牢牢地吸引住,并能积极主动地参与到教学活动中来,真正成为教学过程的主体;也才能使有一定思想的教学设计,真正变成高质量的数学教学活动过程。

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数学思想数学论文参考文献:

[1]范璐璐.解析数学思想、数学活动与小学数学教学[J].中国教育学刊,2014,(06).

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[3]邹益群.试论数学思想、数学活动与小学数学教学[J].才智,2015,(15).

[4]俞元苗.论数学思想、数学活动与小学数学教学[J].才智,2013,(36):104-104.

[5]范璐璐.解析数学思想、数学活动与小学数学教学[J].才智,2014,(6):47-47.

[6]曾国栋.数学思想、数学活动与小学数学教学[J].现代教育科学(普教研究),2014,(6):154-154,116.

[7]邹益群.试论数学思想、数学活动与小学数学教学[J].才智,2015,(15):169-169.

数学思想数学论文参考文献:

[1]于芳.小学数学课堂教学的现实性研究[D].湖南师范大学,2012.

[2]朱黎生.指向理解的小学“数与运算”内容的教材编写策略研究[D].西南大学,2013.

[3]刘勋达.小学数学模型思想及培养策略研究[D].华中师范大学,2013.

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[5]俞祥龙.分类思想在中职数学中的渗透[J].数学学习与研究,2015(13):16-17.

[6]李祎.高水平数学教学到底该教什么[J].数学教育学报,2014(6).

[7]雷会荣.浅谈数学思想在极限教学中的渗透[J].教育探索,2011(12):58-59.

数学思想数学论文参考文献:

[1]林雪.关于转化思想方法在高中数学解题中的应用探讨[J].中国校外教育,2016,23(13)

[2]韩云霞,马旭.浅谈函数思想在高中数学解题中的应用[J].宁夏师范学院学报,2016,22(3)

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一、历史的回顾

我国的中学数学教学大纲,对于数学思想和数学方法的重要性的认识也有一个从低到高的过程。

由中华人民共和国教育部制订、1978年2月第1版的《全日制十年制学校中学数学教学大纲(试行草案)》,在第2页“教学内容的确定”的第(三)条中首次指出:“把集合、对应等思想适当渗透到教材中去,这样,有利于加深理解有关教材,同时也为进一步学习作准备。”这一大纲在1980年5月第2版时维持了上述规定。

由中华人民共和国国家教育委员会制订、1986年12月第1版的《全日制中学数学教学大纲》,在第2页“教学内容的确定”的第(三)条中,把上述大纲的有关文字改成一句话:“适当渗透集合、对应等数学思想”。1990年修订此大纲时,维持了这一规定。

由中华人民共和国国家教育委员会制订、1992年6月第1版的《九年义务教育全日制初级中学数学教学大纲(试用)》,在第1页“教学目的”中规定:“初中数学的基础知识主要是初中代数、几何中的概念、法则、性质、公式、公理、定理以及由其内容所反映出来的数学思想和方法。”这份大纲还第一次把资深的数学工作者们熟知的提法“数学,它的内容、方法和意义”改为数学的“内容、思想、方法和语言已广泛渗入自然科学和社会科学,成为现代文化的重要组成部分”,并把这段话放入总论的第一段。在第9页上又指出,要“使学生掌握消元、降次、配方、换元等常用的数学方法,解决某些数学问题,理解‘特殊棗一般棗特殊’、‘未知棗已知’、用字母表示数、数形结合和把复杂问题转化成简单问题等基本的思想方法”;在第6页上还指出,“要注意充分发挥练习的作用,加强对解题的正确指导,应注意引导学生从解题的思想方法上作必要的概括。”

由国家教育委员会基础教育司编订、1996年5月第1版的《全日制普通高级中学数学教学大纲(供试验用)》,在第2页“教学目的”中也规定:“高中数学的基础知识是指:高中数学中的概念、性质、法则、公式、公理、定理以及由其内容反映出来的数学思想和方法。”在界定“思维能力”一词的四个主要层面时,指出第三层面是“会合乎逻辑地、准确地阐述自己的思想和观点”;第四层面是“能运用数学概念、思想和方法,辨明数学关系,形成良好的思维品质”。这份大纲维持了数学的“内容、思想、方法和语言已成为现代文化的重要组成部分”的提法(第1页);并指出数学规律“包括公理、性质、法则、公式、定理及其联系,数学思想、方法和语言”(第24页);坚持在对解题进行指导时,应该“对解题的思想方法作必要的概括”(第25页)。这是建国以来对数学思想和数学方法关注最多的一份中学数学教学大纲,充分体现了数学教育工作者对于数学课程发展的一些共识。

二、数学思想方法

(一)思想、科学思想和数学思想

思想是客观存在反映在人的意识中经过思维活动而产生的结果。它是从大量的思维活动中获得的产物,经过反复提炼和实践,如果一再被证明为正确,就可以反复被应用到新的思维活动中,并产生出新的结果。本文所指的思想,都是那些颠扑不破、屡试不爽的思维产物。因此,对于学习者来说,思想就成为他们进行思维活动的细胞和基础;思想和下面述及的方法都是他们的思维活动的载体。每门科学都逐渐形成了它自己的思想,而科学法则概括出各门科学共同遵循和运用的一些科学思想。

所谓数学思想,是指现实世界的空间形式和数量关系反映到人的意识之中,经过思维活动而产生的结果,它是对数学事实与数学理论的本质认识。首先,数学思想比一般说的数学概念具有更高的抽象和概括水平,后者比前者更具体、更丰富,而前者比后者更本质、更深刻。其次,数学思想、数学观点、数学方法三者密不可分:如果人们站在某个位置、从某个角度并运用数学去观察和思考问题,那么数学思想也就成了一种观点。而对于数学方法来说,思想是其相应的方法的精神实质和理论基础,方法则是实施有关思想的技术手段。中学数学中出现的数学观点(例如方程观点、函数观点、统计观点、向量观点、几何变换观点等)和各种数学方法,都体现着一定的数学思想。

数学思想是一类科学思想,但科学思想未必就单单是数学思想。例如,分类思想是各门科学都要运用的思想(比方语文分为文学、语言和写作,外语分为听、说、读、写和译,物理学分为力学、热学、声学、电学、光学和原子核物理学,化学分为无机化学和有机化学,生物学分为植物学、动物学和人类学等;中学生见到的最漂亮的分类应该是在学习哺乳纲动物时所出现的门(亚门)、纲(亚纲)、目(亚目)、属、科、种的分类表,它不是单由数学给予的。只有将分类思想应用于空间形式和数量关系时,才能成为数学思想。如果用一个词语“逻辑划分”作为标准,那么,当该逻辑划分与数理有关时(可称之为“数理逻辑划分”),可以说是运用数学思想;当该逻辑划分与数理无直接关系时(例如把社会中的各行各业分为工、农、兵、学、商等),不应该说是运用数学思想。同样地,当且仅当哲学思想(例如一分为二的思想、量质互变的思想和肯定否定的思想)在数学中予以大量运用并且被“数学化”了时,它们也可以称之为数学思想。

(二)数学思想中的基本数学思想

在数学思想中,有一类思想是体现或应该体现于基础数学中的具有奠基性和总结性的思维成果,这些思想可以称之为基本数学思想。基本数学思想含有传统数学思想的精华和近现代数学思想的基本特征,并且也是历史地形成和发展着的。

基本数学思想包括:符号与变元表示的思想,集合思想,对应思想,公理化与结构思想,数形结合的思想,化归的思想,对立统一的思想,整体思想,函数与方程的思想,抽样统计思想,极限思想(或说无限逼近思想)等。它有两大“基石”棗符号与变元表示的思想和集合思想,又有两大“支柱”棗对应思想和公理化与结构思想。有些基本数学思想是从“基石”和“支柱”衍生出来的,例如“函数与方程的思想”衍生于符号与变元表示的思想(函数式或方程式)、集合思想(函数的定义域或方程中字母的取值范围)和对应思想(函数的对应法则或方程中已知数、未知数的值的对应关系)。所以我们说基本数学思想是体现或应该体现于“基础数学”(而不是说“初等数学”)的具有奠基性和总结性的思维成果。基本数学思想及其衍生的数学思想,形成了一个结构性很强的网络。中学数学教育、教学中传授的数学思想,应该都是基本数学思想。

非科学思想当然也是大量存在的。例如,“崇洋”的思想就是一种非科学思想。

中学数学教科书中处处渗透着基本数学思想。如果能使它落实到学生学习和运用数学的思维活动上,它就能在发展学生的数学能力方面发挥出一种方法论的功能。

(三)思路、思绪和思考

我们在中学数学教育、教学中,还经常使用着“思路”和“思绪”这两个词语。一般说来,“思路”是指思维活动的线索,可视为以串联、并联或网络形状出现的思想和方法的载体,而“思绪”是指思想的头绪。“思路”和“思绪”实际上是同义词,并且它们都是名词。

那么,另一个词语“思考”又是什么意思呢?“思考”就是进行比较深刻、周到的思维活动。作为动词,它反映了主体把思想、方法、串联、并联或用网络组织起来以解决问题的思维过程。由此可见,“思考”所产生的有效途径就是“思路”或“思绪”;“思路”或“思绪”是“思考”的结果,是思想、方法的某种选择和组织,且明显带有程序性。对思路及其所含思想、方法的选择和组织的水平,反映了学习者能力的差异。(四)方法和数学方法

所谓方法,是指人们为了达到某种目的而采取的手段、途径和行为方式中所包含的可操作的规则或模式。人们通过长期的实践,发现了许多运用数学思想的手段、门路或程序。同一手段、门路或程序被重复运用了多次,并且都达到了预期的目的,便成为数学方法。数学方法是以数学为工具进行科学研究的方法,即用数学语言表达事物的状态、关系和过程,经过推导、运算和分析,以形成解释、判断和预言的方法。

数学方法具有以下三个基本特征:一是高度的抽象性和概括性;二是精确性,即逻辑的严密性及结论的确定性;三是应用的普遍性和可操作性。

数学方法在科学技术研究中具有举足轻重的地位和作用:一是提供简洁精确的形式化语言,二是提供数量分析及计算的方法,三是提供逻辑推理的工具。现代科学技术特别是电脑的发展,与数学方法的地位和作用的强化正好是相辅相成。

宏观的数学方法包括:模型方法,变换方法,对称方法,无穷小方法,公理化方法,结构方法,实验方法。微观的且在中学数学中常用的基本数学方法大致可以分为以下三类:

(1)逻辑学中的方法。例如分析法(包括逆证法)、综合法、反证法、归纳法、穷举法(要求分类讨论)等。这些方法既要遵从逻辑学中的基本规律和法则,又因运用于数学之中而具有数学的特色。

(2)数学中的一般方法。例如建模法、消元法、降次法、代入法、图象法(也称坐标法。代数中常用图象法,解析几何中常用坐标法)、向量法、比较法(数学中主要是指比较大小,这与逻辑学中的多方位比较不同)、放缩法、同一法、数学归纳法(这与逻辑学中的不完全归纳法不同)等。这些方法极为重要,应用也很广泛。

(3)数学中的特殊方法。例如配方法、待定系数法、加减法、公式法、换元法(也称之为中间变量法)、拆项补项法(含有添加辅助元素实现化归的数学思想)、因式分解诸方法,以及平行移动法、翻折法等。这些方法在解决某些数学问题时起着重要作用,不可等闲视之。

(五)方法和招术

如上所述,方法是解决思想、行为等问题的门路和程序,是思想的产物,是包含或体现着思想的一套程序,它既可操作又可仿效。在选择并实施方法的前期过程中,反映了学习者的能力和技能的高低;而在后期过程中,只反映了学习者的技能的差异。

所谓“招术”“招”字应正为“着”字,本文仍用传统的“一招一式”的说法。是指解决特殊问题的专用计策或手段,纯属于技能而不属于能力。“招”的教育价值远低于“法”(这里的“法”指“通法”)的价值。“法”的可仿效性带有较为“普适”的意义,而“招”的“普适”要差得多;实施“招”要以能实施管着它的“法”为前提。

例如,待定系数法是一种特别有用的“法”。求二次函数的解析式时,用待定系数法根据图象上三个点的坐标求出解析式可看作第一“招”;根据顶点和另一点的坐标求出解析式可看作第二“招”;根据与x轴交点和另一点的坐标求出解析式可看作第三“招”。这三“招”各有奇妙之处。哪一“招”更好使用,要看条件和管着它们的“法”而定。教师授予学生“用待定系数法求二次函数的解析式”,最根本、最要紧的“法旨”就在于让学生明确二次函数的解析式中自变量、函数值和图象上点的横、纵坐标的对应关系;对于一般的点和特殊的点(例如顶点及与x轴的交点),解析式可以有什么不同的反映。而这样的“法旨”,恰恰体现了对应思想和数形结合的思想。由此看来,我国古代传说中经常提到的某些师傅对待弟子“给‘招’不给‘法’”的现象,在现代的数学教育、教学中应该尽量避免。

三、中学数学教科书中应该传授的基本数学思想和方法

(一)中学数学教科书中应该传授的基本数学思想中学数学教科书担负着向学生传授基本数学思想的责任,在程度上有“渗透”、“介绍”和“突出”之分。1.渗透。“渗透”就是把某些抽象的数学思想逐渐“融进”具体的、实在的数学知识中,使学生对这些思想有一些初步的感知或直觉,但还没有从理性上开始认识它们。要渗透的有集合思想、对应思想、公理化与结构思想、抽样统计思想、极限思想等。前三种基本数学思想从初中一年级就开始渗透了,并贯彻于整个中学阶段;抽样统计思想可从初中三年级开始渗透,极限思想也可从初中三年级的教科书中安排类似于“关于圆周率π”这样的阅读材料开始渗透。至于公理化与结构思想,要注意根据人类的认识规律,一开始就采取扩大的公理体系。例如,教科书既可以把“同位角相等,两直线平行”和它的逆命题都当作公理,也可以把判定两个三角形全等的三个命题“边角边”、“角边角”和“边边边”都当作公理。

这种渗透是随年级逐步深入的。例如集合思想,初中是用文氏图或列举法来表示集合,不等式(组)的解集可以用数轴表示或用不等式(组)表示;高中则是列举法、描述法、文氏图三者并举,并同时允许用不等式(组)、区间或集合的描述法来表示实数集的某些子集。又如对应思想,初中只用文字、数轴或平面直角坐标系来讲对应;高中则在此基础上引入了使用符号语言的对应法则。至于公理化与结构思想、抽样统计思想和极限思想在初、高中阶段的不同渗透水平,则是众所周知的。“渗透”到一定程度,就是“介绍”的前奏了。

2.介绍。“介绍”就是把某些数学思想在适当时候明确“引进”到数学知识中,使学生对这些思想有初步理解,这是理性认识的开始。要介绍的有符号与变元表示的思想、数形结合的思想、化归的思想、函数与方程的思想、抽样统计思想、极限思想等。这种介绍也是随年级逐步增加的。有的思想从初中一年级起就开始介绍(例如前四种基本数学思想),有的则是先渗透后介绍(例如后两种基本数学思想)。“介绍”与“渗透”的基本区别在于:“渗透”只要求学生知道有什么思想和是什么思想,而“介绍”则要求学生在此基础上进而知道为什么叫做思想(含思想的要素和特征)、用什么思想(含思想的用途)并学会运用。作为补充,也可以就问题适时地向学生介绍如何运用一分为二的思想和整体思想。

3.突出。“突出”就是把某些数学思想经常性地予以强调,并通过大量的综合训练而达到灵活运用。它是在介绍的基础上进行的,目的在于最大限度地发挥这些数学思想的功能。要突出的有数形结合的思想、化归的思想、函数与方程的思想等。这些基本数学思想贯穿于整个中学阶段,最重要、最常用,是中学数学的精髓,也最能长久保存在人一生的记忆之中。“介绍”与“突出”的基本区别在于:“介绍”只要求学生知道用什么和会用,而“突出”则要求学生在此基础上进而知道选用和善用。作为补充,也可以就数学问题经常向学生突出分类思想的运用。

数学思想论文篇6

“数学思想”作为数学课程论的一个重要概念,我们完全有必要对它的内涵与外延形成较为明确的认识。关于这个概念的内涵,我们认为:数学思想是人们对数学科学研究的本质及规律的理性认识。这种认识的主体是人类历史上过去、现在以及将来有名与无名的数学家;而认识的客体,则包括数学科学的对象及其特性,研究途径与方法的特点,研究成就的精神文化价值及对物质世界的实际作用,内部各种成果或结论之间的互相关联和相互支持的关系等。可见,这些思想是历代与当代数学家研究成果的结晶,它们蕴涵于数学材料之中,有着丰富的内容。

通常认为数学思想包括方程思想、函数思想、数形结合思想、转化思想、分类讨论思想和公理化思想等。这些都是对数学活动经验通过概括而获得的认识成果。既然是认识就会有不同的见解,不同的看法。实际上也确实如此,例如,有人认为中学数学教材可以用集合思想作主线来编写,有人认为以函数思想贯穿中学数学内容更有利于提高数学教学效果,还有人认为中学数学内容应运用数学结构思想来处理等等。尽管看法各异,但笔者认为,只要是在充分分析、归纳概括数学材料的基础上来论述数学思想,那么所得的结论总是可能做到并行不悖、互为补充的,总是能在中学数学教材中起到积极的促进作用的。

关于这个概念的外延,从量的方面讲有宏观、中观和微观之分。

属于宏观的,有数学观(数学的起源与发展、数学的本能和特征、数学与现实世界的关系),数学在科学中的文化地位,数学方法的认识论、方法论价值等;属于中观的,有关于数学内部各个部门之间的分流的原因与结果,各个分支发展过程中积淀下来的内容上的对立与统一的相克相生的关系等;属于微观结构的,则包含着对各个分支及各种体系结构定内容和方法的认识,包括对所创立的新概念、新模型、新方法和新理论的认识。

从质的方面说,还可分成表层认识与深层认识、片面认识与完全认识、局部认识与全面认识、孤立认识与整体认识、静态认识与动态认识、唯心认识与唯物认识、谬误认识和正确认识等。

二、数学思想的特性和作用

数学思想是在数学的发展史上形成和发展的,它是人类对数学及其研究对象,对数学知识(主要指概念、定理、法则和范例)以及数学方法的本质性的认识。它表现在对数学对象的开拓之中,表现在对数学概念、命题和数学模型的分析与概括之中,还表现在新的数学方法的产生过程中。它具有如下的突出特性和作用。

(一)数学思想凝聚成数学概念和命题,原则和方法

我们知道,不同层次的思想,凝聚成不同层次的数学模型和数学结构,从而构成数学的知识系统与结构。在这个系统与结构中,数学思想起着统帅的作用。

(二)数学思想深刻而概括,富有哲理性

各种各样的具体的数学思想,是从众多的具体的个性中抽取出来且对个性具有普遍指导意义的共性。它比某个具体的数学问题(定理法则等)更具有一般性,其概括程度相对较高。现实生活中普遍存在的运动和变化、相辅相成、对立统一等“事实”,都可作为数学思想进行哲学概括的材料,这样的概括能促使人们形成科学的世界观和方法论。

(三)数学思想富有创造性

借助于分析与归纳、类比与联想、猜想与验证等手段,可以使本来较抽象的结构获得相对直观的形象的解释,能使一些看似无处着手的问题转化成极具规律的数学模型。从而将一种关系结构变成或映射成另一种关系结构,又可反演回来,于是复杂问题被简单化了,不能解的问题的解找到了。如将著名的哥尼斯堡七桥问题转化成一笔画问题,便是典型的一例。当时,数学家们在作这些探讨时是很难的,是零零碎碎的,有时为了一个模型的建立,一种思想的概括,要付出毕生精力才能得到,这使后人能从中得到真知灼见,体会到创造的艰辛,发展顽强奋战的个性,培养创造的精神。三、数学思想的教学功能

我国《九年义务教育全日制初级中学数学教学大纲(试用修订版)》明确指出:“初中数学的基础知识主要是初中代数、几何中的概念、法则、性质、公式、公理、定理以及由其内容所反映出来的数学思想和方法”。根据这一要求,在中学数学教学中必须大力加强对数学思想和方法的教学与研究。

(一)数学思想是教材体系的灵魂

从教材的构成体系来看,整个初中数学教材所涉及的数学知识点汇成了数学结构系统的两条“河流”。一条是由具体的知识点构成的易于被发现的“明河流”,它是构成数学教材的“骨架”;另一条是由数学思想方法构成的具有潜在价值的“暗河流”,它是构成数学教材的“血脉”灵魂。有了这样的数学思想作灵魂,各种具体的数学知识点才不再成为孤立的、零散的东西。因为数学思想能将“游离”状态的知识点(块)凝结成优化的知识结构,有了它,数学概念和命题才能活起来,做到相互紧扣,相互支持,以组成一个有机的整体。可见,数学思想是数学的内在形式,是学生获得数学知识、发展思维能力的动力和工具。教师在教学中如能抓住数学思想这一主线,便能高屋建瓴,提挈教材进行再创造,才能使教学见效快,收益大。

(二)数学思想是我们进行教学设计的指导思想

笔者认为,数学课堂教学设计应分三个层次进行,这便是宏观设计、微观设计和情境设计。无论哪个层次上的设计,其目的都在于为了让学生“参与”到获得和发展真理性认识的数学活动过程中去。这种设计不能只是数学认识过程中的“还原”,一定要有数学思想的飞跃和创造。这就是说,一个好的教学设计,应当是历史上数学思想发生、发展过程的模拟和简缩。例如初中阶段的函数概念,便是概括了变量之间关系的简缩,也应当是渗透现代数学思想、使用现代手段实现的新的认识过程。又如高中阶段的函数概念,便渗透了集合关系的思想,还可以是在现实数学基础上的概括和延伸,这就需要搞清楚应概括怎样的共性,如何准确地提出新问题,需要怎样的新工具和新方法等等。对于这些问题,都需要进行预测和创造,而要顺利地完成这一任务,必须依靠数学思想作为指导。有了深刻的数学思想作指导,才能做出智慧熠烁的创新设计来,才能引发起学生的创造性的思维活动来。这样的教学设计,才能适应瞬息万变的技术革命的要求。靠一贯如此设计的课堂教学培养出来的人才,方能在21世纪的激烈竞争中立于不败之地。

(三)数学思想是课堂教学质量的重要保证

数学思想性高的教学设计,是高质量进行教学的基本保证。在数学课堂教学中,教师面对的是几十个学生,这几十个智慧的头脑会提出各种各样的问题。随着新技术手段的现代化,学生知识面的拓宽,他们提出的许多问题是教师难以解答的。面对这些活泼肯钻研的学生所提的问题,教师只有达到一定的思想深度,才能保证准确辨别各种各样问题的症结,给出中肯的分析;才能恰当适时地运用类比联想,给出生动的陈述,把抽象的问题形象化,复杂的问题简单化;才能敏锐地发现学生的思想火花,找到闪光点并及时加以提炼升华,鼓励学生大胆地进行创造,把众多学生牢牢地吸引住,并能积极主动地参与到教学活动中来,真正成为教学过程的主体;也才能使有一定思想的教学设计,真正变成高质量的数学教学活动过程。

数学思想论文篇7

现代计算机是伴随着数学问题的求解而产生的,随着自然科学的发展,很多理论方面的研究都需要大量的数学计算,由于人力计算逐渐无法完全完成科学研究中数学问题的计算,计算机的想法逐渐进入人们视野。它可以说是在数学理论的基础之上建立和发展起来的。考察计算机发展的历史,不难看到,数学思想在其中发挥了非常重要的作用。通过对计算机中的数学思想的讨论和研究,可以更好地理解计算机学科现实意义。从某种意义上说,数学为计算机科学提供了思维的工具。其实,早期对计算机的认识就是脱胎于数学而产生的。最早的计算机的创造者就是以图灵为首的一批数学家完成的。而随着计算机的飞速发展,数学思想始终在其中占据着重要的位置,反过来,计算机科技的进步也同样影响着现代数学的进步。时至今日,计算机技术的发展已经给整个世界带来革命性的变化,因此学习了解数学思想在计算机中的应用,可以更好的促进我们对于计算机的认识,也能够更方便我们掌握计算机科学,进而利用其更好的解决实际问题。

一、离散的数学与计算机原理

在计算机系统中,最为人所知的最基本设定就是,以二进制的方式来表示数据,所有的信息数据都要被转化成0和1的组合。这最初是由于电子器件在功能上的局限性所决定的,数字式的电子计算机本质的特点是用电信号来表示信息,用电平输出的高低和脉冲的有无来表达是与否的关系。因此只有采用了二进制,才能够准确的表示信息,所以说从其诞生之日起,计算机就和以微积分为代表的连续性数学划清了界限。因此更准确的说,离散数学是计算机科学的基石。另一方面,构成了计算机系统的硬件和软件同样属于一个离散的结构,其在逻辑功能上来讲是等效的。计算机科学与技术中应用的基本结构大多是离散型的,因此计算机就其本质上应当被称为离散的机器。离散数学可以说是现代数学的一个十分重要的分支,同时是计算机科学和相关技术的理论基础,所以又被人们戏称为称为计算机数学[1]。一般的,广义离散数学的概念包含了图论、数论、集合论、信息论、数理逻辑、关系理论、代数结构、组合数学等等概念,现代又加上了算法设计、组合分析、计算模型等应用方向,总的来说,离散数学是一门综合学科,而其应用则遍及现代科学与技术的诸多领域。

二、关系理论与计算机数据存贮

大数据的概念是现在十分热门的一项新兴技术概念,而大数据的建立基础就是随着日益发展的计算机数据的存储与管理技术。其实从最初的计算机对文件的管理系统到数据库系统的产生,是一次数据管理技术的飞跃。通过数据库的建立,系统可以实现数据的结构化、共享、可控冗余等功能。目前,大部分的数据库都是采用的关系数据库的组织存贮形式。现在,一个系统之中会产生成千上万项的数据元素,这就需要我们找到一种最优的方式来管理和存储这诸多数据。这往往就涉及到了数据库的设计问题,现代数据处理的基础理论就是数学中的关系理论。现在常用的有实体联系法和关系规范化方法。其中实体联系法是通过实体联系模型去描述现实中的数据,建立起简单图形(ER图),在此基础之上进而转换成和具体数据库管理相对应的数据模型。另一方面,关系规范化方法则应用于关系模型的设计和数据库结构的设计之中。通过关系规范法解决关系模型中存在的插入和删除异常、修改复、数据冗余等诸多问题。

三、数学模型的作用及在计算机中的应用

数学思想论文篇8

二、加强探究的体验

1.重视合作中体验。歌德说:“不管努力的目标是什么,不管他干什么,他单枪匹马总是没有力量的。合群永远是一切善良思想的人的最高需要。”在体验模型思想时,要提倡合作意识。合作是独立思考的延续,是个人探究的验证。合作中,无论思想的成熟与否,无论成绩优劣,不管年纪大小,人人参与进来,组组互动,大家的思维碰撞的火花璀璨生辉,这样的课堂给人以享受,这样的学习,给人启迪、给人帮助。体验模型思想是对学习过程、学习材料进行主动的归纳、是细致入微的分析,力求建构出人人都能理解和接受的数学模型。例如,在学习推导圆柱体积公式一节课中,我启发大家回想一下以前学过的梯形、三角形和平行四边形等平面图形面积的推导过程,回忆激发温故知新,同时激发大家想起通过各种方法拼成的图形,在生活中见到的、认识的图形,想起一些图形的推导过程,对圆柱体积公式以此类推,看能否正确推导出圆柱体积的公式,学生跃跃欲试,争相发言。他们充分认识到新旧知识的联系,从中找到新知识的内在模型。2.用模型解决问题。简单说,数学就是一个演算、熟悉的过程,加减乘除运算,掌握其中内在的联系,熟悉解题的方法,对其规律、特点胸有成竹,各种各样的数学图形,其体积、面积、周长的公式,牢记于心,这样,才算具备了模型思想,才能熟练地对其应用,里面有很多规律性的东西,要达到熟能生巧,自然离不开演算、熟悉的过程,而这个过程中,重点在于拓展应用数学模型,用已知解决未知,用所建立的数学模型学有所用,解决实际生活中的问题,感受到数学的价值,体会到数学模型的意义。学习是一个反复的过程,在这个过程中,获得成就感是兴趣的第一步,数学模型的实际应用价值恰恰让学生感受到学习的收益即成就感,解决问题的能力提高了,学习效益提升了,学习也变得丰富多彩。

三、理解数学语言的特性

我们每天都要用语言和他人进行沟通,语言是我们生活中不可或缺的一部分,但是我们有没有注意到,数学有它独特的语言,数学语言和生活语言既有息息相关的联系,同时又有很大的区别,数学语言为数学所特有,掌握了数学语言的特性,能够更好地深入了解数学,帮助学生完成数学学习活动,促进数学综合素质的飞跃提高。数学语言,表达数量关系和空间形式,其文字抽象,符号简洁,充满艺术性,代表着数学的特点,忽略数学语言,学习数学有很大的障碍,学生思维的条理性、逻辑性、准确性就会有所欠缺,因此,要巧妙地训练学生对数学语言的掌握。数学语言本身来源于生活,从生活语言向数学语言是一个规范、转化和过渡。例如,“分数的初步认识”教学中,为了让学生透彻地明白数学语言,对数学知识的掌握做到了然于胸,我让学生找来纸片进行折叠,让学生按照要求进行观察,边想边操作,教师在一旁不断地提问:“把纸片分成四份可以采用几种不同的方法?哪一种最快?用彩笔涂色,分别涂一份、两份、三份,用分数又怎样表示?用分数如何称呼它们?如果以数学语言表达,怎样叙述这个学习的过程?”一节课结束,学生们对知识有了相当的理解,同时培养了逻辑思维能力,也丰富了感性认识,把外部物质操作活动转化为内部思维活动,强化了对数学语言的应用,眼、耳、手、脑紧密结合,动手操作养成了习惯,数学语言运用自如。

数学思想论文篇9

弗朗西斯培根曾经说过:“数学是科学大门的钥匙,忽视数学必将伤害所有的知识,因为忽视数学的人是无法了解任何其他科学乃至世界上任何其他事物的。”简言之,数学是精炼的智慧和科学,其重要性和意义可见一斑。初中阶段的数学已经不再是小学阶段数学中的基础学习,这个阶段的数学教学需要实现更高的教学目标,学生的数学学习也就不再像小学阶段一样以培养兴趣为主,而是需要学生更加切实地掌握一些数学方法和数学思想。本文就初中数学教学中思想方法的渗透这个问题从其意义和策略两个方面进行讨论。

一、数学教学中思想和方法渗透的意义

(一)理论意义

我们常常会对一个问题进行思考:我们到底要从数学教学中教给学生什么呢?难道就是为了让学生在考试中取得一个理想的分数吗?答案很显然,并不是仅仅如此。数学思想和方法如果在教学中可以很好地传达给学生了,那么不仅对于学生的长远的数学学习有着巨大的助益,更有价值的地方就是对于学生看待问题的方式和角度也会有着积极的引导作用,而这个引导作用不仅仅只表现在数学学习中,还有其他学科,以及日常生活中。正如日本数学教育家米山国藏说过的学生对于数学,只有那些“深深铭刻在头脑中的数学的精神、数学的思维方法、研究方法、推理方法和看问题的着眼点等却随时随地发生作用,使他们终身受益。”并且,在初中数学课程标准中也明确指出了,学生在初中数学学习中要“初步学会运用数学的思维方式去观察、分析现实社会,去解决日常生活中和其他学科学习中的问题,增强应用数学的意识。”以上都是数学思想和方法渗透的理论意义。

(二)现实意义

前面说到了,数学教学的意义并不止于数学考试成绩的追求。但是我们必须明确数学教学思想和方法的渗透不仅是要实现长久的对学生的影响,最实际的表现自然还是要体现在考试成绩上。并且,初中学生要面对的中考也是一个在学习阶段有着重大影响的考试,数学成绩在其中又占了一个比较大的比重,并且还是一个重点、难点科目。考试是一种教学、学习的检验和反映,我们应该正视考试的作用,并且积极面对,尽管当前的考试制度存在一些不足,但却是一种良好的检验方式。因此,教学思想和方法的渗透对于学生和老师来说最直接的表现就是面对考试时可以有效地帮助到学生进行试题解答,就算遇到一些难度较大的题目,只要数学思想和方法真正被理解,那么考试也会变成一件充满挑战乐趣的事情,而不是负担,那么考试成绩的提高也就是一个必然的结果。这就是其最直接的现实意义。

二、数学教学中思想和方法的渗透策略

(一)利用教材,讲授基本数学思想和方法

数学思想论文篇10

高中数学知识之间是相互联系的,新知识的传授依赖于旧知识的掌握。学生掌握知识的过程也是迁移现象产生的过程,教师传授知识的过程也是迁移现象产生的过程。所以,在高中数学教学中建立起迁移教育的观点,对于帮助学生掌握数学的认知结构,加深对知识的理解,加速技能的形成,提高和发展数学概括能力都具有十分特殊的意义。基于此,笔者梳理了自己教学中的一些经验,希望得到同行的指正。

一、合理组织教学活动,加强新旧知识的迁移

学生掌握知识的过程是迁移现象产生的过程,教师传授知识的过程也是迁移现象产生的过程。在高中数学的学习过程中,起主要作用的智力活动方式是观察、分析综合、抽象概括、比较、形式化和具体化。如在“函数”概念的学习中,是从初中变量间的关系到数集间的对应关系理解的学习。由“相同要素说”,两种类似的学习内容容易产生影响,而其中学习内容间的类似性是学习活动类似性的一个重要方面。如果学生能对新旧知识做出概括,找出他们之间的联系,那么就能实现学习之间的迁移。因此,加强新旧知识之间的联系(共同要素)是实现迁移的基本要求。因此,教师在数学教学中应当合理地组织教学活动,使教学的每一环节都应注意新旧知识的联系;教师每时每刻都应考虑学生的已有知识,充分利用己有知识的特点来学习新知识,促使正迁移实现。因为产生迁移的关键是学习者在两种活动中概括出它们之间的共同原理,为了提高学习质量,达到顺向正迁移,教师应注意选择那些刺激强度大,具有典型性、新颖性的实例,引导学生进行深入细致的观察,进行科学的抽象和概括,避免非本质的属性得到强化,防止产生顺向负迁移;教师还应及时引导学生对新旧概念进行精确区分、分化,以形成良好的认知结构。

比如,在进行立体几何中“空间角”概念教学时,就可以根据需要有目的地复习旧知识,这样学生会“触景生情”,诱发联想,产生迁移。讲解如下:

1.温故:我们以前是否学过有关“角”的概念?请回忆角的定义。

2.联想:我们将要学习的“空间角”与已学过的角之间有没有联系呢?我们知道立体几何的一个重要思想是将空间问题化归为平面问题来解决,那么能否利用我们已学过的角的概念来研究“空间角”呢?通过上述联想,解决问题的方向、思路已比较清楚了。

3.小结:对于异面直线所成角,通过平移化归为相交直线所成角,由等角定理保证定义的合理性和空间一点选择的任意性,进而比较择优,空间一点通常可选在两条异面直线之中一条的特殊位置上。至此,不仅揭示了新旧知识之间内在的紧密联系,而且培养了学生的创造思维能力。这样,对于线面所成角与二面角问题,便“举一反三”、“触类旁通”地“迁移”了。

二、利用生活中的知识,迁移为数学知识

数学也是一种文化,一种艺术,从生活中来,到生活中去,很多数学概念和定理都能在现实生活中找到它的来源,如果我们当教师的能看到这一点并且重视到这一点,运用迁移的理论,把反映数学的生活迁移到数学教学中来,我们的数学课堂一定会丰富多彩。那么教学中如何具体实施呢?笔者认为可以从以下几个方面入手:

1.生活语言迁移形成数学概念

数学来源于生活,数学概念不少就来源于我们生活中的语言,只要我们稍加提炼,就能用生活中活生生的语言来诠释同学们以为抽象的数学概念,从而使数学不再令学生感到陌生,实现有利于培养学生情感的迁移。例如,在讲函数时,笔者在教学中是这样引入的,从生活中的信函、公函、涵洞出发,我们会让学生很形象地理解:中学数学最重要,也被人为地认为最抽象,让最多的学生望而生畏的函数概念,其实学生大都能理解,信函和公函是作为勾通人和人、单位和单位之间的关系的,涵洞是沟通路两边的关系的,那么我们的函数也是沟通数与数关系的意思。简单地说,函数就是数与数之间的关系。这样的教学虽然曲解了概念最初的意思,但却拉近了学生和数学的距离。

2.生活中的道理迁移成数学道理

由金章茂编译的前苏联一位数学家的一本书《没有公式的数学》,在书中他把很多数学道理用生活中浅显易懂的道理给出了说明,使人们不用公式,不用严谨的证明一样能理解数学,而且还能直接感知数学,虽然严谨是数学的本质特征,但我们不能仅仅为了这种特征,就把学生拒之数学的大门之外。其实,学生在对数学有了热情之后,他自己也会严谨起来的。基于上述经验,我们也可以把生活中的道理迁移成数学道理。比如,笔者用多米诺骨牌很轻松地给学生讲明了数学归纳法的原理,特别是在数学归纳法中很多学生都不理解:我们要证的关于n的命题成立,我们为什么可以假设n=k时命题成立呢?笔者给学生讲,在多米诺骨牌游戏中,我们把相邻两块摆好,前一块如果倒下能把下一块砸倒,只是为了保证传递下去,我们并不是说前一块就倒了(相当于我们并不是说n=k时命题就成立了),前一块倒不倒是由你推不推倒更前面的骨牌决定的。学生很容易就明白了数学归纳法中的道理。

3.生活中的现象迁移成数学知识

生活中的现象之所以能迁移成数学知识,是因为生活中的许多现象就是数学要研究的对象,生活现象就是数学知识活的源泉。只要我们能加以提炼和引导,学生们都能完成这个迁移过程。例如集合论中,我们可以这样讲集合中元素的性质:我们班中的人是确定的,对任何一个人,要么属于我们班,要么不属于我们班,这就是集合中元素的互异性,我们定期互换位置,我们班这个集体还是不变的,即为集合中元素的无序性,我们班中任何两个人都是不同的,即集合中元素的互异性。

三、精心组织练习,促使学生触类旁通

迁移现象在知识学习和掌握过程中是普遍存在的,而知识学习的目的主要是会运用知识解决问题,那么,在教学时,教师要采用合适的教学方法最大限度地增加学生知识的迁移量。一般说来,教师要从学生熟悉的,己掌握的知识经验出发,启发学生联想,鼓励学生寻找待解决的问题与已有经验的相似性,尽可能找到一类题在解法上的共通性,用于解决问题。

所以,教师要在知识传授之后精心组织练习,促使学生触类旁通,帮助学生概括、总结经验,增强迁移的效果。例如,在讲授完重要不等式“a+b≥2(a>0,b>0)”,新课内容之后要让学生能够较好地掌握此不等式的实质:“一正二定三相等”,可设计如下题组进行练习:

1.x<0时,证明:x+1/x≤-2;

2.x≠0时,证明:|x+1/x|≥2;

3.a>0,b>0,c>0时,求证:(b+c)/a+(a+c)/b+(a+b)/c≥6

这一组题在解法上的同一性体现在都要运用基本不等式“a+b≥2(a>0,b>0)”上,那么就要启发学生,概括出上述题目的共同点,灵活地把基本不等式“a+b≥2(a>0,b>0)”的知识迁移到问题中,用于解决问题,培养解题能力。

总之,作为教师,我们是教学活动的导演,要时刻提醒自己,永远不要让自己导演的教学活动背离了“为迁移而教”的主题,不但自己要切实做到为迁移而教,同时还要尽量使学生做到为迁移而学,让课堂少一些无意义的机械学习,多一些丰富多彩、能激发学生积极情感的有意义学习。既要注重课本上理论问题的训练,更要注重实际问题的分析和解决,让学生通过运用所学知识解决实际生活中的问题,最大限度地促使学生情感、知识、技能的迁移,不但能使学生牢固树立迁移意识,而且能培养学生分析问题、解决问题的能力。

参考文献:

数学思想论文篇11

就数学内容而言,“算经十书”以善于计算而见长,并且这一长足的发展还被推进到让世界其他各国都望尘莫及的地步,这已是中外中算史家的共识。“算经十书”能如此辉煌耀目,是跟它着力探索和追求精益求精的计算方法和技巧分不开的。

“算经十书”中最早的一种《周髀算经》,其第一章叙述了西周开国时期(约公元前1100年)周公与商高的一段问答。从这段问答中,我们可以见到我国早期数学思想的一些初步端倪。当周公问商高“夫天不可阶而升,地不可得尺寸而度。请问数安从出?”时,商高答道:“数之法出于圆方,圆出于方,方出于矩。矩出于九九八十一。”接着,商高还说:“故折矩以为句广三,股脩四,径隅五。既方其外,半之一矩,环而共盘,得三、四、五。两矩共长二十有五,是谓积矩。故禹之所以治天下者,此数之所由生也。”这里,我们可以清新地见到,我们祖先在早期“定天下”、“治天下”时,已经看到了数学的重要性(如大禹、周公);而掌握到一些数学知识的人(如高商),是注意数学思想和数学方法的。比如,我们从上述商高答问中,就可以看到,古人理解“数之所由生”,是将形与量结合起来考察的。圆和方都是形,而形是有数量关系的,从考察形可以探讨到“数之法”,但这形中又包含着丰富的数量关系,特别是平方关系(九九八十一)。数之法是从圆形和方形开始的。圆是内接正多边形经过无数次的倍边之后所得到的正多边形的极限(我国最早的极限思想,是不是来自于这种“圆出于方”的观念,希望读者引起注意)。矩是木匠用的曲尺,形如L,方中的直角,非矩不能作,所以说方出于矩。矩形的面积又不外于二数相乘,也就是说,要算出来。我国古代算法好凭口诀,而乘法口诀是从“九九八十一”起的,古人用“九九”作为乘法口诀的简称,故有“矩出于九九八十一”。这里所包含的用数的性质来研究形的性质的思想,与古希腊的数学思想旨趣相映。古希腊的毕达哥拉斯定理:a2+b2=c2。而当a=b=1时,则

c=,这既不是自然数,也不是自然数之比,所以不能是可接受的正常的数,被称为无理数,导致了第一次数学危机,从此古希腊数学发展的方向产生了大改变,“几何化”占了主导地位。[1]商高提出了著名的“句三股四弦五”这个勾股定理(也称勾股弦定理、商高定理),是从“折矩”而来然后得“积矩”的,3,4,5及其平方的关系可以体现出勾股定理,但中国并没有由此而产生数学危机,也没有发生发展方向的大改变,反而为“几何代数化”[2]这个中国传统数学发展主导方向奠定了很好的基础。中国早期讲究以算的方法去解决实际数学问题,是“数之所由生”的重要思想。

在古代,不管是西方国家或中国,数学的发展都跟勾股定理结下不解之缘,这不是偶然的历史巧合,而是不同渊源和发展脉络的科学认识的一种必然交汇,其原因是由人们的实践活动决定的。作为人类早期的数学研究活动,很自然地会碰到考察形的性质及数量关系,直角三角形成为关注的对象是在情理之中。正如赵爽所说的,早期先人们(如大禹)能掌握有关的数学知识是“乃勾股之所由生也”。但不同民族的不同思维方式会导致数学发展的不同朝向,至少在初等数学领域内是存在的。古希腊在数、形简单和谐的观念被打破之后发生大转向,从重算发展到重证,发展到重视几何证明,往后的趋势就是有了这种发展趋势和成果的集大成标志——欧氏几何的产生,它是西方国家初等数学体系确立的标志,而中国此时并不发生方向的大改变,而是沿着算的道路继续前进,往广度和深度上延伸发展,导致的是中国传统数学体系的形成——《九章算术》的出现。《九章算术》中有许多具有世界意义的成就,如负数计算、分数计算、联立一次方程解法等,正是沿着探索计算的方法和技巧前进的结果。可贵的是,我们的祖先在此数学思想的指导之下,并不以原有的结果为满足,没有停留在原有的水平上裹足不进,而是精益求精地深入下去。如《九章算术》246道题,有解题方法202“术”,在当时有如此辉煌成绩已难能可贵,但三国魏晋时期的刘徽,就在《九章算术》的基础上,仔细作注,不但为《九章》提供了系统的理论依据,而且大力向前推进,提出了许多创见,将探讨和讲究精益求精的计算方法和技巧这种数学思想,提到一个更高的水平,并对后世的发展带来了深刻的实际影响,如他发现的割圆术,为后来祖冲之求得更精确的π值奠定了基础,唐李淳风注《九章算术》时说:“刘徽特以为疏,遂乃改张其率,但周径相乘数难契合。

祖冲之以其不精,就中更推其数。”刘徽本人告诫人们他所得到的“徽率”太小,后人也正是沿着刘徽的思想方法再继续前进,将π值愈推愈精确。在求积问题上,刘徽也有突破,他提出了推求球体积的著名的“牟合方盖”理论,之后,祖暅在刘徽研究的基础上,精益求精,得到了闻名于世的“祖暅定理”,并具体求出了“牟合方盖”。这长江后浪推前浪,一浪更比一浪高的中国高超的算法技巧,正是在一条清晰的传统思维途径――探索和讲求精益求精的计算方法和技巧中进行和取得成就的。如《张丘建算经》自序中这样写道:“其夏侯阳之方仓,孙子之荡杯,此等之术皆未得其妙。故更造新术推尽其理。”在探索精益求精的算法道路上更上一层楼,就是《张丘建算经》的数学指导思想,正是在此思想的指导之下,出现了举世闻名的“百鸡问题”。

2.讲究明确的思想依据

数学思想研究的是数学产生和发展的思想方法和思想依据。“算经十书”不仅在数学知识上光彩耀目,在数学思想上也独树一帜,其显著的特点是对于作为每项有意义的数学成果,都讲究其明确的思想依据。

刘徽精细地注释了《九章算术》,从而确立了中国传统数学理论体系。刘徽的数学思想和方法,对后世影响极深。如王孝通在《上缉古算经表》中云:“徽思极毫芒,触类增长。”说刘徽的思想方法是“一时独步”。而刘徽对自己所接触和研究的数学,是十分讲究明确的思想依据的。“算经十书”中有二部与他密切相关。《九章算术》由于有了刘徽注,从此中国传统数学有了自己的理论体系;他在注《九章算术》时补撰“重差”,其单行本即《海岛算经》。刘徽注《九章算术》时,十分讲究数理之道要有明确的思想依据。在《九章算术》注原序中,刘徽说:“徽幼习《九章》,长再详览。观阴阳之割裂,总算术之根源,探赜之暇,遂悟其意。是以敢竭顽鲁,采其所见,为之作注。事类相推,各有攸归,故枝条虽分而同本干者,知发其一端而已。又所析理以辞,解体用图,庶亦约而能周,通而不黩,览之者思过半矣。”在“圆田术”注中,刘徽写道:“不有明据,辩之斯难”,于是,他在创造“割圆术”的同时,还告诉人们此种创造是有依据的:“谨接图验,更造密率。恐空设法,数昧而难譬。故置诸检括,谨详其记注焉。”在“开立圆”(由球的体积以开立方的方法求其直径)注中,刘徽创立了“牟合方盖”理论,他不仅介绍了有关方法,而且还言明思想依据,“互相通补,……观立方之内,盒盖之外,虽衰杀有渐,而多少不掩。判合总结,方圆相缠,浓纤诡互,不可等正。”但他又担心依据不足,惟恐理法相违,专门作了交待,以待后人获得更严密的依据:“欲陋形措意,惧失正理。敢不阙疑,以俟能言者”。从中我们不仅见到先哲们对探讨数理的思想依据的重视,也深深领悟到他们治学严谨的高尚风范。在谈到将割圆术作为解决有关极限问题的工具时,刘徽也阐述了其思想依据:“数而求穷之者,谓以情推,不用算筹”(“阳马术”注)。意思是说,数学中凡解决有关无穷之类问题时,不必用算筹去计算,应当用数学思想去把握。再拿《海岛算经》来说,刘徽为什么要写《海岛算经》呢?其思想依据是什么?在《九章算术》刘徽注原序中,刘徽清楚的说明“苍等为术犹未足以博尽群数也”,于是“辄造重差,并为注解,以究古人之意,缀于句股之下”,“以阐世术之美”。而造“重差”此术的思路是:要测量不可到达目的物的高和远时,一次测望不够,于是采用二次测望、三次测望、四次测望,即“度高者重表,测深者累矩”(“重表”或“累矩”就是用表或矩测望两次)、“孤离者三望”、“离而又旁求者四望”。更为深刻的是,刘徽并不是勉强、被动地去考究数学知识之思想依据的,他认为数学思想与数学知识之间本身具有非常紧密的联系,他用庖丁解牛来阐述此层道理:“更有异术者,庖丁解牛,游刃理间,故能历久其刃如新。夫数犹刃也,易简用之则动中庖丁之理,故能和神爱刃,速而寡尤”(《九章算术》方程术注)。

自刘徽之后,“算经十书”的著者都较注意阐述算理要有明确的思想依据,如四库总目提要中称:《张丘建算经》之体例,皆设为问答,以参校而中明之,简奥古质,与近求不同,而条理精密,实能深究古人之意。正因为此书注意讲究数学的思想依据,因而对掌握数学知识的来龙去脉很有益处,“故唐代颁之算学,以为专业”。就是在我国近年的中学数学课本中,还列有《张丘建算经》的题目。

数学思想论文篇12

—、前言

 

数学与统计学教学指导委员会在2005年作的数学学 科专业发展战略研宄报告中指出:今后五年和五年以后,以 数学和计算机为主要工具的、国民经济各领域所需要的应 用型人才的需求数量很大,这一类数学人才的需求估计将 占总需求的一半左右,五年以后,将占总需求的一半以上。 可见,培养具有应用数学和计算机来解决实际问题能力的 应用型人才,对社会的发展具有重要意义,而毕业论文(设 计)是实现应用型人才培养目标的一个重要实贱环节。本文 就如何将数学建模教学法思想贯穿于应用数学毕业论文 (设计)教学中进行了研宄。

 

二、 应用型人才须要有数学建模意识和能力

 

应用型人才指的是在一线工作岗位上,能把理论付诸 实贱,能承担转化应用、实际生产和创造实际价值的任务, 为社会经济发展服务。应用型人才的基本素质为综合应用 知识、创新应用与开拓创业的精神。

 

对于应用数学的应用型人才来说,要求具备从现实问 题中抽象出数学规律,应用已知的数学规律来解决实际问 题的能力。学生应受到严格的科学思维训练,具有比较扎实 的基础理论知识,初步掌握科学研宄的方法,能应用数学知 识去解决实际问题。

 

而数学建模是应用数学知识解决实际问题的重要实贱 手段,它要求学生能把实际问题转化成用公式、图表、程序 来描述的数学模型,然后利用数学理论、计算机求解建模, 并对结果进行解释,达到解决实际问题的目的。数学建模是 强化应用数学意识、提高应用数学能力的重要手段。因而, 数学建模对培养数学应用型人才具有重要意义。

 

三、 数学建模教学法思想在应用数学毕业论文(设计) 教学中的实践

 

1.在毕业论文选题中增加应用型题目的比例

 

应用数学专业毕业论文的题目一般从基础数学、应用 数学和数学教育等方面去选择。学生根据自己的兴趣、工作 的意向、所具备的能力选择大小、深浅、适度的课题。通常从以下三个方面去选题:联系数学教学实贱有关的课题;结合 所学的专业知识,进行某一专业方向上的学术探讨;结合自 己所学的专业知识,联系实际解决一些应用问题。

 

目前多数院校都由指导教师拟定题目。这些题目中,大 多数题目与现实生活脱节,能给学生进入社会做准备的题 目并不多。要实现应用型人才的培养目标,指导教师的选题 应尽可能贴近生产实际、生活实际。指导教师可以考虑一些 校企合作的项目,选取最适合教学内容又贴近生产实际的 课题,如以一些企业的生产任务为课题,共同开发一些有实 用价值、适合学生设计的课题。

 

同时,由于近几年在校外完成毕业论文的学生越来越 多,我们应鼓励学生承担实习单位的部分科研项目,并结合 实习单位的实际,自行选题。在指导教师拟题或学生自行选 题时,应尽量从以下几个方面去考虑:将与生产实际密切相 关的数学课程进行延伸。应用数学专业中,概率论与数理统 计、最优化方法、运筹学等课程,可以将其应用到生活实际 中。如利用运筹学,让学生设计学生干部选拔方案、设计生 产的最优方案及运输的最佳路线,等等。

 

此外,全国大学生数学建模竞赛也给毕业论文(设计) 选题提供了丰富的资源。近十年来的全国大学生数学模型 竞赛题目涉及各个领域,包括工业、生物、医学、工程设计、 交通运输、农业、经济管理和社会事业等内容。这些赛题对 学生学习使用数学知识,解决以前他们没有接触过的新领 域中的问题,起到很好的锻炼作用,能比较好地模拟学生走 上社会后,利用数学知识解决实际问题的情景。部分学生参 加过数学建模竞赛,也取得不俗的成绩,但由于时间有限, 一些问题并没有得到很好的解决,可以考虑进一步进行完 善;另外,对这些题目,还可以改变一些条件,进行进一步深 入研宄。

 

2.将数学建模教学思想贯穿于数学专业基础课程中

 

毕业论文(设计)是学生综合几年所学知识,将数学建 模思想融入选题的极好的锻炼机会,是对学生在几年本科 专业学习期间,建模能力和建模意识的综合反映。在毕业论 文(设计)这个环节中,为了能让学生更好地将建模思想应 用于较为复杂的实际问题,在数学专业基础学习阶段,就应 注意使用数学建模的教学方法,将数学建模思想贯穿于数 学专业基础课程的教学。

 

在教学手段上,教师应注重使用数学建模教学法,通过 使用实践——理论——实践的循环教学手段,使学生在基 础学习阶段,就能够初步了解数学建模的思想。在教学中, 结合基本的数学概念与原理,引导学生使用数学语言和工 具,对现实生活中的问题用数学语言进行翻译,转化为数学 上的问题,建立模型,求解,给出数学上的解释与方案。

 

如在《数学分析》教学中,可以考虑从基本概念上、定理 证明中、应用问题上、习题课上及考试中渗透数学建模的思想。

 

3. 构建实践教学体系,为毕业论文设计打下良好基础

 

实贱性教学环节,主要包括实验、实习、调查、实贱、毕 业论文设计等。通过实贱教学环节,可以培养学生善于发现 问题、分析问题并综合使用所学理论知识解决问题的能力。 我们应构建良好的实践教学体系,将实践教学贯穿在本科 学习的几年中。数学建模是利用数学这个工具,通过调查收 集数据,归纳研宄对象的内在规律,建立反映现实问题的数 量关系,最后利用数学知识去分析和解决问题。在实贱教学 环节中,能够很好地锻炼学生的数学建模意识与能力,因 而,在实贱教学环节中,应注重数学建模思想的渗透及数学 建模方法的应用。

 

在社会实贱或社会调查这个环节,可要求学生对社会 热点问题进行调查,使用数学建模方法,提出初步解决方 案。例如,可以让学生对学校食堂进行调查,提出合理的管 理及收费方案;对教育收费问题进行调查,分析现状,给出 一个调整的建议等等。

 

在数学实验这个环节,能让学生了解知识发生的过程, 概念变得形象直观,复杂的运算用计算机迎刃而解。学生能 学习到如何使用计算机处理大量的数据,体会到计算机与 传统数学完美的结合。

 

4. 建立一支有数学应用意识及创新能力的指导教师队伍

 

目前大部分指导教师不够重视学生数学应用能力的培 养,在课程上渗透数学建模思想的意识比较淡薄,加上其自 身知识、能力有限,因而在日常教学及毕业论文设计指导中,较少去挖掘与教学内容相关的实际例子,采用的还是传 统的教学方法,没有很好地实施数学建模教学方法。我们应 采取各种措施,加强师资队伍的建设。可以开设数学建模研 讨班,选派教师参加各种数学建模学习班与会议,选派老师 参加各类职业技能的培训,开展骨干教师的技能培训班,使 教师了解工程技术、生产新方法、新技术对数学的要求等。 增强教师应用数学的意识。

 

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