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立足核心素养,高中数学教学内涵与直观想象能力

时间:2023-10-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)直观的分类根据直观对象的不同,可以将直观分成实物、模型和语言三种直观方式。除此之外,使用语言直观的另外一个优势是能够通过语调来激发学生的情感。除了实物、模型和语言这三种形式外,由于数学科学的特点,数学直观还包括如下内容:1.几何直观我国著名教育家徐立治先生提出:“通过见到的或者是想象中的几何形象来对抽象的数量关系进行直接感知,就称之为‘几何直观’,教师应该在教学过程中注重几何直观能力的培养。”

立足核心素养,高中数学教学内涵与直观想象能力

直观是人们感性认知事物外部特征和联系的活动,在这个活动的过程中,不仅包括人们的性成分,还有思维、想象以及记忆等成分。通过直观对事物的感性认识是理解事物的基础,丰富的感性知识有利于人们对事物原理的理解。17世纪,著名的教育学家夸美纽斯就对直观性进行了深入的探讨。他认为,直观不仅仅是视觉上的直观性,更是一种利用所有感觉器官更好、更有效、更鲜明掌握事物的方法。为此,他建立了直观理论,倡导依据直观来进行学习

(一)直观的分类

根据直观对象的不同,可以将直观分成实物、模型和语言三种直观方式。这三种直观的表现形式各有其优缺点,教师应该选择其中的一种或者几种来进行教学。

1.实物直观

实物直观是指通过对现实实物的观察来直接感受要学习事物的特征。例如,到农村或者工厂实地调查、各种事物或者演示的观察等都属于实物直观的范畴

由于实物是人们生活中能够直接感受到的事物,通过对实物进行观察所获得的知识与实物之间的关系较为紧密,因此获取的感性知识与实物的一致性较高,具有较好的定向作用。同时,由于实物给人的感受更为真实,因此更有利于调动学生的学习积极性,激发学生的学习兴趣。正是由于实物直观的这些优点,使得实物直观在教学中的应用较为广泛。

但是,由于在实物观察过程中,实物的非本质要素与本质要素混杂,而且相对于实物的非本质要素而言,本质要素更加弱小和隐蔽,所以通过实物直观,往往很难独立掌握事物的本质,“透过现象看本质”的难度更大。同时,在教学过程中,由于受到空间、时间以及感官特性的限制,使得很多事物的本质难以通过实物直观来进行直观感受。因此,使用实物直观并不是直观的唯一方式,还需要辅以其他直观手段。

2.模型直观

模型指的是实物的模拟形象,是实体实物的替代品。模型直观指的是通过对模型的直观感受来获取感性知识的方式。例如,各种幻灯片、图表、教学电影、图片、模型等的演示和观察,都属于模型直观。

由于模型直观中的模型是人们根据某种特殊的目的而制作的,所以相对于实物直观而言,模型直观能够减少非本质因素的影响,从而更加突出事物的本质特征,进而提高直观的效果。除此之外,由于模型是人为制作的,所以模型可以根据教学的需要,通过色彩对比、动静结合、大小变化以及虚实互换等方式来扩大直观的范围和直观的效果。正是由于模型直观的这些优点,使得模型直观也成了直观教学方式中的一种重要方式。

但是,在模型直观中,由于只是对实物的模型影像而不是实物本身进行观察,而模型影像与实物之间还存在一定的差距,因此其直观性会受到一定的影响。为了能让模型直观在教学活动中获得更好的效果,一方面应该将模型影像与学生生活中较为熟悉的事物进行比较,另一方面应该根据实际情况,将模型直观与实物直观结合起来进行使用。

3.语言直观

语言直观指的是通过形象化的语言,让学生通过对语义以及字形、语言等语言物质形式的感知和理解而进行的直观性手段。例如,历史教学中,关于历史人物、历史生活、历史事件的领会,都会用到语言直观手段。

语言直观的优点是可以广泛使用,而不会受到设备、地点以及时间的限制。同时,语言直观的效果与教师个人素质的关系较大,教师在讲解时的声音、声调以及所使用的语言都会对语言直观的效果产生较大的影响。所以,教师在使用语言直观进行教学时,应该注意语言的精炼和优美,并且注意讲解的情绪性。除此之外,使用语言直观的另外一个优势是能够通过语调来激发学生的情感。但是,语言不具备实物直观和模型直观的稳定、完整和鲜明等特性。因此,在使用语言直观时,也应该尽力配合实物直观和模型直观一起使用。

(二)数学直观(www.xing528.com)

在数学教学过程中所使用的直观与一般的直观既有区别,又有一定的联系。徐立治就曾经说过:“在数学中,直观表现为借助于经验、测试、类比联想以及观察,而产生的事物的直观认识或者感知。”

(三)数学直观的特点

数学是一门抽象的学科,表示的是现实世界中的空间形式以及数量关系,这种形式和关系是一种抽象的概念,与具体的事物属性无关。因此,数学直观具有如下的特点。

数学概念是排除了物体具体属性之后的抽象内容,反映了事物一定的空间形式或者是数量关系,表现了一类事物在形或者是数方面的固有的、内在的属性,具有面向本质的特征。例如,数学中“四边形”的概念,指的不是某一个具有具体大小、颜色或者形状的四边形,而是各种具有不同大小、颜色或者形状的四边形。

数学是抽象的,所研究的内容并不存在实际的物质。例如,在现实世界中只有各种形状、实实在在的四边形,而并不存在抽象的四边形。即使是数学中最简单的“1”,也是一种抽象的表示,因此数学是对客观现实的一种抽象。从这个方面来看,数学的概念是脱离了现实世界的。然而,虽然数学中并没有真正的现实直观,但是如果从数学的研究、教学和学习上来看,人们掌握数学的概念。一旦人们掌握了数学概念,就可以将这些数学概念看成是直观性的东西了。例如,虽然直线和线段都是不存在现实世界的抽象定义,但是四边形的定义确实建立在线段之上,一旦掌握了直线或者是线段的定义,那么四边形就可以通过线段来进行直观表征。因此,虽然线段是抽象的,但是在四边形中,线段可以作为一个直观事物来看待。所以说,在数学中的直观是一种相对的直观。

(四)数学直观的分类

从上述对直观的分析来看,在教学论中,直观分成实物直观、模型直观和语言直观这三种表现形式。苏联著名教育家巴班斯基就指出:“在教学过程中的直观性是利用各种实验、作业以及图解来得到保证的。”但是,将这三种直观表现形式来理解成直观是片面的。除了实物、模型和语言这三种形式外,由于数学科学的特点,数学直观还包括如下内容:

1.几何直观

我国著名教育家徐立治先生提出:“通过见到的或者是想象中的几何形象来对抽象的数量关系进行直接感知,就称之为‘几何直观’,教师应该在教学过程中注重几何直观能力的培养。”在数学直观中,使用几何图像来进行的方程求解或者是函数的图像都可以看成是几何直观。

2.符号直观

由于数学直观是一种相对的直观,因此对于还未掌握的概念而言,已经掌握的概念就是直观的。例如,在高中数学中的积分号概念中,极限符号就是一种“直观”的符号。希尔伯特就曾经说过:“符号本身就是数学思考的对象,符号不再是一个理想化的直观对象,而是数学依靠的本质。”布鲁纳也认为,数学中的符号使得原理的创造以及数学体系的扩充成为可能。符号是目前人类对知识的最有效,同时也是最强力的压缩和加工的方式。利用方便读写、视觉优美、形式简单的数学符号,会使得数学思维更加活跃,也更加顺利。例如,最常见的变量符号x、y、z以及ab等符号,都是进行数学学习和研究的人所必须掌握的。因此,这些符号与数学图形一样,都具有一定的直观性。而有一些数学符号,如极限符号lim等,虽然形式较为简单,但是蕴藏了复杂而且丰富的数学含义,这对人们由抽象思维过渡到直观思维起着非常重要的作用。因此,在数学中一些约定成俗的数学符号也是数学教学中的一种直观工具。

3.模型直观

数学是一门非常抽象的学科,而如果直接从抽象的数学概念入手,会给学生的理解带来很大的困惑。而在数学教学过程中,引入一些能够体现数学概念本质的现实案例,也可以看成是一种直观教学的手段。同时,在一些并不具备“直观性”的抽象数学内容中,也可以看成是数学中的情境问题。例如,“9+11=11+9”不仅可以看成是从现实生活中抽象而出的数学知识,而且也可以看成是加法交换律a+b=b+a的直观性资料。

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