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在当代的数学教育中,对初中生数学能力的培养重心是逻辑推理能力的发展,认为这种能力是掌握数学这门学科的关键。其实不然,著名数学家高斯认为,发现与创新能力是比逻辑推理能力更为重要的。联系实际也不难得出这样的结论,发现问题是比解决问题要困难得多,因为一旦发现问题了,人们总有智慧找到解决的方法。而类比能力的发展为培养创造力奠定了坚实基础,未来社会是一个高度信息化的社会,这就要求我们学习数学是要同时注重发展这两种能力,才能适应国际数学的发展趋势。本文就对教学中如何提高初中生类比能力提出了一些建议。
一、明确数学类比的含义
数学类比能力即对于两个或是两类有某些相似性的数学对象,可以把其中一个(一类)数学对象的特殊的已知的属性平行迁移到另一个(一类)数学对象上去,且类比可分为简单类比和复杂类比。简单类比具有直接性、明显性,而复杂类比只有经过抽象的分析后才能够发现。
这里介绍一下类比的模式,以便于充分理解类比的含义:若M具有属性a、b、c、d。而N具有属性a、b、c。由类比的定义可推断N也有d属性。类比的大致思路可概括为:由一个问题类比联想到新问题,经过一定的逻辑证明得出结论。
在具体的教学过程中,老师应利用多种方式向学生介绍类比的含义,使学生逐渐有类比的意识,提高类比能力。
二、利用类比功能激发学生兴趣
只有激发学生的兴趣,学生才会形成自主学习的习惯。因此,如何使学生对数学类比过程产生兴趣,是老师在课堂教学时的关注点。
(1) 教学过程中充分联系生活实例
结合生活经验帮助学生充分地认识数学类比,有助于数学公式及定理的识记。曾有报道指出,由于人在躺着时比坐着时大脑血流量大,使大脑更加兴奋,记忆能力就比较好。这就启发学生类比想象别的更有利于记忆的姿势,其中倒立就是一种可能,因为它的血流量更大!这就是生活与教学的有效联系,激发学生对生活的思考及观察,从而形成类比的意识。
(2) 介绍科学发展史
著名的英国生物学家达尔文的妻子是自己的表姐,他们的十多个子女身体都不好,有几个甚至不能生育。有一次,达尔文通过实验发现,异花受精的后代比自花受精的后代优秀,于是他把这个实验结果同自身联系,通过类比得出近亲结婚会影响后代的质量,这也是后来被科学研究所证实了的。在科学的发展道路上,这只是其中一个例子,还有很多伟大的发明是经过科学家细心地类比而得到的。
(3)教学过程中结合数学教学实践
想要激发初中生的类比兴趣,可在教学时结合教材中例子和数学的发展历史。例如一些我们熟悉的式、分式、整式和方程即对应于小学时教材中的数、分数、整数和等式。几何中涉及到的类比更为广泛,在推导四面体的体积公式时,考虑到四面体是用最少数目的平面组合而成的,类比想到三角形是由最少数目的直线构成的,其面积公式为S△=■(底×高),对于四面体有V四面体=■(底面积×高)或V四面体=■(底面积×高)两种猜想。又根据三角形面积的推导过程中是补成了平行四边形,应用于该推导则把四面体补成棱柱,那么V四面体=■V棱柱=■(底面积×高)。
三、挖掘类比素材,创设类比情境
基于数学学科相互联系的特点,在教学过程中可通过知识的学习来挖掘出其中的类比因素,指引学生在已知中发现未知,并分析相互之间的异同性。并建立适当的类比平台,鼓励学生自主地参加到类比的过程中。
例如在学习查立方根表的方法时,在老师的引导下,应由学生自己进行相应的总结和学习,在掌握了平方根表的方法后,类比推证就容易领悟立方根标的性质,即平方根以2为指数,而立方根以3为指数,从而学习立方根表。将此方法 应用到教材中,对于那些习题、公式等,进行适当地挖掘,就会使学生的类比能力得到提高。
在学习球的体积公式时,教师可引导学生用类比的方法自主地探索结论, 由圆面积推导方式及过程启发学生,进而类比推断,引导学生的思考思路,让学生做主人公,当他们自己体会到创造的乐趣后,才可能真正地对数学产生兴趣。
四、积极引导学生掌握类比方法
教师在教学过程中,应以培养学生自主发掘类比素材为重心,教师只起到引导规范的作用。这就需要使学生掌握寻求类比素材的方法,这里主要介绍两种方法,用于寻求数学中的类比素材,包括属性类比以及关系类比。属性类比是指可由数学对象的几种相同属性猜测其它相同属性,关系类比指对于一个完整的数学对象,通过研究分析后发掘出其新的知识。在发掘类比对象的方式时,初中数学中常用的包括:高维与低维,局部与整体,常量与变量,有限与无限等。比如对于一元一次不等式的学习,可由一元一次方程式类比推断得到。
培养类比能力并不是一项简单的活动,它具有创造性和探索性,在教学时遇到困难也是意料之中的,所以我们还要注重学生心理因素方面。想要在数学领域上有所建树,就必须要有顽强的意志力以及坚定的信念。在初中数学的学习过程中,有很多实例就是由类比的方法创造出来的,只要教师在培养学生类比能力方面给以足够的重视,学生总会领悟到数学这门学科的乐趣,自然而然对数学学习的兴趣就会有更大的提升。
一、明确数学类比的含义
数学类比能力即对于两个或是两类有某些相似性的数学对象,可以把其中一个(一类)数学对象的特殊的已知的属性平行迁移到另一个(一类)数学对象上去,且类比可分为简单类比和复杂类比。简单类比具有直接性、明显性,而复杂类比只有经过抽象的分析后才能够发现。
这里介绍一下类比的模式,以便于充分理解类比的含义:若M具有属性a、b、c、d。而N具有属性a、b、c。由类比的定义可推断N也有d属性。类比的大致思路可概括为:由一个问题类比联想到新问题,经过一定的逻辑证明得出结论。
在具体的教学过程中,老师应利用多种方式向学生介绍类比的含义,使学生逐渐有类比的意识,提高类比能力。
二、利用类比功能激发学生兴趣
只有激发学生的兴趣,学生才会形成自主学习的习惯。因此,如何使学生对数学类比过程产生兴趣,是老师在课堂教学时的关注点。
(1) 教学过程中充分联系生活实例
结合生活经验帮助学生充分地认识数学类比,有助于数学公式及定理的识记。曾有报道指出,由于人在躺着时比坐着时大脑血流量大,使大脑更加兴奋,记忆能力就比较好。这就启发学生类比想象别的更有利于记忆的姿势,其中倒立就是一种可能,因为它的血流量更大!这就是生活与教学的有效联系,激发学生对生活的思考及观察,从而形成类比的意识。
(2) 介绍科学发展史
著名的英国生物学家达尔文的妻子是自己的表姐,他们的十多个子女身体都不好,有几个甚至不能生育。有一次,达尔文通过实验发现,异花受精的后代比自花受精的后代优秀,于是他把这个实验结果同自身联系,通过类比得出近亲结婚会影响后代的质量,这也是后来被科学研究所证实了的。在科学的发展道路上,这只是其中一个例子,还有很多伟大的发明是经过科学家细心地类比而得到的。
(3)教学过程中结合数学教学实践
想要激发初中生的类比兴趣,可在教学时结合教材中例子和数学的发展历史。例如一些我们熟悉的式、分式、整式和方程即对应于小学时教材中的数、分数、整数和等式。几何中涉及到的类比更为广泛,在推导四面体的体积公式时,考虑到四面体是用最少数目的平面组合而成的,类比想到三角形是由最少数目的直线构成的,其面积公式为S△=■(底×高),对于四面体有V四面体=■(底面积×高)或V四面体=■(底面积×高)两种猜想。又根据三角形面积的推导过程中是补成了平行四边形,应用于该推导则把四面体补成棱柱,那么V四面体=■V棱柱=■(底面积×高)。
三、挖掘类比素材,创设类比情境
基于数学学科相互联系的特点,在教学过程中可通过知识的学习来挖掘出其中的类比因素,指引学生在已知中发现未知,并分析相互之间的异同性。并建立适当的类比平台,鼓励学生自主地参加到类比的过程中。
例如在学习查立方根表的方法时,在老师的引导下,应由学生自己进行相应的总结和学习,在掌握了平方根表的方法后,类比推证就容易领悟立方根标的性质,即平方根以2为指数,而立方根以3为指数,从而学习立方根表。将此方法 应用到教材中,对于那些习题、公式等,进行适当地挖掘,就会使学生的类比能力得到提高。
在学习球的体积公式时,教师可引导学生用类比的方法自主地探索结论, 由圆面积推导方式及过程启发学生,进而类比推断,引导学生的思考思路,让学生做主人公,当他们自己体会到创造的乐趣后,才可能真正地对数学产生兴趣。
四、积极引导学生掌握类比方法
教师在教学过程中,应以培养学生自主发掘类比素材为重心,教师只起到引导规范的作用。这就需要使学生掌握寻求类比素材的方法,这里主要介绍两种方法,用于寻求数学中的类比素材,包括属性类比以及关系类比。属性类比是指可由数学对象的几种相同属性猜测其它相同属性,关系类比指对于一个完整的数学对象,通过研究分析后发掘出其新的知识。在发掘类比对象的方式时,初中数学中常用的包括:高维与低维,局部与整体,常量与变量,有限与无限等。比如对于一元一次不等式的学习,可由一元一次方程式类比推断得到。
培养类比能力并不是一项简单的活动,它具有创造性和探索性,在教学时遇到困难也是意料之中的,所以我们还要注重学生心理因素方面。想要在数学领域上有所建树,就必须要有顽强的意志力以及坚定的信念。在初中数学的学习过程中,有很多实例就是由类比的方法创造出来的,只要教师在培养学生类比能力方面给以足够的重视,学生总会领悟到数学这门学科的乐趣,自然而然对数学学习的兴趣就会有更大的提升。