小学数学的思想方法(精选3篇)
数学思想的学习与实践是促进学生培养数学思维、提升数学素质、增强主动学习能力增的重要途径,能够帮助学生积极参与和独立思考,下面是百文网小编为你整理的小学数学思想方法,一起来看看吧。
小学数学思想方法:模型思想
1. 模型思想的概念。
数学模型是用数学语言概括地或近似地描述现实世界事物的特征、数量关系和空间形式的一种数学结构。从广义角度讲,数学的概念、定理、规律、法则、公式、性质、数量关系式、图表、程序等都是数学模型。数学的模型思想是一般化的思想方法,数学模型的主要表现形式是数学符号表达式和图表,因而它与符号化思想有很多相通之处,同样具有普遍的意义。不过,也有很多数学家对数学模型的理解似乎更注重数学的应用性,即把数学模型描述为特定的事物系统的数学关系结构。如通过数学在经济、物理、农业、生物、社会学等领域的应用,所构造的各种数学模型。为了把数学模型与数学知识或是符号思想明显地区分开来,本文主要从侠义的角度讨论数学模型,即重点分析小学数学的应用及数学模型的构建。
2. 模型思想的重要意义。
数学模型是运用数学的语言和工具,对现实世界的一些信息进行适当的简化,经过推理和运算,对相应的数据进行分析、预测、决策和控制,并且要经过实践的检验。如果检验的结果是正确的,便可以指导我们的实践。如上所述,数学模型在当今市场经济和信息化社会已经有比较广泛的应用;因而,模型思想在数学思想方法中有非常重要的地位,在数学教育领域也应该有它的一席之地。
如果说符号化思想更注重数学抽象和符号表达,那么模型思想更注重数学的应用,即通过数学结构化解决问题,尤其是现实中的各种问题;当然,把现实情境数学结构化的过程也是一个抽象的过程。现行的数学课程标准对符号化思想有明确的要求,如要求学生“能从具体情境中抽象出数量关系和变化规律,并用符号来表示”这实际上就包含了模型思想。
但是,课程标准对第一、二学段并没有明确提出模型思想的要求,只是在第三学段的内容标准和教学建议中明确提出了模型思想,要求在教学中“注重使学生经历从实际问题中建立数学模型”,教学过程以“问题情境—建立模型—解释、应用与拓展”的模式展开。如果说小学数学教育工作者中有人关注了模型思想,多数人基本上只是套用第三学段对模型思想的要求进行研究,也很难做到要求的具体化和课堂教学的贯彻落实。
据了解,即将颁布的课程标准修改稿与现行的课程标准相比有了较大变化,在课程内容部分中明确提出了“初步形成模型思想”,并具体解释为“模型思想的建立是帮助学生体会和理解数学与外部世界联系的基本途径。建立和求解模型的过程包括:从现实生活或具体情境中抽象出数学问题,用数学符号建立方程、不等式、函数等表示数学问题中的数量关系和变化规律,求出结果、并讨论结果的意义。
这些内容的学习有助于学生初步形成模型思想,提高学习数学的兴趣和应用意识”。并在教材编写建议中提出了“教材应当根据课程内容,设计运用数学知识解决问题的活动。这样的活动应体现‘问题情境─建立模型─求解验证’的过程,这个过程要有利于理解和掌握相关的知识技能,感悟数学思想、积累活动经验;要有利于提高发现和提出问题的能力、分析和解决问题的能力,增强应用意识和创新意识”。
这是否可以理解为:在小学阶段,从课程标准的角度正式提出了模型思想的基本理念和作用,并明确了模型思想的重要意义。这不仅表明了数学的应用价值,同时明确了建立模型是数学应用和解决问题的核心。
3. 模型思想的具体应用。
数学的发现和发展过程,也是一个应用的过程。从这个角度而言,伴随着数学知识的产生和发展,数学模型实际上也随后产生和发展了。如自然数系统1,2,3,…是描述离散数量的数学模型。2000多年前的古人用公式计算土地面积,用方程解决实际问题等,实际上都是用各种数学知识建立数学模型来解决问题的。就小学数学的应用来说,大多数是古老的初等数学的简单应用,也许在数学家的眼里,这根本就不是真正的数学模型;不过,小学数学的应用虽然简单,但仍然是现实生活和进一步学习所不可或缺的。
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小学数学思想方法:符号化思想
1.符号化思想的概念
数学符号是数学的语言,数学世界是一个符号化的世界,数学作为人们进行表示、计算、推理和解决问题的工具,符号起到了非常重要的作用;因为数学有了符号,才使得数学具有简明、抽象、清晰、准确等特点,同时也促进了数学的普及和发展;国际通用的数学符号的使用,使数学成为国际化的语言。符号化思想是一般化的思想方法,具有普遍的意义。
2.如何理解符号化思想
数学课程标准比较重视培养学生的符号意识,并提出了几点要求。那么,在小学阶段,如何理解这一重要思想呢?下面结合案例做简要解析。
第一,能从具体情境中抽象出数量关系和变化规律,并用符号表示。这是一个从具体到抽象、从特殊到一般的探索和归纳的过程。如通过几组具体的两个数相加,交换加数的位置和不变,归纳出加法交换律,并用符号表示:a+b=b+a。再如在长方形上拼摆单位面积的小正方形,探索并归纳出长方形的面积公式,并用符号表示:S=ab。这是一个符号化的过程,同时也是一个模型化的过程。
第二,理解符号所代表的数量关系和变化规律。这是一个从一般到特殊、从理论到实践的过程。包括用关系式、表格和图象等表示情境中数量间的关系。如假设一个正方形的边长是a,那么4a就表示该正方形的周长,a²表示该正方形的面积。这同样是一个符号化的过程,同时也是一个解释和应用模型的过程。
第三,会进行符号间的转换。数量间的关系一旦确定,便可以用数学符号表示出来,但数学符号不是唯一的,可以丰富多彩。如一辆汽车的行驶时速为定值80千米,那么该辆汽车行驶的路程和时间成正比,它们之间的数量关系既可以用表格的形式表示,也可以用公式s=80t表示,还可以用图象表示。即这些符号是可以相互转换的。
第四,能选择适当的程序和方法解决用符号所表示的问题。这是指完成符号化后的下一步工作,就是进行数学的运算和推理。能够进行正确的运算和推理是非常重要的数学基本功,也是非常重要的数学能力。
3.符号化思想的具体应用
数学的发展虽然经历了几千年,但是数学符号的规范和统一却经历了比较慢长的过程。如我们现在通用的算术中的十进制计数符号数字0~9于公元8世纪在印度产生,经过了几百年才在全世界通用,从通用至今也不过几百年。代数在早期主要是以文字为主的演算,直到16、17世纪韦达、笛卡尔和莱布尼兹等数学家逐步引进和完善了代数的符号体系。
4.符号化思想的教学
符号化思想作为数学最基本的思想之一,数学课程标准把培养学生的符号意识作为必学的内容,并提出了具体要求,足以证明它的重要性。教师在日常教学中要给予足够的重视,并落实到课堂教学目标中。要创设合适的情境,引导学生在探索中归纳和理解数学模型,并进行解释和应用。学生只有理解和掌握了数学符号的内涵和思想,才有可能利用它们进行正确的运算、推理和解决问题。
数学符号是人们在研究现实世界的数量关系和空间形式的过程中产生的,它来源于生活,但并不是生活中真实的物质存在,而是一种抽象概括。如数字1,它可以表示现实生活中任何数量是一个的物体的个数,是一种高度的抽象概括,具有一定的抽象性。一个数学符号一旦产生并被广泛应用,它就具有明确的含义,就能够进行精确的数学运算和推理证明,因而它具有精确性。数学能够帮助人们完成大量的运算和推理证明,但如果没有简捷的思想和符号的参与,它的工作量及难度也是很大的,让人望而生畏。一旦简捷的符号参与了运算和推理证明,数学的简捷性就体现出来了。
如欧洲人12世纪以前基本上用罗马数字进行计数和运算,由于这种计数法不是十进制的,大数的四则运算非常复杂,严重阻碍了数学的发展和普及。直到12世纪印度数字及十进制计数法传入欧洲,才使得算术有了较快发展和普及。数学符号的发展也经历了从各自独立到逐步规范、统一和国际化的过程,最明显的就是早期的数字符号从各自独立的埃及数字、巴比伦数字、中国数字、印度数字和罗马数字到统一的阿拉伯数字。数学符号经历了从发明到应用再到统一的逐步完善的过程,并促进了数学的发展;反之,数学的发展也促进了符号的发展。因而,数学和符号是相互促进发展的,而且这种发展可能是一个慢长的过程。因而,符号意识的培养也应贯穿于数学学习的整个过程中,并需要一定的训练才能达到比较熟练的程度。
小学数学思想方法:化归思想
1.化归思想的概念
人们在面对数学问题,如果直接应用已有知识不能或不易解决该问题时,往往将需要解决的问题不断转化形式,把它归结为能够解决或比较容易解决的问题,最终使原问题得到解决,把这种思想方法称为化归(转化)思想。
从小学到中学,数学知识呈现一个由易到难、从简到繁的过程;然而,人们在学习数学、理解和掌握数学的过程中,却经常通过把陌生的知识转化为熟悉的知识、把繁难的知识转化为简单的知识,从而逐步学会解决各种复杂的数学问题。因此,化归既是一般化的数学思想方法,具有普遍的意义;同时,化归思想也是攻克各种复杂问题的法宝之一,具有重要的意义和作用。
2.化归所遵循的原则
化归思想的实质就是在已有的简单的、具体的、基本的知识的基础上,把未知化为已知、把复杂化为简单、把一般化为特殊、把抽象化为具体、把非常规化为常规,从而解决各种问题。因此,应用化归思想时要遵循以下几个基本原则:
(1)数学化原则,即把生活中的问题转化为数学问题,建立数学模型,从而应用数学知识找到解决问题的方法。数学来源于生活,应用于生活。学习数学的目的之一就是要利用数学知识解决生活中的各种问题,课程标准特别强调的目标之一就是培养实践能力。因此,数学化原则是一般化的普遍的原则之一。
(2)熟悉化原则,即把陌生的问题转化为熟悉的问题。人们学习数学的过程,就是一个不断面对新知识的过程;解决疑难问题的过程,也是一个面对陌生问题的过程。从某种程度上说,这种转化过程对学生来说既是一个探索的过程,又是一个创新的过程;与课程标准提倡培养学生的探索能力和创新精神是一致的。因此,学会把陌生的问题转化为熟悉的问题,是一个比较重要的原则。
(3)简单化原则,即把复杂的问题转化为简单的问题。对解决问题者而言,复杂的问题未必都不会解决,但解决的过程可能比较复杂。因此,把复杂的问题转化为简单的问题,寻求一些技巧和捷径,也不失为一种上策。
(4)直观化原则,即把抽象的问题转化为具体的问题。数学的特点之一便是它具有抽象性。有些抽象的问题,直接分析解决难度较大,需要把它转化为具体的问题,或者借助直观手段,比较容易分析解决。因而,直观化是中小学生经常应用的方法,也是重要的原则之一。
3.化归思想的具体应用
学生面对的各种数学问题,可以简单地分为两类:一类是直接应用已有知识便可顺利解答的问题;另一种是陌生的知识、或者不能直接应用已有知识解答的问题,需要综合地应用已有知识或创造性地解决的问题。如知道一个长方形的长和宽,求它的面积,只要知道长方形面积公式的人,都可以计算出来,这是第一类问题;如果不知道平行四边形的面积公式,通过割补平移变换把平行四边形转化为长方形,推导出它的面积公式,再计算面积,这是第二类问题。对于广大中小学生来说,他们在学习数学的过程中所遇到的很多问题都可以归为第二类问题,并且要不断地把第二类问题转化为第一类问题。解决问题的过程,从某种意义上来说就是不断地转化求解的过程,因此,化归思想应用非常广泛。