數(shù)學學習是學生學習的一個十分重要的組成部分。它是指學生依照數(shù)學教學大綱,按照一定的目的、內(nèi)容、要求,在教師的指導下,系統(tǒng)地掌握數(shù)學知識與技能的過程,是一個全面發(fā)展和個性發(fā)展的過程。本文就數(shù)學學習的特征與一般過程作一初步探討。
一、數(shù)學學習的特征
由于數(shù)學有其突出的特點,所以數(shù)學學習作為學生學習的一種具體形式,也必將表現(xiàn)出一些特殊性來。
。ㄒ唬⿺(shù)學學習是數(shù)學語言的學習,也是一種科學的公共語言的學習
數(shù)學學習活動基本上是數(shù)學思維活動,而數(shù)學語言是數(shù)學思維的工具,所以掌握數(shù)學語言是順利地、有效地進行數(shù)學學習活動的重要基礎之一,我們要求學生應當把對數(shù)學語言的掌握同數(shù)學知識的學習緊密地結合起來。對數(shù)學語言的學習應當從語義和語法兩個方面去進行,做到“能說、會寫、會用”。
數(shù)學語言被廣泛運用于各門科學。無論是自然科學,還是社會科學,它們中的不少概念是用數(shù)學語言來加以精確定義的,例如瞬時速度、人口增長率等;它們中的不少法則和規(guī)律是用數(shù)學語言來加以描述的,例如體積、溫度與壓強三者之間的相互關系等。另外,數(shù)學語言還能幫助我們通過對實驗數(shù)據(jù)的分析和處理作出科學的預測。例如,1871年海王星的發(fā)現(xiàn),就與運用數(shù)學語言有密切關系。所以說,數(shù)學還是一種科學的公共語言。任何一門科學都是以對數(shù)學語言的運用程度來衡量其發(fā)展水平的。正如馬克思說的那樣,只有當科學能夠成功地運用數(shù)學時,它才能達到完善的程度。
。ǘ⿺(shù)學學習是一個“數(shù)學化”的過程,需要較強的抽象概括能力
數(shù)學是研究現(xiàn)實世界的空間形式和數(shù)量關系的科學。數(shù)學源于現(xiàn)實,也必須寓于現(xiàn)實,并且用于現(xiàn)實,這就使數(shù)學完全脫離了具體的事實,僅考慮形式的數(shù)量關系和空間形式,決定了數(shù)學學習是一個“數(shù)學化”的過程,從而成為學生學習的各門學科當中一門最為抽象、最為概括的學科。
數(shù)學的高度抽象性和概括性主要表現(xiàn)在它所使用的高度形式化的數(shù)學語言上,例如,數(shù)的絕對值的“|a|”的定義形式,就采用了十分形式化的數(shù)學語言。
數(shù)學學科的這一高度抽象概括特性,容易給學生在數(shù)學學習中造成表面的形式理解,具體表現(xiàn)在只記住內(nèi)容豐富的形式符號,而不能真正理解它的本質(zhì)含義;僅能掌握形式的數(shù)學結論,而不知道結論背后的豐富事實;僅能夠解答與例題類似的習題,而不能靈活運用解題方法,達到舉一反三。從而出現(xiàn)形式和內(nèi)容的脫節(jié),具體和抽象的脫節(jié),感性和理性的脫節(jié)。因此,在數(shù)學學習中特別需要進行抽象概括,只有通過逐步地從具體到抽象的概括,才能使學生真正地掌握數(shù)學知識,不僅掌握形式的數(shù)學結論,而且掌握形式結論背后的豐富事實。
。ㄈ⿺(shù)學學習是一個邏輯推理的過程,需要較強的邏輯推理能力
推理是人類思維的一種重要表現(xiàn)形式,它是由一個或幾個判斷推出另一個判斷的思維形式。數(shù)學是一門建立在公理體系基礎上,其結論需加以嚴格證明的科學。數(shù)學推理的嚴格性和數(shù)學結論的確定性是大家所共知的。學習數(shù)學時,無論是概念的學習,還是命題的學習,或是定理的證明,習題的解決,都離不開邏輯推理,即數(shù)學證明。而數(shù)學證明所采用的邏輯形式中,最基本、最主要的就是演繹推理中的三段論。學生在整個中學階段的數(shù)學學習中,反復學習、使用三段論來解答各種數(shù)學問題,并且還要求他們能夠達到熟練掌握的程度,這對于他們演繹(邏輯)推理能力的發(fā)展無疑是極其有利的。所以從思維過程來說,數(shù)學學習就是一個邏輯推理的過程。
(四)數(shù)學學習是一個再創(chuàng)造的過程,需要較強的非邏輯思維能力
數(shù)學既是演繹科學,又是歸納科學;既是理論科學,又是實驗科學。因此,數(shù)學思維具有“實驗、猜測、想象、直覺、靈感”等特點。對于學生來說,數(shù)學學習是一個再創(chuàng)造的過程。這個過程要求學生除了必須具有一定的邏輯推理能力外,更需要具有非邏輯思維能力。
。ㄎ澹⿺(shù)學學習是能使學習者形成良好心理品質(zhì)、科學態(tài)度、富于創(chuàng)造開拓精神和良好素質(zhì)的一種學習
數(shù)學除了能使學習者獲得知識、發(fā)展智力和能力、形成數(shù)學觀念外,還具有突出的思想品德教育功能。首先,數(shù)學中含有許多可進行愛國主義教育的內(nèi)容,例如可結合數(shù)學內(nèi)容,適當介紹一些我國古今數(shù)學家的偉大成就,使學生樹立愛國主義思想。其次,數(shù)學中充滿了辯證法,蘊涵著豐富的辯證唯物主義觀點,例如對立統(tǒng)一(有理數(shù)的減法轉(zhuǎn)化為加法)、量變質(zhì)變(圓的割線繞圓外一點逐漸旋轉(zhuǎn)變成切線的過程)、普遍聯(lián)系(有序?qū)崝?shù)對與平面內(nèi)的點之間的對應關系)、運動變化(數(shù)的概念的發(fā)展)等。再次,數(shù)學是一門特別費思考、嚴要求、重訓練的學科。因此,數(shù)學學習有助于學生形成愛科學、有頑強意志、良好的思考習慣和勤于探索、追求真理的科學態(tài)度。最后,數(shù)學具有很大的魅力,例如數(shù)與形的完美統(tǒng)一、和諧簡潔等,足以把學習者帶入一個五彩繽紛的世界,激發(fā)他們的學習興趣,培養(yǎng)他們對科學美、數(shù)學美的感受力、鑒賞力以及對美的追求和創(chuàng)新意識。
二、數(shù)學學習的一般過程
根據(jù)學習的認知理論可知,數(shù)學學習的過程是新的學習內(nèi)容與學生原有的數(shù)學認知結構相互作用,形成新的數(shù)學認知結構的過程。依據(jù)學生認知結構的變化,可以將數(shù)學學習的一般過程劃分為三個階段,如圖1所示:
圖1數(shù)學學習的一般過程
。ㄒ唬┹斎腚A段
學習活動起源于新的學習情境。輸入階段實質(zhì)上就是給學生提供新的數(shù)學信息和新的學習內(nèi)容,并創(chuàng)設有利于學生觀察思考、分析辨別和抽象概括的情境。在這樣的學習情境中,學生原有的數(shù)學認知結構與新學習的內(nèi)容之間發(fā)生認知沖突,使他們在心理上產(chǎn)生學習新知識的需要,這是輸入階段的關鍵。為了引起學習,在這一階段中,教師一方面要設法激發(fā)學生們強烈的學習動機和學習熱情;另一方面要通過一定的手段(例如必要的復習)強化與新知識有關的內(nèi)容,使學生作好必要的認知準備。
。ǘ┫嗷プ饔秒A段
在學生有了學習的需要和一定的知識準備之后,當新的學習內(nèi)容輸入后,數(shù)學學習便進入相互作用的階段。這時學生原有的數(shù)學知識結構與新的學習內(nèi)容之間就發(fā)生相互作用。相互作用的基本形式有兩種:同化和順應。
所謂同化,就是利用自己已有的數(shù)學認知結構,對新學習的內(nèi)容進行加工和改造,并將其納入到原有的數(shù)學認知結構中去,從而擴大原有的數(shù)學認知結構。
所謂順應,就是當原有的數(shù)學認知結構不能接納新的學習內(nèi)容時,必須對原有的數(shù)學認知結構進行調(diào)整和改造,以適應新的學習內(nèi)容的需要。例如,初中一年級學生學習負有理數(shù),就是把負有理數(shù)同化到正有理數(shù)結構中去的過程,學生在小學已形成了0和正有理數(shù)的認知結構,因此,當把負有理數(shù)的概念輸入時,學生就在他們頭腦中篩選出可以納入負有理數(shù)的數(shù)學認知結構?正有理數(shù)認知結構。根據(jù)這個結構,對負有理數(shù)進行加工改造,建立起負有理數(shù)和正有理數(shù)之間的聯(lián)系:在數(shù)軸上,負有理數(shù)是0左邊的數(shù),負有理數(shù)的性質(zhì)和正有理數(shù)的性質(zhì)相反,負有理數(shù)的加、減運算可用正有理數(shù)來定義,等等。負有理數(shù)就被同化到正有理數(shù)認知結構中去了,原有的正有理數(shù)認知結構被擴充成有理數(shù)認知結構,這個過程可用下面的圖2來表示:
圖2有理數(shù)認知結構形成過程
再如,學生學習函數(shù)概念的過程就是順應的過程。初中生剛學習函數(shù)時,原有的認知結構不能適應新的認知需要,在此之前,學生原有的認知結構中只有常量數(shù)學的有關知識,主要是代數(shù)式的恒等變形和方程、不等式的等價變形,以通過運算求得結果為目的,其主要手段是運算。而學習變量的概念,要以變化的觀點來考察變量之間的相互依賴關系,研究的著眼點是“關系”,其表達的主要手段是列出解析式或描繪圖象。比如,在學習函數(shù)概念之前學習圓的面積公式,是為了利用圓的半徑去計算圓的面積;而在學習函數(shù)概念時,則要換個角度來考察圓的面積公式,將其看成圓的面積與半徑之間相互變化所遵循的規(guī)律。顯然,學生原有的認知結構不能和新的認知需要相適應,學生必須對原有認知結構進行調(diào)整,以適應新的學習需要,并建立新的數(shù)學認知結構,我們可用圖3來表示這一過程:
變量及相互關系→常量數(shù)學認知結構→函數(shù)認知結構
同化和順應是學習過程中學生原有數(shù)學認知結構和新學習內(nèi)容相互作用的兩種不同的形式;它們往往存在于同一個學習過程中,只是側重面不同而已。例如上面所說的負有理數(shù)的學習,原有的正有理數(shù)認知結構也有所改變,以順應新知識的學習;而在函數(shù)概念的學習中,也存在著同化的過程。
。ㄈ┎僮鬟\用階段
這一階段是運用在相互作用階段形成的新的數(shù)學認知結構去解決問題的過程。這里的操作指智力活動,也就是數(shù)學思維活動,操作的主要方式是數(shù)學練習。這一階段的主要任務就是要使剛剛產(chǎn)生的數(shù)學認知結構趨于完善,達到預期的教育目標。
數(shù)學學習過程的這三個階段是緊密聯(lián)系的,任一階段的學習出現(xiàn)紕漏,都會影響學習的質(zhì)量。通過剖析數(shù)學學習的一般過程可看出,不但輸入階段和相互作用階段對新知識的加工、接納取決于學生已有的數(shù)學認知結構的狀況,而且操作運用階段中問題解決的策略、方式和途徑的選擇也與一定的認知結構相適應。因此,有效的數(shù)學學習,要求新知識與原數(shù)學認知結構處于相互容納的動態(tài)平衡狀態(tài)之中。
來源:233網(wǎng)校論文中心
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