時間:2023-07-24 09:24:14
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思維品質是指個體思維活動特殊性的外部表現(xiàn).它包括思維的嚴密性、思維的靈活性、思維的深刻性、思維的批判性和思維的敏捷性等品質.函數(shù)作為高中數(shù)學的主線,貫穿于整個高中數(shù)學的始終.函數(shù)的定義域是構成函數(shù)的三大要素之一,函數(shù)的定義域(或變量的允許值范圍所組成的集合)似乎是非常簡單的,然而在解決問題中不加以注意,常常會使人誤入歧途.在解函數(shù)題中強調(diào)定義域對解題結論的作用與影響,對提高學生的數(shù)學思維品質是十分有益的.本文就常見的函數(shù)解題與函數(shù)定義域的密切解析以具體案例的形式展開論述。
1.函數(shù)解析式與定義域
函數(shù)解析式包括定義域和對應法則,所以在求函數(shù)的解析式時必須要考慮所求函數(shù)解析式的定義域,否則所求函數(shù)解析式可能是錯誤的.
案例1:某單位計劃建筑一矩形圍墻,現(xiàn)有材料可筑墻的總長度為100m,求矩形的面積S與矩形長x的函數(shù)解析式?
解:設矩形的長為x米,則寬為(50-x)米,由題意得:S=x(50-x)
故所求函數(shù)的解析式為:S=x(50-x).
如果解題到此為止,則本題的函數(shù)解析式還欠完整,缺少自變量x的范圍.也就說學生的解題思路不夠嚴密.因為當自變量x取負數(shù)或不小于50的數(shù)時,S的值是負數(shù),即矩形的面積為負數(shù),這與實際問題相矛盾,所以還應補上自變量x的范圍:0
即:函數(shù)的解析式為:S=x(50-x) (0
這個例子說明,在用函數(shù)方法解決實際問題時,必須要注意到函數(shù)定義域的取值范圍對實際問題的影響.若考慮不到這一點,就體現(xiàn)出學生思維缺乏嚴密性.若注意到定義域的變化,就說明學生的解題思維過程體現(xiàn)出較好思維的嚴密性.
2.函數(shù)最值與定義域
函數(shù)的最值是指函數(shù)在給定的定義域區(qū)間上能否取到最大(小)值的問題.如果不注意定義域,將會導致最值的錯誤.
案例2:求函數(shù)y=x2-2x-3在[-2,5]上的最值.
解:y= x2-2x-3=( x2-2x+1)-4=(x-1)2-4
當x=1時,ymin=-4
初看結論,本題似乎沒有最大值,只有最小值.產(chǎn)生這種錯誤的根源在于學生是按照求二次函數(shù)最值的思路,而沒有注意到已知條件發(fā)生變化.這是思維呆板性的一種表現(xiàn),也說明學生思維缺乏靈活性.
其實以上結論只是對二次函數(shù)y= ax2+bx+c(a>0)在R上適用,而在指定的定義域區(qū)間[p,q]上,它的最值應分如下情況:
⑴ 當 時,y=f(x)在[p,q]上單調(diào)遞增函數(shù)f(x)min=f(p),f(x)max=f(q);
⑵ 當 時,y=f(x)在[p,q]上單調(diào)遞減函數(shù)f(x)max=f(p),f(x)min=f(q);
⑶ 當 時,y=f(x)在[p,q]上最值情況是:f(x)min= ,
f(x)max=max{f(p),f(q)}.即最大值是f(p),f(q)中最大的一個值.
故本題還要繼續(xù)做下去:-2≤1≤5 f(-2)=(-2)2-2×(-2)-3=-3
f(5)=52-2×5-3=12
f(x)max=max{f(-2),f(5)}=f(5)=12
函數(shù)y=x2-2x-3在[-2,5]上的最小值是-4,最大值是12.
這個例子說明,在函數(shù)定義域受到限制時,若能注意定義域的取值范圍對函數(shù)最值的影響,并在解題過程中加以注意,便體現(xiàn)出學生思維的靈活性.
3.函數(shù)值域與定義域
函數(shù)的值域是該函數(shù)全體函數(shù)值的集合,當定義域和對應法則確定,函數(shù)值也隨之而定.因此在求函數(shù)值域時,應注意函數(shù)定義域.
案例3:求函數(shù) 的值域.
錯解:令t= ,則2x=t2+3
y=2(t2+3)-5+t=2t2+t+1=
故所求的函數(shù)值域是 .
剖析:經(jīng)換元后,應有t≥0,而函數(shù)y=2t2+t+1在[0,+∞)上是增函數(shù),
所以當t=0時,ymin=1.
故所求的函數(shù)值域是[1, +∞).
以上例子說明,變量的允許值范圍是何等的重要,若能發(fā)現(xiàn)變量隱含的取值范圍,精細地檢查解題思維的過程,就可以避免以上錯誤結果的產(chǎn)生.也就是說,學生若能在解好題目后,檢驗已經(jīng)得到的結果,善于找出和改正自己的錯誤,善于精細地檢查思維過程,便體現(xiàn)出良好的思維批判性。
4.函數(shù)奇偶性與定義域
判斷函數(shù)的奇偶性,應先考慮該函數(shù)的定義域區(qū)間是否關于坐標原點成中心對稱,如果定義域區(qū)間是關于坐標原點不成中心對稱,則函數(shù)就無奇偶性可談.否則要用奇偶性定義加以判斷.
案例4:判斷函數(shù)y=x3,x∈[-1,3]的奇偶性.
解:2 ∈[-1,3]而-2 [-1,3]
定義域區(qū)間[-1,3]關于坐標原點不對稱
函數(shù)y=x3,x∈[-1,3]是非奇非偶函數(shù).
若學生像以上這樣的過程解完這道題目,就很好地體現(xiàn)出學生解題思維的敏捷性.
如果學生不注意函數(shù)定義域,那么判斷函數(shù)的奇偶性得出如下錯誤結論: f(-x)=(-x)3=-x3=-f(x)函數(shù)y=x3, x∈[-1,3]是奇函數(shù).
錯誤剖析:因為以上做法是沒有判斷該函數(shù)的定義域區(qū)間是否關于原點成中心對稱的前提下直接加以判斷所造成,這是學生極易忽視的步驟,也是造成結論錯誤的原因.
5.結束語
綜上所述,在求解函數(shù)解析式、最值(值域)、單調(diào)性、奇偶性等問題中,若能精細地檢查思維過程,思辨函數(shù)定義域有無改變(指對定義域為R來說),對解題結果有無影響,就能提高學生質疑辨析能力,有利于培養(yǎng)學生的思維品質,從而不斷提高學生思維能力,進而有利于培養(yǎng)學生思維的創(chuàng)造性.
學生進入高中,學習集合這一基本工具后,就開始了高中函數(shù)的學習。用集合的觀點定義了函數(shù),進而開始了對函數(shù)的研究。然而,不管是求函數(shù)解析式、值域,還是研究其性質,都離不開對定義域的研究。
一、函數(shù)關系式與定義域
函數(shù)關系式包括定義域和對應法則,所以在求函數(shù)的關系式時必須要考慮所求函數(shù)關系式的定義域,否則所求函數(shù)關系式可能是錯誤。如:
例1:用籬笆圍一個矩形菜園,現(xiàn)有籬笆總長度為100m,求矩形菜園的面積S與矩形長x的函數(shù)關系式?
解:設矩形的長為x米,則寬為(50-x)米,由題意得:S=(50-x)
故函數(shù)關系式為:S=x(50-x) .
如果解題到此為止,則本題的函數(shù)關系式還欠完整,缺少自變量x的范圍。也就說學生的解題思路不夠嚴密。因為當自變量x取負數(shù)或不小于50的數(shù)時,S的值是負數(shù),即矩形的面積為負數(shù),這與實際問題相矛盾,所以還應補上自變量x的范圍: 0
即:函數(shù)關系式為:S=x(50-x) (0
這個例子說明,在用函數(shù)方法解決實際問題時,必須要注意到函數(shù)定義域的取值范圍對實際問題的影響。這體現(xiàn)了思維的嚴密性,培養(yǎng)學生此項品質是十分必要的。
另外如:y=x和 雖然對應關系相同,但定義域不同,也是不同的函數(shù)。
二、函數(shù)值域與定義域
函數(shù)的值域是該函數(shù)全體函數(shù)值的集合,當定義域和對應法則確定,函數(shù)值也隨之而定。因此在求函數(shù)值域時,應注意函數(shù)定義域。如:
例2:求函數(shù) 的值域.
錯解:令
故所求的函數(shù)值域是 .
剖析:經(jīng)換元后,應有t≥0,而函數(shù) 在[0,+∞)上是增函數(shù),
所以當t=0時,ymin=1.
故所求的函數(shù)值域是[1, +∞).
以上例子說明,變量的允許值范圍的重要性,若能發(fā)現(xiàn)變量隱含的取值范圍,精細地檢查解題思維的過程,就可以避免以上錯誤結果的產(chǎn)生。
求函數(shù)值域,往往也會想到函數(shù)最值的求解。這里以二次函數(shù)
為例舉例說明。
例3:求函數(shù) 在[1,4]上的最值.
解:
當 時,
初看本題似乎沒有最大值,只有最小值。產(chǎn)生這種錯誤的根源在于學生是按照求二次函數(shù)最值的思路,而沒有注意到此題定義域不是R,而是[1,4]。這是思維呆板性的一種表現(xiàn),也說明學生思維缺乏靈活性。學生只知道利用對稱軸求二次函數(shù)最值。然而,那往往是定義域是R的時候,當條件改變時,需要考慮完善。本題還要繼續(xù)做下去:
f(4)=42-4x4-5=-5
函數(shù) 在[1,4]上的最小值是-9,最大值是―5.
這個例子說明,在函數(shù)定義域受到限制時,應注意定義域的取值范圍對函數(shù)最值的影響,并在解題過程中加以注意,這說明思維的靈活性很重要。
三、函數(shù)單調(diào)性與定義域
函數(shù)單調(diào)性是指函數(shù)在給定的定義域區(qū)間上函數(shù)自變量增加時,函數(shù)值隨著增減的情況,所以討論函數(shù)單調(diào)性必須在給定的定義域區(qū)間上進行。如:
例4:求出函數(shù)f(x)=1n(4+3x-x2)的單調(diào)區(qū)間.
解:先求定義域:
函數(shù)定義域為(-1,4).
令 ,知在 上時,u為減函數(shù),
在 上時, u為增函數(shù)。
又
即函數(shù) 的單調(diào)遞增區(qū)間 ,單調(diào)遞減區(qū)間是 。
如果在做題時,沒有在定義域的兩個區(qū)間上分別考慮函數(shù)的單調(diào)性,就說明學生對函數(shù)單調(diào)性的概念一知半解,在做練習或作業(yè)時,只是對題型,套公式,而不去領會解題方法的實質,也說明學生的思維缺乏深刻性。此題正解應該是函數(shù) 的單調(diào)遞增區(qū)間 ,單調(diào)遞減區(qū)間是 。
四、函數(shù)奇偶性與定義域
判斷函數(shù)的奇偶性,應先考慮該函數(shù)的定義域區(qū)間是否關于坐標原點成中心對稱,如果定義域區(qū)間關于坐標原點不成中心對稱,則函數(shù)就無奇偶性可談。否則要用奇偶性定義加以判斷。如:
例5:判斷函數(shù) 的奇偶性.
解: 定義域區(qū)間 不關于坐標原點對稱
函數(shù) 是非奇非偶函數(shù).
若學生像以上這樣的過程解完這道題目,就很好地體現(xiàn)出學生解題思維的敏捷性
如果學生不注意函數(shù)定義域,那么判斷函數(shù)的奇偶性可能得出如下錯誤結論:
函數(shù) 是奇函數(shù).
綜上所述,在求解函數(shù)關系式、最值(值域)、單調(diào)性、奇偶性等問題中,若能精細地檢查思維過程,思辨函數(shù)定義域有無改變(指對定義域為R來說),對解題結果有無影響,就能提高學生辨析理解能力,有利于培養(yǎng)學生的數(shù)學思維品質,激發(fā)學生的創(chuàng)造力。
在數(shù)學教學中往往會出現(xiàn)求解函數(shù)的關系式,遇到這樣問題時如果忽視了所求函數(shù)關系式的定義域,將會使求解函數(shù)出現(xiàn)錯誤的結論。
例1:用長14.8m的鋼條來制作一個長方體容器的框架,若所制容器底面一邊長為x,且比另一底邊小0.5m,求容積V關于邊長x的函數(shù)關系式。
解:設容器高為h,則4(x+0.5+x+h)=14.8,所以h=3.2-2x
V=x(0.5+x)(3.2-2x)=-2x■+2.2x■+1.6x
本題解答到這里并沒有結束,從題目中我們不難發(fā)現(xiàn)函數(shù)關系式還缺少自變量x的取值范圍。此時如果引導學生注意解題思路的嚴密性,強調(diào)函數(shù)三要素,學生將會有所發(fā)現(xiàn):
因為邊長x和x+0.5以及高h均大于0,所以由:
x>0x+0.5>03.2-2x>0得:0
學生思維一旦缺乏嚴密性,就很容易忽視函數(shù)自變量定義域,所以在用函數(shù)方法解決實際問題時,務必注意函數(shù)自變量的取值范圍對實際問題的影響,對學生加強必要引導和訓練。
二、利用函數(shù)最值與定義域,培養(yǎng)思維靈活性
數(shù)學函數(shù)求最值的問題充分體現(xiàn)函數(shù)定義域的重要性。如果忽視定義域,將會導致最值的錯誤。
例2:已知函數(shù)f(x)=■,x≥1
(1)當a=■時,求f(x)的最小值。
(2)若對任意x≥1,f(x)>0恒成立,求實數(shù)a的取值范圍。
分析:此題第(1)問,學生會產(chǎn)生三種思路:①利用單調(diào)性的定義證明f(x)的單調(diào)性再求最值;②利用導數(shù)判斷函數(shù)的單調(diào)性再求最值;③利用均值不等式求最值。而前兩種方法都較為繁瑣,所以學生很容易偏向第三種解法。
錯解:(1)a=■時,f(x)=■=x+■+2≥2■+2=2+■,當且僅當x=■時,即x=±■時,f(x)■=2+■
剖析:盡管學生想到了均值不等式這樣簡潔的方法,但是忽視了均值不等式的應用條件和函數(shù)的定義域。因為±■ 1,+∞,所以“=”取不到,故此解法錯誤。
(2)在(1)的教訓下,學生在解答這一小題時開始注意到“x≥1”這個條件,于是作如下解答:
由f(x)>0恒成立且x≥1可得x■+2x+a>0恒成立,由二次函數(shù)的知識可知,只需要令
或者作如下解:
若x■+2x+a>0恒成立,則a>-x■-2x恒成立,則只需要令a大于-x■-2x的最大值即可。又-x■-2x=-(x+1)■-1≤-1,所以a>-1。
但是這兩個答案都是錯的,都是沒能把定義域考慮完全,盡管在開始的變形與轉化中已經(jīng)注意到這個問題,但是隨著解題的深入,在思維定勢的影響下,定義域又忘了。
正解:思路一,x≥1,若f(x)=■>0恒成立,則只需要x■+2x+a>0恒成立,二次函數(shù)g(x)=x■+2x+a在[1,+∞)上遞增,若在x≥1時,g(x)恒大于0,則只需要g(1)>0。3+a>0,即a>-3。
思路二,由x■+2x+a>0恒成立可得a>-x■-2x恒成立,設g(x)=-x■-2x,其中,x≥1,則只需要a>g(x)■=g(1)=-3,所以a>-3。
由此我們可以發(fā)現(xiàn),學生在解題過程中的思維嚴密性和靈活性不是短期內(nèi)就能養(yǎng)成的,這時,教師應當提醒學生注意自變量的取值范圍,這樣就可以打破學生的思維定勢,提高其靈活性。
三、利用函數(shù)值域與定義域的關系,培養(yǎng)思維批判性
在數(shù)學函數(shù)中當定義域和對應法則確定下來,函數(shù)的值也將會隨之而確定。因此,我們在解答函數(shù)值域的問題時,要高度重視函數(shù)定義域的問題。
例3:已知函數(shù)f(x)=sinxcosx-sinx-cosx,求f(x)的值域。
錯解:設sinx+cosx=t,則sinxcosx=■,所以,f(x)=g(t)=■t■-t-■=(t-1)■-1≥-1,故f(x)的值域為[1,+∞)。
剖析:換元后sinx+cosx=t=■sin(x+■)-■≤t≤■
g(t)■=g(-■)=■+■,g(t)■=g(1)=-1
f(x)的值域是[-1,■+■]。
自變量的取值范圍對函數(shù)值域非常重要,因此,教師要能夠嚴格要求學生對做完的習題進行檢驗,發(fā)現(xiàn)和修訂錯誤,從而培養(yǎng)學生良好的學習習慣,提高學生思維的批判性和嚴謹性。
四、利用函數(shù)單調(diào)性與定義域,培養(yǎng)思維深刻性
在解答函數(shù)習題時,千萬不能忽略函數(shù)的單調(diào)性,應強調(diào)在給定的定義域區(qū)間上函數(shù)自變量增加時,函數(shù)值隨之增減的情況,討論函數(shù)單調(diào)性在給定的定義域區(qū)間上的變化情況。
例4:指出函數(shù)f(x)=■的單調(diào)區(qū)間。
解:先求定義域:log■(x■2x)≠0,x■2x≠1
又x■2x>0,所以函數(shù)定義域為:
(-∞,1-■)∪(1-■,0)∪(2,1+■)∪(1+■,+∞)
設u= x■-2x,則u在(-∞,1-■)和(1-■,0)上遞減,在(2,1+■)和(1+■,+∞)上遞增。根據(jù)復合函數(shù)單調(diào)性的判斷方法,可知f(x)的單調(diào)減區(qū)間是(-∞,1-■)和(1-■,0);單調(diào)增區(qū)間是(2,1+■)和(1+■,+∞)。
(一)在看圖讀題中“說數(shù)學”
低年級數(shù)學課本有大量形式多樣、富有趣味性的主題圖呈現(xiàn)數(shù)學信息。培養(yǎng)學生學會從數(shù)學的角度觀察畫面,從中選擇有用的數(shù)學信息提出問題,解決問題??梢杂行岣邔W生的數(shù)學語言能力。比如,學習人教版一上《比多少》時,可以這樣指導學生讀圖和看圖方法。
片段描述:
【課件呈現(xiàn)主題圖】
問題1:我們來比一比,小兔的只數(shù)和它們手中搬的磚頭的塊數(shù),誰多誰少?
生:兔子有4只,磚頭也有4塊,它們同樣多。(根據(jù)學生回答貼出兔子圖和磚塊圖)
師:兔子有4只,磚頭也有4塊,1只兔子對應1塊磚頭,一一對應起來,最后誰也沒多出來,誰也沒少。我們就說它們“同樣多”。這種1個和1個對應起來比較的方法,我們稱它為“一一對應”的方法。
問題2:你還能從圖中找出同樣多的東西嗎?
生1:凳子有4張,磚頭也有4塊,它們同樣多。
生2:兔子有4只,凳子也有4張,它們同樣多。
生3:木頭有4根,凳子也有4張,它們同樣多。
……
根據(jù)學生的回答,課件出示相應的東西,并一一對應起來。
問題3:比一比小豬的只數(shù)和木頭的根數(shù),它們也同樣多嗎?為什么?
生1:小豬有3只,木頭有4根,木頭的根數(shù)比小豬的只數(shù)多。(根據(jù)學生回答貼出小豬圖和木頭圖。)
生2:3只小豬扛著3根木頭,地上還多出1根,木頭比小豬多。(用虛線一一對應起來。)
師:1只小豬和1根木頭一一對應起來,木頭多出1根,小豬少了1只,我們就說,木頭比小豬多,小豬比木頭少。
由上述示范,大部分學生也能準確、完整地用數(shù)學語言表達圖中的各種信息。
在孩子們的眼里,主題圖中的畫面更多的是故事情節(jié)而不是數(shù)學信息,需要教師通過提問的方式指導學生讀圖、掌握看圖方法,從而恰當?shù)亍罢f數(shù)學”。如問題1是引導學生通過觀察兔子的只數(shù)和磚頭的塊數(shù),進而發(fā)現(xiàn),采用一一對應方法,直接得到數(shù)量是同樣多的,經(jīng)歷了“一樣多”的生活語言到“同樣多”的數(shù)學語言的轉化。長期堅持引導學生在看圖讀題中“說數(shù)學”,就能提高學生的讀圖、讀題能力,發(fā)展學生的思維。
(二)在變式訓練中“說數(shù)學”
數(shù)學思維的深刻性來自對事物本質屬性的理解,如何培養(yǎng)這種思維品質?變式訓練無疑是一種好策略。如學習人教版一下“求一個數(shù)比另一個數(shù)多(少)幾”時,可以引導學生進行一次“答案不變,換個說法”的比賽。
片段描述:
【黃氣球9個,紅氣球27個,共有多少個氣球?】
師:你能給題目換個說法,又能使題目答案不變?
根據(jù)學生的回答,有以下幾種變換形式:
①紅氣球27個,黃氣球比紅氣球少18個,共有多少個氣球?
②黃氣球9個,比紅氣球少18個,共有多少個氣球?
……
課堂中讓學生參與這樣的變式訓練,以豐富的語言變換形式表達特定數(shù)學信息,從而培養(yǎng)學生的分析、綜合、判斷、推理等思維能力,以“說數(shù)學”的行為發(fā)散思維。再如復習人教版二上“表內(nèi)乘法”這一單元時,例如2×9=( ),3×8=( ),教師可以放手讓學生通過變式設計成( )×( )=( )×( )=18,( )×( )=( )×( )=24,通過這樣的設計,讓學生的數(shù)學思維得到擴展,更能讓學生對《表內(nèi)乘法》更加深入理解,切記表格更深入。
變式訓練能幫助學生認識事物的本質特征,理解基本概念和原理,促進學生思維的發(fā)展和智能的提高。
二、基于學習方法的數(shù)學語言表達
(一)在動手操作中“說數(shù)學”
低年級的學生以形象思維為主,操作活動為形象思維提供直觀的載體,用數(shù)學語言描述操作過程,把動手操作、動腦理解、動口表達結合起來,可以把感知轉化為智力活動,達到深度理解知識的效果。
如在學習人教版二下“有余黨法”這一課時,可設計如下操作活動。
片段描述:
1.【呈現(xiàn)要求:3根小棒擺一個三角形,6根可以擺幾個?】學生動手操作后進行反饋。呈現(xiàn)學生作品:;引導學生借助圖示說算式含義,回顧表內(nèi)除法含義。
2.【跟進要求:同理,7根小棒呢?】學生猜測并再次動手操作驗證,展示反饋:;指名學生借助圖示說算式含義,教師引導學生重點交流“1根”小棒產(chǎn)生的原因及含義,再以對比的方式,借助具體情境理解“余數(shù)”含義。
教師引導學生通過操作、對比理解余數(shù)及其含義,因為余數(shù)是平均分完后剩下的那部分,直觀操作、借圖說理和對比有利于學生建構對余數(shù)含義的理解。
(二)在算理表達中“說數(shù)學”
理解算理是正確計算的重要保證。低段學生機械模仿能力較強,但不善于思考問題。計算教學時通過“說”的訓練和“說”指導,重視說想的過程,能加深對算理的深刻理解,鞏固算法,提高計算能力,培養(yǎng)學生表達能力,發(fā)展思維。
如學習人教版二上“兩位數(shù)進位加法”,動手操作建立了35+37=72的表象后,強化說算理的過程。
片段描述:
1.【根據(jù)情境列出算式35+37】
提問:35+37等于多少?請你用手中的小棒或小正方體擺一擺,也可以用計數(shù)器撥一撥,算一算。
匯報交流:①把個位上的小棒捆成1捆。②把個位上滿10的珠向十位進1。
追問:為什么兩種不同的學具操作時都要把個位上的一個10給十位?
學生一邊操作,一邊解釋“進1”的原因。
在低年級數(shù)學課堂上只有手腦并用,引導學生邊動手操作、動眼觀察、動腦思考、邊口述操作過程,借助語言,把思維過程明確、清晰地表達出來。把想與說,看與說,做與說有機地結合起來,在充分感知的基礎上,并通過語言將操作過程“內(nèi)化”為思維。
2.【學生嘗試列豎式計算】
生:個位上5加7得12,個位寫2。然后在十位上記下1,十位上3加3得6,再加上記下的1是7。
師:你為什么要記下這個1呢?
生:進位呀!
師:什么時候進位?怎么進位?
生:滿十就要進位,從個位向十位進位!
根據(jù)學生的回答,完整地出示計算過程。
個位:5+7=12,它里面有1個十和2個一。
在個位上寫2,向十位進1。
十位:3+3+1=7表示7個十。
著名數(shù)學家華羅庚指出:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,地球之變,生物之迷,日用之繁”無一能離開數(shù)學。對數(shù)學地位如此精辟的概述,可見數(shù)學傳遞給世界的,除了邏輯推理知識以外,也有其獨特的藝術魅力。農(nóng)村小學生參與到家務工作中去的時間較多,在基礎理論方面的把握和理解上相對薄弱,因此,需要從數(shù)學符號本身傳達的實質含義、生活化含義入手,培養(yǎng)學生對數(shù)學符號的閱讀興趣,使學生在閱讀數(shù)學符號的同時能夠感受到數(shù)學邏輯思維帶給他們的愉悅的情感體驗。
一、從數(shù)學符號開始閱讀
“×÷■±≠=≮≯∑”是運算符號;“∠⌒≌°|a|∽”是幾何符號;“∪∩∈Φ?埭”是集合符號;“@ # ¥”是特殊符號;“ ”是推理符號。數(shù)學符號作為一種語言象征獨立于其他類別的語言符號而存在,它們的出現(xiàn)比數(shù)字出現(xiàn)要晚得多,人類創(chuàng)造了數(shù)字并付諸實踐,發(fā)現(xiàn)單純的數(shù)字呈現(xiàn)并不能完整意義地說明數(shù)量之間的邏輯關系。因此,在早期貨物交換過程中,為了表達數(shù)量之間的邏輯關系,人們不得不再進行口語化解釋。后來口語現(xiàn)場解釋解決不了異地、非面對面的交易問題,因此,數(shù)學符號隨著書面文字的發(fā)展就應運而生了。如,“+”來源于十六世紀意大利科學家塔塔里亞的數(shù)理運算,它用意大利文“plu”的首個字母來表示“加”。隨著時代的遷移最終演變?yōu)椤?”的形態(tài)并沿用至今。
農(nóng)村小學生基礎數(shù)理知識的學習,要從符號抓起。而讓他們愛上數(shù)學要從愛上閱讀數(shù)學符號開始,而愛上數(shù)學符號又要從解讀數(shù)學符號的真實含義開始。
二、融入生活中的數(shù)學閱讀
數(shù)學教師用自己的符號語言在黑板上做了如下表述:2x+3y+z=13,不出現(xiàn)一個漢字。學生問老師:“這些符號是什么意思呢?”學生A回答說:這是個和蘋果有關的故事,甲小孩拿了2個蘋果,乙小孩拿了3個蘋果,丙小孩拿了1個蘋果,一共拿走了13個蘋果。學生B回答說:這是一個三元一次方程式,已知數(shù)是“2、3、1和13”,x、y、z是這個不定式方程的求解未知數(shù)。學生C回答說:將x乘以2,將y乘以3,將z乘以1,三者相加的結果是13,問x、y、z各是多少?
老師笑了笑說:這些符號語言,就是我們用來進行數(shù)學學習的工具――數(shù)學符號。里面的2、3、1、+、=都是符號化的數(shù)學語言。但是三個學生的理解是有偏差的,A同學看到的是語言情境,B同學看到的是語言形式,只有C同學看到的才是符號本來的含義。從句式結構上講,同學B口中的三元一次方程式既不能是陳述句,又不會是感嘆句,而應該是疑問句。方程式在沒有正式解答之前都是疑問句。
數(shù)學符號的實質含義都是一種沒有答案的邏輯推理,將文字語言和數(shù)學符號相互轉換能夠最大限度地激發(fā)學生對符號的學習積極性,從而提高學生對數(shù)學題目的生活化閱讀能力。
三、感受數(shù)學符號化語言帶來的閱讀體驗
數(shù)學符號就像是積木,每一個小小游樂園里的建筑物都是由不同形狀、不同顏色的積木塊搭建而成,而這些積木構造中又蘊含了建筑知識的所有信息,需要搭建者去認知、領悟、理解和應用。學生除了要知道積木的“形狀、顏色、構造”等本質特征以外,還需要進步掌握A積木與B積木或者C積木之間的建構關系,在積木搭建過程中應用好這些積木之間的邏輯關系,從而搭建出理想中城堡的樣子。
符號串聯(lián)融入習題的教學方法給學生帶來了一種不一樣的思維模式,傳統(tǒng)課堂上學生只知道數(shù)學符號是解題的線索和答題的工具,并不完全了解數(shù)學符號在數(shù)學發(fā)展史中舉足輕重的地位。而符號融入高中數(shù)學教學中,最大限度地將數(shù)學符號的原始面貌呈現(xiàn)在學生面前,讓學生“腦洞大開”,思維上受到不一樣的洗禮,長遠來看,是非常具有數(shù)學意義的。
概念口語訓練的主要內(nèi)容有數(shù)和形的含義、數(shù)的組成的讀法和寫法。訓練重點應放在概念含義的形成過程和應用過程的表述上。教師可以在學生有一定感知基礎上,由扶到放,達到理解概念的含義。例如第一冊加法意義的教學。教師創(chuàng)設情境,借助生活讓學生懂得如何說,如2+1,可以設計成2只兔子在一塊圓形的草地上吃蘿卜,教師用圓圈將草地圈上,再出現(xiàn)1只兔子跑進來也要吃蘿卜,外面再來一個大圈。這時,教師問學生共有多少只兔子要吃蘿卜(讓學生體會共有多少個就是把它們合并起來)。這樣的引導,一年級的學生就能很快復述把2只兔子和1只兔子合并在一起,求一共是多少只,用加法計算?!?”號表示合并的意思。低年級的學生抽象形象比較差,生活情境可以讓他們明白加法概念的含義,雖然教師沒有明白說這是概念的含義,但學生可以根據(jù)情境來復述加法計算的過程,如果學生在復述時表達不清,教師只要適當點撥就行。
數(shù)的含義和運算意義的應用過程,要訓練學生看到一個數(shù)或一個運算式子,能夠在頭腦里把抽象概括出來的一般概念與理論,與具體事物聯(lián)系起來,這是認識過程的第二次飛躍。如看到一個小數(shù)或算式,就能講出它的含義。
二、計算訓練重在算理
計算口語訓練的主要內(nèi)容有口算的思維過程和筆算的算理算法。每個學生在口算時都有自己的一個策略,但這個策略有一定的算理在里面,離開了算理,學生口算就會出現(xiàn)錯誤,教師要重視算理的傳授,鼓勵學生將怎樣算的過程講出來。如7+5=( ),這是一年級學生最常要算的口算題,它的算理是湊十法,如何讓學生快速湊十,教師要引導學生口述計算過程:7和幾湊成10(7和3湊成10),把5分成3和2,7加3得10, 10再加2得12,所以7加5等于12。訓練時應注意:1.先理后法,即先理解算理,后概括口算方法。2.先詳后略,即先講詳盡的思維過程,再簡要說明過程。如上面湊十法的口算過程,當學生說得較熟練時,可以讓學生簡單說:7+3=10,10+2=12。最后直接說出得數(shù)。3.先要求口算達到正確,再要求口算達到迅速。
三、應用題訓練重在思路
應用題口語訓練的內(nèi)容有“四講”。
1.講題意。先是讀題訓練?!白x”是思維的第一步,是獲取信息的階段。要求學生讀得正確、清楚,不漏字、不加字、不讀破句子。再是講題意訓練,訓練學生用自己的話來復述題意。
2.講分析數(shù)量關系的過程。這是口語訓練的重點。數(shù)量關系是應用題的難點,只有讓學生明白已知條件和問題之間的關系,學生解答時才能變得簡單,再難的應用題也是由簡單的組合而成的。應用題的算理訓練的重點放在兩個轉化上,一個是把應用題中的日常語言轉化為數(shù)學語言;二是把數(shù)學語言轉化為數(shù)學式子。如分析“王老師買了32支鉛筆,要平均獎給8個同學,每個同學可以得到幾支”。學生剛接觸這類題目時,教師在引導時要啟發(fā)學生:把32平均分成8份,每份是幾,就是每個同學得到的支數(shù)。根據(jù)“要分的總數(shù)作被除數(shù),平均分的份數(shù)作除數(shù)”,列式成32÷8。復合應用題分析數(shù)量關系的重點放在講思路上。常用的解題思路有綜合法、分析法和分析綜合法三種。綜合法是從條件想起,常用的思路提示語是“知道了……和……可以求出……”;分析法是從問題想起,常用的思路提示語是“要求……,必須知道……和……”;分析綜合法常用的思路提示語是“最后問題的數(shù)量關系式是什么”、“這個關系式中哪個數(shù)量是已知的,哪個是未知的”、“根據(jù)已知條件什么和什么,可以求出未知數(shù)量什么”。
數(shù)學學習的過程,是兒童認知結構不斷自我構建、重組、修改、完善的過程。我們的數(shù)學教學,不僅要讓學生獲得數(shù)學知識,形成數(shù)學技能,更為重要的是提升學生的數(shù)學素養(yǎng)。筆者認為,數(shù)學教學根本價值追求在于:通過數(shù)學學習,發(fā)展學生思維力,激活學生想象力,提升學生學習力。教學中,教師要潛泳到兒童數(shù)學“核心素養(yǎng)”的天然地帶,幫助兒童積淀基本數(shù)學活動經(jīng)驗,形成數(shù)學思想方法,提升數(shù)學文化、精神與品格。
一、培養(yǎng)兒童數(shù)意識,促進數(shù)學思維走向遠方
“數(shù)意識”即“數(shù)感”,是兒童數(shù)學核心素養(yǎng)的重要方面。數(shù)意識不僅是兒童對數(shù)的感知覺,更是兒童對數(shù)與數(shù)、數(shù)與式、式與式等之間關聯(lián)的意識和靈動運用數(shù)學知識解決問題的能力。在數(shù)學教學中,教師不僅要讓兒童“眼中有數(shù)”,更要讓兒童“心中有數(shù)”。例如教學《“0”的認識》(蘇教版小數(shù)教材第1冊),筆者在引導兒童認識“0”時,讓孩子們找生活中的“0”,從而巧妙地滲透數(shù)學中“0”的不同含義。課堂交流中,有孩子在牛奶瓶上找到了“0”,這里的“0”表示牛奶喝完了。筆者由此相機揭示“0”的第一層含義――“0”表示沒有;有孩子在直尺上找到了“0”,筆者則順勢揭示“0”的第二層含義――“0”表示起點:有孩子在溫度計上找到“0”,筆者由此揭示“0”的第三層含義――“0”表示分界,等等。通過生活與數(shù)學之間的意義關聯(lián),豐富學生數(shù)的理解,從而在兒童心中建立起“0”的心理鏡像。
兒童數(shù)意識的培養(yǎng),是我們數(shù)學教學活動的重要組成部分。這里,筆者通過正遷移的方式,從兒童的自我發(fā)現(xiàn)中及時歸納、總結,讓“0”這個普通的數(shù)字的三層含義――沒有、起點、分界,極其感性地呈現(xiàn)于他們面前,是他們驚嘆于數(shù)字的豐富內(nèi)涵。我們帶領兒童數(shù)學學習的終極目標,就是促進他們在數(shù)學上得到屬于自己的最大可能的不同發(fā)展。我們?nèi)绻軌蛟凇氨5住钡那疤嵯屡Υ龠M兒童擁有良好的數(shù)意識,那么,他們的數(shù)學思維才能走向遠方。
二、發(fā)展兒童思維力,真正提升兒童數(shù)學理解
數(shù)學理解是以概念、判斷和推理為基礎的理性理解。教學中,由于每一個兒童的知識經(jīng)驗、生活經(jīng)驗不同以及認知特質和認知狀態(tài)差異使得每一個兒童的思維方式各不相同,有學生擅長操作思維、有學生擅長圖形思維、有學生擅長符號思維等。教學中教師要依托兒童的思維特質,提升兒童數(shù)學理解。例如:教學《認識長方形和正方形》(蘇教版小數(shù)教材第5冊),不同學生運用不同方式探究長方形和正方形的特征,有孩子用“測量法”測量邊的長度、角的度數(shù):有孩子用“對折法”探究對邊特征、對角特征;有孩子用“拼搭法”做長方形和正方形,從“做”中探究特征;有孩子用“畫平行線和垂線”的方法尋找長方形和正方形特征……
在數(shù)學探究中,學生充分運用自己的前經(jīng)驗、前理解、前認知嘗試解決新問題,在這樣的靈動思維中,舊知得到充分的回顧和靈活運用,新知有了去陌生化的奠基,從而,新舊認知得到最合理的橋接。像這里,學生在實踐、交流、討論、思維碰撞中,真切認識到長方形、正方形的基本特征,如四個直角、對邊相等、四邊相等……在此基礎上,教師再通過對長方形的旋轉、放大、縮小等變化,讓學生依據(jù)特征形成長方形的理性判斷,可以再度深化學生對數(shù)學知識的本質理解。
三、開發(fā)兒童想象力,更好地建構起數(shù)學知識
數(shù)學想象是數(shù)學創(chuàng)造的基石。愛因斯坦說:“想象力比知識更重要,因為知識是有限的,而想象力卻概括著世界上的一切,并且推動著科學進步?!痹跀?shù)學教學中,教師要有意識地創(chuàng)設生長兒童想象力的情境、空間,激活兒童的數(shù)學想象,讓兒童依托想象更好地建構數(shù)學知識。例如:教學《長方體和正方體的認識》(蘇教版小數(shù)教材第9冊),筆者在學生初步掌握了長方體和正方體的名稱、特征以及關系后,便嘗試引導學生展開動態(tài)想象:教師先擦去一條棱,讓學生想象長方體:再擦去一條棱,再想象完整的長方體……這樣,隨著棱的條數(shù)越來越少,實際呈現(xiàn)的長方體完全敞開,在這不再封閉的圖形變化中,孩子們發(fā)現(xiàn):只要具備相交于同一個頂點的三條棱,就能通過動態(tài)想象還原、重建出長方體的框架。教師由此自然揭示長方體的長、寬、高。這樣的動態(tài)想象,一方面鞏固了長方體特征知識:另一方面幫助學生建立了三S思考、想象的空間,豐厚了學生的想象經(jīng)驗。
數(shù)學語言是數(shù)學化了的自然語言,是表達科學思想的通用語言和數(shù)學思維的最佳載體。它包含符號語言、文字語言和圖表語言,具有簡練、抽象、清楚以及形式多樣的特點。無論是符號語言還是圖表語言,最終讓學生理解其含義都要通過文字語言的表述,所以,這里重點闡述數(shù)學的文字語言。
一、數(shù)學文字語言的特點
1.準確性。
自然語言具有多義性,含糊不清,而數(shù)學語言必須準確、嚴密、清楚,不存在歧義,它是表達數(shù)學概念、判斷、推理、定理的邏輯思維語言,與富有彈性的文學語言相比,數(shù)學語言有一副“鐵板的面孔”。它的每個字、詞都有確切的含義,不容混淆?!耙辉淮畏匠獭迸c“一元二次方程”、“直線和射線”、“鈍角和銳角”等,一字之差,表示完全不同的兩個概念;詞序顛倒,也會表達兩種不同的意思,如“全不為零”與“不全為零”、“方程解”與“解方程”等。數(shù)學語言中,句子的附加成分常常作為條件,如定義“底面是正多邊形的直棱柱”中的定語,定理“平行四邊形中,對角線互相平分”中的狀語,都是不可增刪的條件,這就是數(shù)學特有的性質——數(shù)學語言的準確性。
2.嚴謹性。
數(shù)學還有一副鋼制的骨架——嚴謹?shù)倪壿?。特殊不能代替一般,部分不能代替整體,不能臆斷、不能循環(huán)論證等。這些特點決定數(shù)學概念要表述準確,判斷和推理要嚴密,敘述要合乎邏輯。所以,教學中教師要做到:講概念,抓住實質,準確無誤;做推理,步步有據(jù),完整周詳;得規(guī)律,字斟句酌,無懈可擊。不僅如此,還要對概念的定義進行解剖,對定理、法則中的關鍵詞語下一番咬文嚼字的功夫,并適當輔以反例,以明確概念的內(nèi)涵。如,一位教師在教學分數(shù)的初步認識時,指著一張紙的四分之一處說:這是四分之一。這句話準確嗎?是不是缺少一些修飾語呢?數(shù)字只是一種“表示”符號。注意我這里強調(diào)的是一種“表示”,決不能說它“是”什么。如不能指著你的手說這是“5”,而應說這是5個手指頭,再如有3棵樹,不能指著樹說:這是3,而應說這是3棵樹。所以,剛才提到的分數(shù)初步認識的四分之一正確的說法是:可以用四分之一來表示,或者占這張紙的四分之一,是這張紙的四分之一等。這樣的數(shù)學語言才準確、嚴謹、規(guī)范。再如,分數(shù)的基本性質,分數(shù)的分子和分母同乘或除以一個相同的數(shù)(零除外),分數(shù)的大小不變。這句話里的“同時”、“相同”、“零除外”這些詞概括得非常準確、嚴謹,缺一不可,如果沒有這些詞分數(shù)的基本性質就不成立了。
3.簡潔性。
數(shù)學的邏輯嚴謹、高度抽象必然帶來數(shù)學語言的精練。用數(shù)學語言表達數(shù)學事實,要特別注意詳略得當,簡潔明了,凡重復的或多余的敘述應力求避免,而必須交代的事項則一定要闡述清楚,不可省略。例如加法交換律:兩個數(shù)相加,交換加數(shù)的位置和不變。簡短的一句話包含了三層意思:研究范圍是兩個加數(shù),交換加數(shù)的位置,和不變。應該說不能再少一個字了。再如三角形的定義,由三條線段圍成的圖形。只有10個字,“三條”、“線段”、“圍成”、“圖形”再加上連接詞“由”和“的”,概括得嚴密準確,惜字如金,沒有任何多余成份。
二、如何教學數(shù)學的文字語言
1.找準每節(jié)課的核心數(shù)學語言或關鍵詞。
數(shù)學內(nèi)容是由數(shù)學語言構成的,數(shù)學教學就是數(shù)學語言的教學。教師根據(jù)教學內(nèi)容,在教學時要盡量把每一節(jié)課的數(shù)學知識提煉成一兩句數(shù)學語言或一兩個關鍵詞,緊扣數(shù)學語言或關鍵詞展開教學。這樣,學生不僅能理解數(shù)學知識,更能夠發(fā)展思維,增長智慧。
如,教學長、正方形的周長,關于周長的描述,“圍成物體一周的總長,叫做這個物體的周長”,“圍成圖形一周的總長,就是這個圖形的周長”,這里要凸顯“一周”、“總長”。
又如,教學“面積”時,“物體表面的大小或封閉圖形的大小叫做面積”。這里要突出“表面”和“封閉圖形”,教師在教學時表述要準確、清楚,如黑板面的大小、課桌面的大小、數(shù)學書封面的大小、墻壁面的大小等。
再如,在“分數(shù)的初步認識”一課中,把一個物體平均分成(
)份,其中的一份是這個物體的(
),這句話要讓學生結合具體物體才能夠完整地表述出來,就是說,不要求學生用語言概括出分數(shù)的意義,但要能夠結合具體物體把某一具體分數(shù)的含義表述完整,這樣才能說明學生真正理解了某一分數(shù)表示的含義,否則就是一本糊涂賬。通過這種數(shù)學語言的教學,學生才能真正理解數(shù)學知識的含義,發(fā)展思維,增長智慧。
2.數(shù)學語言的抽象過程要清晰。
數(shù)學語言的抽象就是從眾多的生活事實中舍棄非數(shù)學的,提取出共性的、共同的、數(shù)學特有的東西。提取的時候要分成兩步,首先,相關的生活事實要豐富,其次,進行去粗取精,去偽存真,提煉出數(shù)學本質的東西。如教學長方形、正方形的周長,教師可以先用鏡框的邊線進行引入:“圍成這個鏡框一周木線條的總長,就叫做這個鏡框的周長。”教師一邊說一邊用手比劃,接著問:“什么是黑板的周長?”同樣讓學生一邊用手比劃,一邊用語言描述。再接著讓學生描述什么是講桌的周長、教室里墻壁上畫框的周長、窗戶玻璃的周長等。最后讓學生撇開這些具體的實物,用一句話來概括到底什么叫物體的周長?引導學生總結出:圍成物體一周的總長度,叫做物體的周長。即先結合具體實物用數(shù)學語言進行描述,接著再引導學生撇開具體實物概括出純數(shù)學語言。
3.概括時要突凸顯數(shù)學語言的核心詞。
語文教學中要抓住關鍵詞、關鍵句進行教學,同樣數(shù)學教學中也要抓住關鍵詞、句進行教學。如上述的物體的周長描述中的“圍成”、“一周”、“總長”,就是周長定義的關鍵詞,學生進行總結的時候,教師要引導學生把這些關鍵性的詞語凸顯處理。那么,如何才能凸顯這些關鍵詞呢?
首先,舉反例引出關鍵詞,如孩子在概括周長的時候,如果沒有加上“圍成”這個詞,教師可以在黑板上隨手畫上一片樹葉,并用紅筆描出大半個周長,質疑學生這是這片樹葉的周長嗎?引出“圍成”這個詞,說明“圍成”是要首尾相連和封閉的。
一談及閱讀,人們聯(lián)想的往往是語文閱讀,然而,隨著社會的發(fā)展、科學技術的進步及“社會的數(shù)學化”,僅具語文閱讀能力的社會人已明顯地顯露出其能力的不足,如他們看不懂某些產(chǎn)品使用說明書,看不懂股市走勢圖,等等。此即表明,現(xiàn)代及未來社會要求人們具有的閱讀能力已不再只是語文閱讀能力,而是一種以語文閱讀能力為基礎,包括外語閱讀能力、數(shù)學閱讀能力、科技閱讀能力在內(nèi)的綜合閱讀能力。因此,在只重視語文閱讀能力培養(yǎng)的當今學校教育中,加強學科閱讀教育研究,探索學科閱讀教學的特殊性及教育功能,認識學科閱讀能力培養(yǎng)的重要性,就顯得尤為重要。這里就數(shù)學閱讀的特殊性談談看法。
數(shù)學閱讀的特殊性:
數(shù)學是一種語言,“以前,人們認為數(shù)學只是自然科學的語言和工具,現(xiàn)在數(shù)學已成了所有科學――自然科學、社會科學、管理科學等的工具和語言”。不過,這種語言與日常語言不同,“日常語言是習俗的產(chǎn)物,也是社會和政治運動的產(chǎn)物,而數(shù)學語言則是慎重地、有意地而且經(jīng)常是精心設計的”。因此,美國著名心理學家布龍菲爾德說:“數(shù)學不過是語言所能達到的最高境界”。更有前蘇聯(lián)數(shù)學教育家斯托利亞爾言:“數(shù)學教學也就是數(shù)學語言的教學”。而語言的學習是離不開閱讀的,所以,數(shù)學的學習不能離開閱讀,這便是數(shù)學閱讀之由來。
數(shù)學閱讀過程同一般閱讀過程一樣,是一個完整的心理活動過程,包含語言符號(文字、數(shù)學符號、術語、公式、圖表等)的感知和認讀、新概念的同化和順應、閱讀材料的理解和記憶等各種心理活動因素。同時,它也是一個不斷假設、證明、想象、推理的積極能動的認知過程。但由于數(shù)學語言的符號化、邏輯化及嚴謹性、抽象性等特點,數(shù)學閱讀又有不同于一般閱讀的特殊性,認識這些特殊性,對指導數(shù)學閱讀有重要意義。
首先,由于數(shù)學語言的高度抽象性,數(shù)學閱讀需要較強的邏輯思維能力。在閱讀過程中,讀者必須認讀感知閱讀材料中有關的數(shù)學術語和符號,理解每個術語和符號,并能正確依據(jù)數(shù)學原理分析它們之間的邏輯關系,最后達到對材料的本真理解,形成知識結構,這中間用到的邏輯推理思維特別多。而一般閱讀“理解和感知好像融合為一體,因為這種情況下的閱讀,主要的是運用已有的知識,把它與新的印象聯(lián)系起來,從而掌握閱讀的對象”,較少運用邏輯推理思維。
其次,數(shù)學語言的特點也在于它的精確性,每個數(shù)學概念、符號、術語都有其精確的含義,沒有含糊不清或易產(chǎn)生歧義的詞匯,數(shù)學中的結論錯對分明,不存在似是而非模棱兩可的斷言,當一個學生試圖閱讀、理解一段數(shù)學材料或一個概念、定理或其證明時,他必須了解其中出現(xiàn)的每個數(shù)學術語和每個數(shù)學符號的精確含義,不能忽視或略去任何一個不理解的詞匯。因此,瀏覽、快速閱讀等閱讀方式不太適合數(shù)學閱讀學習。
數(shù)學閱讀過程同一般閱讀過程一樣,是一個完整的心理活動過程,包含語言符號(文字、數(shù)學符號、術語、公式、圖表等)的感知和認讀、新概念的同化和順應、閱讀材料的理解和記憶等各種心理活動因素。同時,它也是一個不斷假設、證明、想象、推理的積極能動的認知過程。但由于數(shù)學語言的符號化、邏輯化及嚴謹性、抽象性等特點,數(shù)學閱讀又有不同于一般閱讀的特殊性,認識這些特殊性,對指導數(shù)學閱讀有重要意義。
首先,由于數(shù)學語言的高度抽象性,數(shù)學閱讀需要較強的邏輯思維能力。在閱讀過程中,讀者必須認讀感知閱讀材料中有關的數(shù)學術語和符號,理解每個術語和符號,并能正確依據(jù)數(shù)學原理分析它們之間的邏輯關系,最后達到對材料的本真理解,形成知識結構,這中間用到的邏輯推理思維特別多。而一般閱讀“理解和感知好像融合為一體,因為這種情況下的閱讀,主要的是運用已有的知識,把它與新的印象聯(lián)系起來,從而掌握閱讀的對象”,較少運用邏輯推理思維。
其次,數(shù)學語言的特點也在于它的精確性,每個數(shù)學概念、符號、術語都有其精確的含義,沒有含糊不清或易產(chǎn)生歧義的詞匯,數(shù)學中的結論錯對分明,不存在似是而非模棱兩可的斷言,當一個學生試圖閱讀、理解一段數(shù)學材料或一個概念、定理或其證明時,他必須了解其中出現(xiàn)的每個數(shù)學術語和每個數(shù)學符號的精確含義,不能忽視或略去任何一個不理解的詞匯。因此,瀏覽、快速閱讀等閱讀方式不太適合數(shù)學閱讀學習。
第三,數(shù)學閱讀要求認真細致。閱讀一本小說或故事書時,可以不注意細節(jié),進行跳閱或瀏覽無趣味的段落,但數(shù)學閱讀由于數(shù)學教科書編寫的邏輯嚴謹性及數(shù)學“言必有據(jù)”的特點,要求對每個句子、每個名詞術語、每個圖表都應細致地閱讀分析,領會其內(nèi)容、含義。對新出現(xiàn)的數(shù)學定義、定理一般不能一遍過,要反復仔細閱讀,并進行認真分析直至弄懂含義。數(shù)學閱讀常出現(xiàn)這種情況,認識一段數(shù)學材料中每一個字、詞或句子,卻不能理解其中的推理和數(shù)學含義,更難體會到其中的數(shù)學思想方法。數(shù)學語言形式表述與數(shù)學內(nèi)容之間的這一矛盾決定了數(shù)學閱讀必須勤思多想。
在閱讀過程中,讀者必須認讀感知閱讀材料中有關的數(shù)學術語和符號,理解每個術語和符號,并能正確依據(jù)數(shù)學原理分析它們之間的邏輯關系,最后達到對材料的本真理解,形成知識結構,這中間用到的邏輯推理思維特別多。而一般閱讀“理解和感知好像融合為一體,因為這種情況下的閱讀,主要的是運用已有的知識,把它與新的印象聯(lián)系起來,從而掌握閱讀的對象”,較少運用邏輯推理思維。
二、數(shù)學語言的特點也在于它的精確性
每個數(shù)學概念、符號、術語都有其精確的含義,沒有含糊不清或易產(chǎn)生歧義的詞匯,數(shù)學中的結論錯對分明,不存在似是而非模棱兩可的斷言,當一個學生試圖閱讀、理解一段數(shù)學材料或一個概念、定理或其證明時,他必須了解其中出現(xiàn)的每個數(shù)學術語和每個數(shù)學符號的精確含義,不能忽視或略去任何一個不理解的詞匯。因此,瀏覽、快速閱讀等閱讀方式不太適合數(shù)學閱讀學習。
三、數(shù)學閱讀要求認真細致
閱讀一本小說或故事書時,可以不注意細節(jié),進行跳閱或瀏覽無趣味的段落,但數(shù)學閱讀由于數(shù)學教科書編寫的邏輯嚴謹性及數(shù)學 “言必有據(jù)”的特點,要求對每個句子、每個名詞術語、每個圖表都應細致地閱讀分析,領會其內(nèi)容、含義。對新出現(xiàn)的數(shù)學定義、定理一般不能一遍過,要反復仔細閱讀,并進行認真分析直至弄懂含義。數(shù)學閱讀常出現(xiàn)這種情況,認識一段數(shù)學材料中每一個字、詞或句子,卻不能理解其中的推理和數(shù)學含義,更難體會到其中的數(shù)學思想方法。數(shù)學語言形式表述與數(shù)學內(nèi)容之間的這一矛盾決定了數(shù)學閱讀必須勤思多想。
四、數(shù)學閱讀過程往往是讀寫結合過程
一方面,數(shù)學閱讀要求記憶重要概念、原理、公式,而書寫可以加快、加強記憶,數(shù)學閱讀時,對重要的內(nèi)容常通過書寫或作筆記來加強記憶;另一方面,教材編寫為了簡約,數(shù)學推理的理由常省略,運算證明過程也常簡略,閱讀時,如果從上一步到下一步跨度較大,常需紙筆演算推理來“架橋鋪路”,以便順利閱讀;還有,數(shù)學閱讀時常要求從課文中概括歸納出一些東西,如解題格式、證明思想、知識結構框圖,或舉一些反例、變式來加深理解,這些往往要求讀者以注腳的形式寫在頁邊上,以便以后復習鞏固。