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數(shù)學(xué)思想方法論文范文1
1.?dāng)?shù)形結(jié)合初中數(shù)學(xué)是一門比較抽象的學(xué)科,其包括了空間和數(shù)量的關(guān)系.?dāng)?shù)是較為抽象的,而空間是較為直觀,對(duì)空間感要求較高.為了幫助學(xué)生處理好二者的關(guān)系,初中數(shù)學(xué)教學(xué)中可以采用數(shù)形結(jié)合的數(shù)學(xué)思想方法,通過(guò)數(shù)與形相互轉(zhuǎn)化,幫助學(xué)生深化對(duì)于數(shù)學(xué)知識(shí)的理解,加深學(xué)生的印象,在提高學(xué)生數(shù)學(xué)成績(jī)的同時(shí),開闊學(xué)生的思維,提高學(xué)生處理數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力,培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力.
2.歸納總結(jié)初中數(shù)學(xué)教學(xué)在為學(xué)生講解新的數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí),還要注重學(xué)生對(duì)于已學(xué)知識(shí)的總結(jié)和歸納.在數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程中,總結(jié)歸納比之學(xué)習(xí)新知識(shí)更為重要.學(xué)生要通過(guò)日常的學(xué)習(xí),將數(shù)學(xué)的類型題、不了解的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)、數(shù)學(xué)的重難點(diǎn)、經(jīng)常會(huì)忽略的數(shù)學(xué)習(xí)題進(jìn)行歸納總結(jié),有助于幫助學(xué)生加深記憶,提高初中數(shù)學(xué)復(fù)習(xí)和學(xué)習(xí)的效率,還能促進(jìn)教師提高教學(xué)的積極性.歸納總結(jié)的數(shù)學(xué)思想方法能夠提高學(xué)生的觀察、總結(jié)以及創(chuàng)新能力,進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展,提高數(shù)學(xué)成績(jī).
3.方程函數(shù)學(xué)生在學(xué)習(xí)初中數(shù)學(xué)的過(guò)程中,方程思想和函數(shù)思想是經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到的.教師要引領(lǐng)學(xué)生形成方程和函數(shù)的思想,借助方程和函數(shù)建立模型,解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)的本質(zhì),打破傳統(tǒng),創(chuàng)新思維.方程和函數(shù)思想是幫助學(xué)生在處理數(shù)學(xué)重難點(diǎn)問(wèn)題時(shí)利用順向思維進(jìn)行數(shù)學(xué)方程和函數(shù)的構(gòu)建,從而解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,幫助學(xué)生充分、全面的觀察數(shù)學(xué)問(wèn)題,提高數(shù)學(xué)成績(jī).
4.分類討論初中數(shù)學(xué)教學(xué)中教師要引領(lǐng)學(xué)生形成分類討論的思想方法,深入觀察、探討問(wèn)題,透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì),將數(shù)學(xué)問(wèn)題進(jìn)行分類討論.初中數(shù)學(xué)問(wèn)題都是有規(guī)律而言的,學(xué)生通過(guò)分類討論不僅能夠提高學(xué)生分類、觀察的能力,而且能夠幫助學(xué)生形成分類的思考模式,加強(qiáng)學(xué)生之間、學(xué)生與教師之間的溝通和交流,形成良好的學(xué)風(fēng),幫助學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),提高學(xué)習(xí)效率.
二、初中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)思想的教學(xué)方法
1.與時(shí)俱進(jìn),樹立正確的數(shù)學(xué)思想方法的意識(shí)經(jīng)濟(jì)在發(fā)展,時(shí)代在進(jìn)步,初中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)思想的教學(xué)方法也要進(jìn)行改革,教師要與時(shí)俱進(jìn),樹立正確的數(shù)學(xué)思想方法的意識(shí),提高對(duì)于數(shù)學(xué)思想方法的認(rèn)識(shí).初中數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)思想方法、教學(xué)模式以及教學(xué)方法要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整,樹立正確的教學(xué)目標(biāo),認(rèn)識(shí)到數(shù)學(xué)思想方法的重要性,在日常的教學(xué)活動(dòng)中幫助學(xué)生樹立數(shù)學(xué)的思考模式和思想方法.
2.回歸教材,充分并深刻掌握教材的重點(diǎn)知識(shí)現(xiàn)在很多的初中學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的過(guò)程中將精力都用在了研究難度較大,較為復(fù)雜的題型,但是這樣并不能提高學(xué)生的數(shù)學(xué)成績(jī).研究書本外的數(shù)學(xué)知識(shí)并不適合大多數(shù)的學(xué)生,學(xué)生研究書本外的知識(shí)不僅不能提高數(shù)學(xué)成績(jī),還會(huì)分散學(xué)生的精力,造成事倍功半的情況.初中數(shù)學(xué)教材都是國(guó)家根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)、學(xué)生的實(shí)際情況由眾多的教育專家、資深數(shù)學(xué)教師編纂而成,是最為適合初中學(xué)生進(jìn)行數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),掌握數(shù)學(xué)知識(shí)的.所以,初中數(shù)學(xué)教師要引導(dǎo)學(xué)生回歸教材,充分并深刻的分析、掌握教材的重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí).學(xué)生只有回歸教材,研究教材中的重點(diǎn)、難點(diǎn),才能不脫離實(shí)際,符合新課程改革的要求,提高數(shù)學(xué)成績(jī).
數(shù)學(xué)思想方法論文范文2
所謂數(shù)學(xué)思想方法是對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的本質(zhì)認(rèn)識(shí),是從某些具體的數(shù)學(xué)內(nèi)容和對(duì)數(shù)學(xué)的認(rèn)識(shí)過(guò)程中提煉上升的數(shù)學(xué)觀點(diǎn),他在認(rèn)識(shí)活動(dòng)中被反復(fù)運(yùn)用,帶有普遍的指導(dǎo)意義,是建立數(shù)學(xué)和用數(shù)學(xué)解決問(wèn)題的指導(dǎo)思想;是在數(shù)學(xué)教學(xué)中提出問(wèn)題、解決問(wèn)題過(guò)程中,所采用的各種方式、手段、途徑等。掌握數(shù)學(xué)思想方法,就是掌握數(shù)學(xué)的精髓,因此要使學(xué)生領(lǐng)悟、掌握和熟練地使用數(shù)學(xué)思想方法,不是機(jī)械的傳授。下面我就在一次函數(shù)教學(xué)中用到哪些數(shù)學(xué)思想方法談?wù)剛€(gè)人的一些做法:
一、數(shù)形結(jié)合思想方法
“數(shù)無(wú)形,少直觀,形無(wú)數(shù),難入微”?!皵?shù)形結(jié)合”是數(shù)學(xué)中最重要的,也是最基本的思想方法之一,是解決許多數(shù)學(xué)問(wèn)題的有效思想。利用“數(shù)形結(jié)合”可使所要研究的問(wèn)題化難為易,化繁為簡(jiǎn),使抽象變得直觀。如:一次函數(shù)y=-x+5圖象不經(jīng)過(guò)哪一象限?解法一:根據(jù)圖象性質(zhì),k<0,b>0過(guò)一二四,即不過(guò)三象限。解法二:若忘了一次函數(shù)圖象性質(zhì),可做出此函數(shù)的圖象,問(wèn)題就迎刃而解了。這就是利用了數(shù)形結(jié)合思想方法。
三、分類思想方法
當(dāng)一個(gè)問(wèn)題因?yàn)槟撤N量的情況不同而有可能引起問(wèn)題的結(jié)果不同時(shí),需要對(duì)這個(gè)量的各種情況進(jìn)行分類討論,例如一次函數(shù)y=kx+b的圖象經(jīng)過(guò)哪幾個(gè)象限,這時(shí)就要分四類討論:
(1)當(dāng)k>0,b>0時(shí),圖象經(jīng)過(guò)一二三象限;
(2)當(dāng)k>0,b<0時(shí),圖象經(jīng)過(guò)一三四象限;
(3)當(dāng)k<0,b>0時(shí),圖象經(jīng)過(guò)一二四象限;
(4)當(dāng)k<0,b<0時(shí),圖象經(jīng)過(guò)二三四象限。
三、整體思想方法
整體思想是從問(wèn)題的整體性質(zhì)出發(fā),突出對(duì)問(wèn)題的整體結(jié)構(gòu)的分析和改造,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的整體結(jié)構(gòu)特征,善于用“集成”的眼光,把某些式子或圖形看成一個(gè)整體,把握它們之間的關(guān)聯(lián),進(jìn)行有目的的、有意識(shí)的整體處理。整體思想方法在代數(shù)式的化簡(jiǎn)與求值、解方程(組)、幾何解證等方面都有廣泛的應(yīng)用,整體代入、疊加疊乘處理、整體運(yùn)算、整體設(shè)元、整體處理等都是整體思想方法在解數(shù)學(xué)問(wèn)題中的具體運(yùn)用。例如:已知y+b與x+a(a,b是常數(shù))成正比例,(1)試說(shuō)明y是x的一次函數(shù):(2)如是x=3時(shí),y=5,x=2時(shí),y=2,求y與x的函數(shù)關(guān)系式。解決這個(gè)問(wèn)題(1)時(shí),我們就要把y+b與x+a都看成一個(gè)整體,設(shè)y+b=k(x+a)得出y=kx+ak-b,從而說(shuō)明y是x的一次函數(shù),解決問(wèn)題(2)時(shí),當(dāng)我們把握兩組數(shù)值代入解析式y(tǒng)=kx+ak-b中后得到一個(gè)三元二次方程組,顯然不能求出每個(gè)未知數(shù)的值,但我們可以把a(bǔ)k-b看作一個(gè)整體,就可以求出k=3,ak-b=4,從而求出y與x的函數(shù)的關(guān)系式是y=3x-4,在這個(gè)問(wèn)題中兩次運(yùn)用到整體思想方法。
四、模型思想方法
當(dāng)一個(gè)問(wèn)題可能與某個(gè)方程建立關(guān)聯(lián)時(shí),可以構(gòu)造方程并對(duì)方程的性質(zhì)進(jìn)行研究以解決這個(gè)問(wèn)題。如若想找出一次函數(shù)y=kx+b與x軸、y軸交點(diǎn),可根據(jù)點(diǎn)在坐標(biāo)軸上的特征,x軸上的點(diǎn)縱坐標(biāo)為0,即當(dāng)y=0時(shí),x=-b/k,即與x軸交點(diǎn)為(-b/k,0)。y軸上的點(diǎn)橫坐標(biāo)為0,即當(dāng)x=0時(shí),y=b,因此與y軸交點(diǎn)為(0,b)。這就用到了方程這一模型思想方法。
五、類比思想方法
當(dāng)我們要探究一次函數(shù)y=kx+b的圖象及其變化規(guī)律時(shí),由于一次函數(shù)y=kx+b的圖象可以看作是由正比例函數(shù)y=kx的圖象平移|b|個(gè)單位長(zhǎng)度而得到的,因而可以利用之前已經(jīng)學(xué)習(xí)正比例函數(shù)y=kx的圖象及其變化規(guī)律類比得出一次函數(shù)y=kx+b的圖象及其變化規(guī)律。
六、特殊與一般思想方法
數(shù)學(xué)思想方法論文范文3
關(guān)鍵詞 計(jì)算構(gòu)建哲學(xué)
1 引言
計(jì)算學(xué)科的飛速發(fā)展,改變著人們的生活、工作、學(xué)習(xí)和交流方式。計(jì)算意味著什么?計(jì)算學(xué)科意味著什么?這些都成為哲學(xué)工作者和從事計(jì)算機(jī)研究、開發(fā)的人員必須面對(duì)的重大的元問(wèn)題。建構(gòu)計(jì)算學(xué)科根本問(wèn)題的理論框架,形成計(jì)算學(xué)科的元理論――計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題就成為當(dāng)務(wù)之急?!坝?jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題”的提出是在計(jì)算機(jī)日益成為人們生活重要組成部分時(shí),從哲學(xué)的層面對(duì)計(jì)算機(jī)文化現(xiàn)象與計(jì)算學(xué)科的重新定位和反思。
2 計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題提出的客觀依據(jù)
2.1 計(jì)算學(xué)科的發(fā)展要求從哲學(xué)高度對(duì)計(jì)算學(xué)科進(jìn)行理論闡釋
計(jì)算學(xué)科包括算法理論、分析、設(shè)計(jì)、效率、實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用的系統(tǒng)的研究。全部計(jì)算學(xué)科的基本問(wèn)題是,什么能(有效地)自動(dòng)進(jìn)行,什么不能(有效地)自動(dòng)進(jìn)行,它來(lái)源于對(duì)數(shù)理邏輯、計(jì)算模型、算法理論、自動(dòng)計(jì)算機(jī)器的研究,形成于20世紀(jì)30年代后期。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,計(jì)算學(xué)科業(yè)已形成了一個(gè)龐大的知識(shí)體系。主要體現(xiàn)在三大層面:
(1)計(jì)算學(xué)科的應(yīng)用層。它包括人工智能應(yīng)用與系統(tǒng),信息、管理與決策系統(tǒng),移動(dòng)計(jì)算、計(jì)算可視化、科學(xué)計(jì)算等計(jì)算機(jī)應(yīng)用的各個(gè)方向。
(2)計(jì)算學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)層。它是為應(yīng)用層提供技術(shù)和環(huán)境的一個(gè)層面,包括軟件開發(fā)方法學(xué)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)、程序設(shè)計(jì)科學(xué)、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)。
(3)計(jì)算學(xué)科的基礎(chǔ)層。它包括計(jì)算的數(shù)學(xué)理論、高等邏輯等內(nèi)容。
還有支撐這三個(gè)層面的理工科基礎(chǔ)科目,包括物理學(xué)(主要是電子技術(shù)科學(xué))和基礎(chǔ)數(shù)學(xué)(含離散數(shù)學(xué))等。
從計(jì)算學(xué)科這一龐大知識(shí)體系中不難發(fā)現(xiàn),它欠缺計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題支撐。計(jì)算學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展需要從哲學(xué)層面對(duì)計(jì)算學(xué)科中的根本問(wèn)題、重大問(wèn)題進(jìn)行理論闡述、分析和評(píng)價(jià)。因而提出計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題就成為計(jì)算學(xué)科發(fā)展的必然趨勢(shì)。
2.2 計(jì)算教育的現(xiàn)狀催化計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題
ACM和IEEE/CS是美國(guó)在計(jì)算教育研究領(lǐng)域最有影響的組織。在1989年ACM提交的《Computing as a Discipline》報(bào)告中,它不僅第一次規(guī)定了計(jì)算學(xué)科的定義,回答了計(jì)算學(xué)科中長(zhǎng)期以來(lái)一直爭(zhēng)論的一些問(wèn)題,更重要的在于它為計(jì)算教育創(chuàng)建了一個(gè)“新的思想方法”(a new way of thinking),這種“新的思想方法”是對(duì)計(jì)算教育科學(xué)幾十年來(lái)的概括和總結(jié),也是美國(guó)ACM和IEEE/CS聯(lián)合發(fā)表的《Computing Curricula 1991》報(bào)告(簡(jiǎn)稱CC91)以及《Computing Curricula 2001》報(bào)告(簡(jiǎn)稱CC2001)的基本指導(dǎo)思想,其實(shí)這種“新的思想方法”的實(shí)質(zhì)就是計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題的內(nèi)容。
在國(guó)內(nèi)是結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況進(jìn)行研究,以ACM和IEEE/CS的報(bào)告為依據(jù)進(jìn)行分析研究的。中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)教育委員會(huì)和全國(guó)高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教育研究會(huì)組織了“Computing as a Discipline”以及“CC91”的系列研討活動(dòng),對(duì)CC2001進(jìn)行跟蹤研究,并分別推出中國(guó)“計(jì)算機(jī)學(xué)科教學(xué)計(jì)劃1993”和《中國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科教程2002》,提出和完善了具有哲學(xué)性質(zhì)的核心概念的思想。
然而,所有這一切關(guān)于計(jì)算學(xué)科的研究還停留在計(jì)算學(xué)科方法論層面,沒(méi)有進(jìn)一步站在哲學(xué)的高度,從新的視角,實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和哲學(xué)的有機(jī)結(jié)合。
3 構(gòu)建計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問(wèn)題的現(xiàn)實(shí)意義
3.1 計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題有助于計(jì)算學(xué)科的發(fā)展
(1)計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題有助于確立正確的思想原則,把握正確的研究方向
計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題及其方法論是在科學(xué)哲學(xué)和一般科學(xué)技術(shù)方法論的指導(dǎo)下建立的,它直接面對(duì)和服務(wù)于計(jì)算學(xué)科的認(rèn)識(shí)過(guò)程,使人們對(duì)計(jì)算學(xué)科的認(rèn)識(shí)邏輯化、程序化、理性化和具體化,它有助于我們?cè)谟?jì)算學(xué)科的研究中確立正確的思想原則,把握正確的研究方向。
(2)計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題有助于計(jì)算學(xué)科的建設(shè)和人才培養(yǎng)
學(xué)科建設(shè)和培養(yǎng)高素質(zhì)人才,是一個(gè)永恒的話題。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題有助于解決這個(gè)問(wèn)題。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題從學(xué)科的核心概念、學(xué)科的形態(tài)、學(xué)科的根本問(wèn)題、學(xué)科的方法等方面出發(fā),深刻地揭示了計(jì)算學(xué)科的本質(zhì),提升對(duì)計(jì)算學(xué)科的認(rèn)識(shí),從而有助于計(jì)算學(xué)科的建設(shè)。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題對(duì)培養(yǎng)計(jì)算專業(yè)人才也有重要作用。它可以提高抽象思維能力和邏輯思維能力,培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的素質(zhì),掌握正確的思維方法,加速其成才。
3.2 計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題提供一種獨(dú)特的研究領(lǐng)域和創(chuàng)新方法
(1)計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題代表一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域
計(jì)算方法、概念、工具和技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出來(lái)了,而且在許多哲學(xué)領(lǐng)域得到了應(yīng)用,這才是它的迷人之所在。再就是以模型為基礎(chǔ)的科學(xué)哲學(xué)、科學(xué)哲學(xué)的計(jì)算方法論等以闡釋科學(xué)知識(shí)的方法論為目的的領(lǐng)域;最后還有成為當(dāng)今社會(huì)的“顯學(xué)”的計(jì)算倫理學(xué)、人工倫理學(xué)等哲學(xué)問(wèn)題。
(2)計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題能為哲學(xué)話題提供一種創(chuàng)新的方法
計(jì)算正在改變著哲學(xué)家理解那些哲學(xué)基礎(chǔ)和概念的方式,計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題也為哲學(xué)提供了令人難以置信的豐富觀念,為哲學(xué)探究準(zhǔn)備新穎的主題、方法和模式提供新的哲學(xué)范式,為傳統(tǒng)的哲學(xué)活動(dòng)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
4 構(gòu)建計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問(wèn)題的基本框架
4.1 計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問(wèn)題的定義
計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題,是個(gè)很古老的話題,但在思想史上,成為獨(dú)立的研究領(lǐng)域卻是非常晚的事。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題是從哲學(xué)高度對(duì)計(jì)算學(xué)科的重要問(wèn)題、根本問(wèn)題進(jìn)行理論分析、闡釋和評(píng)價(jià)的。它像數(shù)學(xué)哲學(xué)一樣,是一種元理論方法。它具有哲學(xué)方法論的批判功能。因而計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題可以定義為批判性研究的哲學(xué)領(lǐng)域,它涉及到計(jì)算的概念、本質(zhì)和基本原理以及對(duì)計(jì)算學(xué)科方法論的提煉和應(yīng)用,目的是為計(jì)算學(xué)科的概念基礎(chǔ)提供系統(tǒng)論證,從而建立新的理論框架。
4.2 計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問(wèn)題的基本框架
它包括四個(gè)層次和七大方面。
(1)四個(gè)層次
①尋求統(tǒng)一計(jì)算理論,是計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問(wèn)題研究綱領(lǐng)的“硬核”。其基本問(wèn)題就是對(duì)計(jì)算本質(zhì)進(jìn)行反思;同時(shí)對(duì)計(jì)算學(xué)科的發(fā)展和應(yīng)用進(jìn)行分析、解釋和評(píng)價(jià),重點(diǎn)關(guān)注計(jì)算學(xué)科發(fā)展的未來(lái)走向。
②創(chuàng)新。其主要目的是為各種計(jì)算理論提供哲學(xué)方法。創(chuàng)新是計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)最具特色的,也是使計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題得以在哲學(xué)殿堂確立地位的關(guān)鍵所在。
③體系。利用計(jì)算的概念、方法、工具和技術(shù)來(lái)對(duì)傳統(tǒng)和新的問(wèn)題進(jìn)行建模、闡釋和提供解決方案,為上述創(chuàng)新目標(biāo)的各個(gè)分支提煉理論分析框架。
④方法論。這一目標(biāo)屬于傳統(tǒng)的科學(xué)哲學(xué),它以創(chuàng)新為基礎(chǔ),對(duì)計(jì)算學(xué)科及其相關(guān)學(xué)科中的概念、方法和理論進(jìn)行系統(tǒng)梳理,為其提供元理論分析框架。
(2)七大方面
計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題除四大層次外,還應(yīng)包括以下七大方面。
①計(jì)算學(xué)科的本質(zhì)探討。包括:計(jì)算是不是一門學(xué)科?學(xué)科的本質(zhì)是什么,學(xué)科的根本問(wèn)題是什么?核心是什么?等等。
②計(jì)算學(xué)科的思維方式。使用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題的過(guò)程基本上是模擬人類大腦解題的過(guò)程,因此有必要分析人類是如何解決問(wèn)題的,以及在解決問(wèn)題的過(guò)程中人類是如何進(jìn)行思維活動(dòng)的。
③計(jì)算學(xué)科的基本問(wèn)題、重大問(wèn)題和未來(lái)走向?;締?wèn)題是反映計(jì)算學(xué)科本質(zhì)的,能對(duì)計(jì)算學(xué)科各分支領(lǐng)域中的核心問(wèn)題所具有的共性進(jìn)行高度概括。重大問(wèn)題是計(jì)算學(xué)科中的重要的理論模型的瓶頸問(wèn)題及其未來(lái)走向。
④計(jì)算學(xué)科的創(chuàng)新及其素質(zhì)要求。計(jì)算學(xué)科的創(chuàng)新,就是要圍繞計(jì)算學(xué)科的基本問(wèn)題、重大問(wèn)題、走向問(wèn)題、熱點(diǎn)問(wèn)題以及阻障問(wèn)題進(jìn)行理性分析、深入探討和哲學(xué)評(píng)價(jià),以期推動(dòng)計(jì)算學(xué)科的可持續(xù)發(fā)展。由此就提出對(duì)從事計(jì)算職業(yè)人員的素質(zhì)要求的研究。
⑤計(jì)算學(xué)科的方法論分析。計(jì)算學(xué)科方法論是關(guān)于計(jì)算領(lǐng)域認(rèn)識(shí)和實(shí)踐過(guò)程中的一般方法的含義、性質(zhì)、特點(diǎn)、內(nèi)在聯(lián)系和變化發(fā)展的系統(tǒng)研究。
⑥計(jì)算學(xué)科的價(jià)值原則、倫理原則。價(jià)值原則和倫理原則是指對(duì)從事計(jì)算職業(yè)的人員的價(jià)值觀要求以及道德規(guī)范的研究。
⑦計(jì)算學(xué)科重大成果的哲學(xué)分析。如人工智能的哲學(xué)問(wèn)題,現(xiàn)實(shí)世界與虛擬空間的哲學(xué)問(wèn)題,語(yǔ)言與知識(shí)、信息與內(nèi)容、形式語(yǔ)言和超文本理論的哲學(xué)問(wèn)題等。
5 小結(jié)
計(jì)算學(xué)科中哲學(xué)問(wèn)題的重點(diǎn)是計(jì)算學(xué)科的本質(zhì)探討,如尋求統(tǒng)一的計(jì)算理論,對(duì)計(jì)算本質(zhì)的理論反思等。計(jì)算學(xué)科中的哲學(xué)問(wèn)題的難點(diǎn)是創(chuàng)新,是利用計(jì)算的概念、方法、工具和技術(shù)來(lái)對(duì)傳統(tǒng)和新的問(wèn)題進(jìn)行建模、闡釋和提供解決方案,為上述創(chuàng)新目標(biāo)的各個(gè)分支提煉理論分析框架以及計(jì)算學(xué)科發(fā)展中的重大問(wèn)題的哲學(xué)分析等。(本文獲“2005年全國(guó)青年教師計(jì)算機(jī)教育優(yōu)秀論文評(píng)比”三等獎(jiǎng))
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數(shù)學(xué)思想方法論文范文4
關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué) 教學(xué) 有效措施 創(chuàng)新教學(xué)
眾所周知,數(shù)學(xué)是中學(xué)科目中較為重要的內(nèi)容之一,在學(xué)生全面素質(zhì)發(fā)展中占有重要的地位。隨著課程改革的不斷深入,初中數(shù)學(xué)也從傳統(tǒng)教學(xué)的枷鎖中掙脫出來(lái),有了全新的發(fā)展方向。本文就初中教學(xué)效果的加強(qiáng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和探究??v觀初中數(shù)學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀,有一些改善是值得欣喜的,但是當(dāng)前教學(xué)方法雖有所更新,仍存有一定問(wèn)題。這些問(wèn)題間接或直接影響了教學(xué)效果的呈現(xiàn)。筆者從以下從幾個(gè)方面展開了分析。
一、初中數(shù)學(xué)課堂教育現(xiàn)狀
學(xué)習(xí)是一種個(gè)性化的行為,在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,作為教師,應(yīng)當(dāng)在課堂教學(xué)環(huán)境中創(chuàng)設(shè)一個(gè)有利于張揚(yáng)學(xué)生個(gè)性的學(xué)習(xí)場(chǎng)所,讓學(xué)生在一定的學(xué)習(xí)氛圍中展開學(xué)習(xí)。但是,由于長(zhǎng)期以來(lái)應(yīng)試教育的不良影響壓制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,數(shù)學(xué)教學(xué)效率跌落到了低谷。廣大教育工作者們?yōu)榱烁淖冞@種情況,進(jìn)行了系統(tǒng)的完善和優(yōu)化。新課程改革下,數(shù)學(xué)教學(xué)的目標(biāo)變得務(wù)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn),不難看出,措施改革的優(yōu)化為學(xué)生學(xué)習(xí)效果的表現(xiàn)帶來(lái)很大的助力。在這樣關(guān)鍵的時(shí)刻,不能忽視個(gè)別問(wèn)題的解決和培養(yǎng)。
二、初中數(shù)學(xué)中的問(wèn)題及措施
(一)營(yíng)造活躍的課堂學(xué)習(xí)氛圍
數(shù)學(xué)是一門極具嚴(yán)謹(jǐn)思維和周密計(jì)算的科學(xué)科目,對(duì)學(xué)生的思維運(yùn)轉(zhuǎn)提出了高要求。但是,從目前的情況來(lái)看,初中數(shù)學(xué)教學(xué)課堂上,教師過(guò)于重視學(xué)生的技巧練習(xí),強(qiáng)調(diào)記憶卻不加強(qiáng)理解、強(qiáng)調(diào)模范卻不鼓勵(lì)創(chuàng)新,這些不完善的教學(xué)方法限制了學(xué)生主觀能動(dòng)性的發(fā)揮,使數(shù)學(xué)這門頗具趣味性的學(xué)科變成了一門“難學(xué)的課”、“枯燥的課”,最終讓教學(xué)變得枯燥沉悶,嚴(yán)重缺乏熱情和活力。
面對(duì)這樣的課堂,教師如不從深處入手,很難達(dá)到教育教學(xué)的目標(biāo)。正所謂“教學(xué)相長(zhǎng)”,對(duì)于教師來(lái)說(shuō),學(xué)生不僅是受教育者,更是傳遞信息的紐帶。現(xiàn)在的學(xué)生成長(zhǎng)在新事物的包圍中,享受著物質(zhì)生活帶來(lái)的樂(lè)趣,忽視了學(xué)習(xí)知識(shí)所帶來(lái)的快樂(lè)。因此,教師要給予學(xué)生發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)樂(lè)趣的眼睛,從學(xué)生感興趣的地方改進(jìn)教學(xué)。
例如,在教學(xué)案例幾何的方法求證中,無(wú)論是課本教材還是板書講演,都有枯燥難懂的特點(diǎn),并不能引起學(xué)生積極的思考。很多教師往往對(duì)此束手無(wú)措,這樣的情況下,教師可以將新的元素融入課堂教學(xué)之中?,F(xiàn)下,中學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的興趣比較大,教師可以采取多媒體講述的方法,將幾何求證做成PPT、FLASH動(dòng)畫等新穎的形式。帶給學(xué)生帶來(lái)新鮮感。
(二)加強(qiáng)初中數(shù)學(xué)思想方法的培育
營(yíng)造良好的學(xué)習(xí)氛圍是提升教學(xué)效果的一個(gè)方面。除此之外,教師要不斷發(fā)揮自主創(chuàng)新的意識(shí),改進(jìn)教學(xué)方法,提高學(xué)生的綜合實(shí)力和興趣養(yǎng)成。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),數(shù)學(xué)教學(xué)的學(xué)習(xí)方法是一個(gè)難以掌握和理解的問(wèn)題。有些教師甚至摒棄和忽視了學(xué)生數(shù)學(xué)思想方法的培育,在完成教學(xué)目標(biāo)的同時(shí),對(duì)具體知識(shí)、結(jié)題技巧的訓(xùn)練比較突出,忽視了數(shù)學(xué)思想方法的運(yùn)用。而在知識(shí)應(yīng)用的過(guò)程中,也過(guò)于注意解題的技能經(jīng)驗(yàn),對(duì)教學(xué)深次的方法不能很好地歸納和總結(jié)。學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)方法的運(yùn)用是知識(shí)轉(zhuǎn)化為教學(xué)能力的重要手段,是學(xué)生建立完善的數(shù)學(xué)價(jià)值的方法,運(yùn)用數(shù)學(xué)思想方法,可以更好的深化數(shù)學(xué)教學(xué)改革。所以說(shuō)教師對(duì)知識(shí)歸納方法的積累至關(guān)重要。
在教育意義之中,教學(xué)方法的重要意義不言而喻。俗話說(shuō):“授人以魚,不如授人以漁?!薄棒~”和“漁”的比喻恰似數(shù)學(xué)教學(xué)方法的應(yīng)用,通過(guò)不同的渠道達(dá)到數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的加強(qiáng)。在解題的過(guò)程中,可以利用學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí),結(jié)合相關(guān)條件,從不同的角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行全面分析,通過(guò)這些經(jīng)驗(yàn)的積累,培養(yǎng)學(xué)生思維的運(yùn)轉(zhuǎn)。例如,在三角形內(nèi)角和的教學(xué)過(guò)程中,教師可以先讓學(xué)生估算不同類型的三角和內(nèi)角度數(shù),然后逐個(gè)計(jì)算,得到結(jié)論三角形內(nèi)角和為180°。在此基礎(chǔ)上,再進(jìn)行細(xì)分的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,讓學(xué)生剪出各式三角形的紙片,等邊、直角、銳角三角形不限。運(yùn)用“剪一剪”“拼一拼”“算一算”的方法,拼成一個(gè)平角。在后期實(shí)驗(yàn)的部分,教師完全可以讓學(xué)生自我創(chuàng)造,根據(jù)一種三角形的計(jì)算方法,即可得出不同類型三角的內(nèi)角度數(shù)。教學(xué)中,學(xué)生很好的接受了數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法的滲透,為自身知識(shí)的深入和創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。
(三)提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性
數(shù)學(xué)教學(xué)要讓學(xué)生在獲取知識(shí)的同時(shí),挖掘自身的潛力,提高綜合素質(zhì),激發(fā)學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的探究。俗話說(shuō):“好記性不如爛筆頭”,于此可見,智慧來(lái)自于親身的體驗(yàn)和實(shí)踐。只有學(xué)生經(jīng)過(guò)自身的實(shí)踐,才能獲得屬于自己獨(dú)特的收獲。教師選擇的方法要科學(xué)有效,根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容變換不同凡人教學(xué)方法。
在目前的教學(xué)課堂上,教師一般處于對(duì)教學(xué)內(nèi)容的考慮,單一的運(yùn)用某一種教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué),學(xué)生很容易感到乏味和枯燥。因此,在教學(xué)中,教師要將各種方法進(jìn)行組合搭配,比如,對(duì)比法和和歸納法,完全可以搭配起來(lái)運(yùn)用,將帶給學(xué)生更多的新鮮感。
總結(jié):
綜上所述,為了加強(qiáng)初中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)效率,使學(xué)生在課堂上敢于發(fā)表自己的意見,教師要深入到學(xué)生中間去,構(gòu)建和諧融洽的學(xué)習(xí)環(huán)境。教師要從學(xué)習(xí)和生活兩個(gè)方面了解學(xué)生,關(guān)心學(xué)生,真正做到“課上的師生、課下的朋友、課后的親人”。學(xué)生出現(xiàn)疑問(wèn)的時(shí)候,教師要耐心細(xì)致的進(jìn)行講解,這些問(wèn)題的解決都會(huì)減少學(xué)生的學(xué)習(xí)壓力,在初中數(shù)學(xué)教學(xué)活動(dòng)中建立良好的師生關(guān)系,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)輕松愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境。
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數(shù)學(xué)思想方法論文范文5
【關(guān)鍵詞】中職數(shù)學(xué);RMI原理;信息技術(shù);整合
【中圖分類號(hào)】G712 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B
【論文編號(hào)】1671-7384(2015)09-0083-03
RMI原理概述
1. RMI原理即關(guān)系映射反演原理
RMI原理即關(guān)系映射反演原理(關(guān)系Relation、映射Mapping、反演Inversion),是由中國(guó)著名數(shù)學(xué)教育家徐利治教授于1983年首先得出的,它是經(jīng)過(guò)建立一種映射,把所研究的對(duì)象從一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中映射到另一個(gè)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中去,利用新的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的知識(shí),研究問(wèn)題的解,然后再通過(guò)反演,得到原來(lái)問(wèn)題的解答的一種解決問(wèn)題的思維方法。它是實(shí)現(xiàn)化歸的一種重要的、規(guī)范化的原理。因此,在較復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題解決過(guò)程中,可以考慮借助于RMI這一模式簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)問(wèn)題,達(dá)到解決問(wèn)題的目的。
RMI原理的內(nèi)容可用框圖表示如圖1所示。
圖1 RMI原理
簡(jiǎn)單地解釋這個(gè)框圖就是:我們要求的未知目標(biāo)原象x是一個(gè)不容易求出的量,通過(guò)含有x的原象關(guān)系結(jié)構(gòu)R,利用映射M(一一對(duì)應(yīng))將所求問(wèn)題映射到映象關(guān)系結(jié)構(gòu)R*,從R*中找出未知原象x的映象x*,如果x*可以確定下來(lái),再通過(guò)反演即逆映射M-1就可以將未知目標(biāo)原象x確定下來(lái)。值得注意的是,這里用到的映射M與反演M-1必須是確實(shí)可行的,否則整個(gè)過(guò)程都將無(wú)任何意義。
2. RMI原理的具體應(yīng)用
人們一看到RMI原理,會(huì)產(chǎn)生很多的疑問(wèn),不知道其是何意。其實(shí),早在我國(guó)古代就已經(jīng)有人運(yùn)用它來(lái)解決問(wèn)題了,“曹沖稱象”就是一個(gè)典型的實(shí)例。在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下,直接稱大象的質(zhì)量是很難辦到的,于是曹沖就想到了利用現(xiàn)代物理學(xué)的有關(guān)浮力的原理,把稱量大象的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為稱量與其等重的石塊的質(zhì)量,稱量大象轉(zhuǎn)化為稱量石塊,問(wèn)題一下子就被解決了。簡(jiǎn)單地說(shuō),RMI原理的基本思想就是數(shù)學(xué)的化歸思想。
此外,我們?cè)诶脤?duì)數(shù)來(lái)計(jì)算龐大的數(shù)字的乘、除、乘方、開方等運(yùn)算時(shí),常常用的就是這一模式。一般是先取其對(duì)數(shù),然后利用對(duì)數(shù)的性質(zhì)將乘、除、乘方、開方等運(yùn)算轉(zhuǎn)化為加、減、乘、除等運(yùn)算,計(jì)算出結(jié)果后再求反對(duì)數(shù),就得到所需計(jì)算的結(jié)果。
中職數(shù)學(xué)教學(xué)中RMI原理與信息技術(shù)的整合
1.在解決幾何問(wèn)題中的整合應(yīng)用
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)不僅要學(xué)習(xí)它的知識(shí)內(nèi)容,還要掌握數(shù)學(xué)的思維、思想和方法。掌握基本數(shù)學(xué)思想方法能使數(shù)學(xué)更易于理解與記憶,領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)思想方法是通向正遷移大道的“光明之路”。結(jié)合中職數(shù)學(xué)的具體內(nèi)容滲透數(shù)學(xué)思想方法,不僅能使學(xué)生更好地理解和掌握數(shù)學(xué)內(nèi)容,更有利于學(xué)生感悟數(shù)學(xué)思想方法,初步理解數(shù)學(xué)內(nèi)容的精神,感受數(shù)學(xué)科學(xué)的精髓和思想。在教學(xué)中,教師應(yīng)注意這種思想在中職數(shù)學(xué)中的滲透,使學(xué)生領(lǐng)會(huì)RMI這種重要的數(shù)學(xué)思想,使他們學(xué)會(huì)運(yùn)用這種思想解決在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中遇到的困難,從而達(dá)到鍛煉思維、激發(fā)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣的目的。而適時(shí)引入多媒體、網(wǎng)絡(luò)等信息化教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué),可以大大加快學(xué)生對(duì)知識(shí)理解的進(jìn)程。
例如,中職數(shù)學(xué)教材中有這樣一個(gè)問(wèn)題:在鐵路的同側(cè)有兩個(gè)工廠A、B,要在路邊建一個(gè)貨場(chǎng)C,使A、B兩地到貨場(chǎng)C的距離之和最小,如圖2所示。問(wèn)貨場(chǎng)C應(yīng)在什么位置?
圖2
要解決這個(gè)問(wèn)題首先要把它數(shù)學(xué)化,把它變成一個(gè)幾何問(wèn)題,即用到建模的思想,然后利用RMI原理進(jìn)一步求解。因此,可把此問(wèn)題映射到平面幾何中對(duì)稱的結(jié)論,作A以鐵路為軸的對(duì)稱點(diǎn)A’,連結(jié)A’B,A’B與鐵路的交點(diǎn)就是貨場(chǎng)C,此過(guò)程中我利用幾何畫板制作了一個(gè)課件,利用軟件繪制的生動(dòng)、形象的圖形,讓學(xué)生通過(guò)對(duì)直觀圖形進(jìn)行觀察和測(cè)量,理解抽象的理論概念,從而證明C點(diǎn)到AB兩點(diǎn)距離之和最短。再反演回到問(wèn)題的開始,即可得出結(jié)論,在整個(gè)解題過(guò)程中滲透此原理,而信息化教學(xué)手段的應(yīng)用又降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度,達(dá)到了很好的整合效果。
2.在解決應(yīng)用問(wèn)題時(shí)的整合應(yīng)用
應(yīng)用問(wèn)題從來(lái)都是中職學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的一個(gè)難點(diǎn),教學(xué)過(guò)程中如何突破難點(diǎn)是一個(gè)需要認(rèn)真思考的問(wèn)題。數(shù)學(xué)思想方法總是蘊(yùn)含在具體的數(shù)學(xué)基本知識(shí)里,處于潛形態(tài)。如何挖掘問(wèn)題中深層次的信息是關(guān)鍵,要獲得問(wèn)題的答案,當(dāng)然會(huì)想到把它化歸成我們熟悉的問(wèn)題來(lái)解決,RMI原理的應(yīng)用就順理成章了。例如,在人教版中等職業(yè)教育課程改革國(guó)家規(guī)劃新教材數(shù)學(xué)(基礎(chǔ)模塊)上冊(cè)(2009版)3.3中有下列例題:一家旅社有客房300間,每間房租20元,每天都客滿,旅社欲提高檔次并提高租金,如果每間房租每增加2元,客房出租數(shù)會(huì)減少10間,不考慮其他因素時(shí),旅社將房租租金提高到多少時(shí),每天客房的租金總收入最高?
我們先設(shè)提高x個(gè)2元時(shí),利潤(rùn)為y元,把問(wèn)題映射到y(tǒng)關(guān)于x的函數(shù),求出函數(shù)的最值,再反演回到問(wèn)題的開始的原象,問(wèn)題便得以解決。具體過(guò)程思維框圖如圖3所示。
圖3
教師可用多媒體課件把配方的過(guò)程加以演示,以提高教學(xué)效率。
3.在求函數(shù)值域問(wèn)題中的整合應(yīng)用
又如求函數(shù)f(x)=0.2-x+1(x∈R)的值域,由于直接求原函數(shù)的值域有困難,學(xué)生很難想出思路,教師適時(shí)進(jìn)行引導(dǎo),把此問(wèn)題映射為求其反函數(shù)f -1(x)= log(x-1),再求反函數(shù)的定義域x>1,反演回到原函數(shù)的值域y>1,具體過(guò)程思維框圖如圖4所示。
圖4
此時(shí),教師“另辟蹊徑”,利用教學(xué)軟件給出函數(shù)y=0.2-x+1(x∈R) 的圖像,如圖5所示。
圖5
學(xué)生直接從圖像上即可看出函數(shù)的值域,遵循了教學(xué)的直觀性原則,可見“數(shù)形結(jié)合”的重要性,也體現(xiàn)了信息化教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。
4.求函數(shù)解析式時(shí)的整合應(yīng)用
函數(shù)中的換元法,也是RMI原理應(yīng)用的一種表現(xiàn),即將函數(shù)的“自變量”或某個(gè)關(guān)系式代之以一個(gè)新的變量(中間變量),然后找出函數(shù)對(duì)中間變量的關(guān)系,從而取表達(dá)式。我們看如下例子:
已知 ,求f(x)的表達(dá)式。
本題很難用定義法解決,即通過(guò)配方、湊項(xiàng)等使之變形為關(guān)于“自變量x”的表達(dá)式。因此,可用一個(gè)新的變量代替函數(shù)中原來(lái)的自變量表達(dá)式,在此過(guò)程中要注意自變量的范圍。其過(guò)程用框圖表示如圖6所示。
圖6
解題過(guò)程:令u=(u≠1),
則x=,
于是f(u)=,
以x代u得:f(x)=x2-x+1。
我在講授時(shí)利用PPT制作了課件,把整個(gè)化簡(jiǎn)的過(guò)程加以展示,上課時(shí)只須用鼠標(biāo)作“一指禪”,每次輕輕一點(diǎn),相關(guān)的步驟就自動(dòng)展現(xiàn)出來(lái)。課件還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是具有可重復(fù)性,老師可根據(jù)學(xué)生的接受情況,隨時(shí)返回需要重復(fù)的內(nèi)容,這樣提高了課堂的效率,增大了課堂的容量。
以上內(nèi)容闡述了筆者在中職數(shù)學(xué)教學(xué)中把RMI原理的應(yīng)用與信息技術(shù)整合的幾個(gè)教學(xué)實(shí)例,使RMI原理這棵“老樹”在信息化教學(xué)手段下發(fā)出了“新芽”,達(dá)到了預(yù)期的整合目的。當(dāng)然,RMI原理的思想方法作為數(shù)學(xué)思維的重要特點(diǎn)之一,體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的抽象性,是數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法的重要體現(xiàn)。它也不是萬(wàn)能的,因?yàn)樗⒉荒塥?dú)立解題,而是基于應(yīng)有的數(shù)學(xué)知識(shí)之上,尋求一種將“未知、復(fù)雜、困難”的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為“簡(jiǎn)單、容易”的映射。在新的領(lǐng)域中,使問(wèn)題得到解決,再“反演”回原來(lái)的領(lǐng)域中去。 筆者同時(shí)也認(rèn)為,信息化教學(xué)手段更不是萬(wàn)能的,首先,不是每個(gè)數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)都能用上多媒體,用得不好還有可能分散學(xué)生的注意力,干擾學(xué)生的解題思維,削弱課堂教學(xué)效果,數(shù)學(xué)課件的設(shè)計(jì)始終應(yīng)將解決數(shù)學(xué)教學(xué)中的問(wèn)題放在第一位;其次,應(yīng)用多媒體課件上課,教學(xué)密度加大了,留給學(xué)生思考的時(shí)間卻少了,有可能產(chǎn)生學(xué)生對(duì)一些內(nèi)容感到“一知半解”的結(jié)果。因此,我們要不斷地探索和實(shí)踐,這是我們廣大教師的責(zé)任和追求。
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數(shù)學(xué)思想方法論文范文6
摘 要:?jiǎn)栴}轉(zhuǎn)化是數(shù)學(xué)中常用的思想方法。問(wèn)題轉(zhuǎn)化思想在微積分教學(xué)中的應(yīng)用很多,包括極限的數(shù)學(xué)定義、微分中值定理、洛比達(dá)法則、定積分以及微分方程等。轉(zhuǎn)化的形式是將一個(gè)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為另一個(gè)問(wèn)題,轉(zhuǎn)化的原則是由繁到簡(jiǎn),由難到易,直至問(wèn)題解決。
關(guān)鍵詞:?jiǎn)栴}轉(zhuǎn)化;微積分;極限;微分中值定理;定積分
微積分是高等數(shù)學(xué)的主要內(nèi)容,是一般非數(shù)學(xué)類專業(yè)大學(xué)生的重要基礎(chǔ)課之一。關(guān)于學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的作用在教育部高等學(xué)?!皵?shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)”的《數(shù)學(xué)學(xué)科專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報(bào)告》[1]中指出了五個(gè)方面:提供必要的數(shù)學(xué)工具,學(xué)會(huì)數(shù)學(xué)方式的理性思維,領(lǐng)會(huì)數(shù)學(xué)文化,培養(yǎng)審美情操以及為終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。這是在現(xiàn)階段對(duì)高等數(shù)學(xué)教育的指導(dǎo)性文件。其中的工具和基礎(chǔ)作用是以往一直強(qiáng)調(diào)的,而數(shù)學(xué)思維以及文化和審美方面在過(guò)去并未受到足夠的重視。我們認(rèn)為:思維方式的培養(yǎng)應(yīng)該以概念、理論等知識(shí)點(diǎn)為載體,教師在點(diǎn)點(diǎn)滴滴的教學(xué)中有意提升,使這項(xiàng)工作日?;纬闪?xí)慣。至于文化和審美方面的培養(yǎng)則需要更高理念的支持。
數(shù)學(xué)思維方式有很多形態(tài),如歸納、類比、轉(zhuǎn)化等等。其中問(wèn)題轉(zhuǎn)化是數(shù)學(xué)中最基本最常用的一種思維方式,它的基本思想為將一種形式的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為另一種形式的問(wèn)題,將較難的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的問(wèn)題,從而實(shí)現(xiàn)問(wèn)題解決。這里作者就問(wèn)題轉(zhuǎn)化思想在微積分教學(xué)中的應(yīng)用談?wù)剛€(gè)人的想法和做法。
1 從極限的描述性定義到數(shù)學(xué)定義的轉(zhuǎn)化
眾所周知,極限是整個(gè)微積分的基礎(chǔ),它的定義在微積分各部分內(nèi)容中都有應(yīng)用。但很多學(xué)生在學(xué)到極限的數(shù)學(xué)定義時(shí),無(wú)法將其與形象直觀的描述性定義畫等號(hào),從而產(chǎn)生排斥心理。這種情況甚至影響了他們后繼學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的興趣。在教學(xué)中如何實(shí)現(xiàn)從極限的描述性定義(下面簡(jiǎn)稱為A)到數(shù)學(xué)定義(下面簡(jiǎn)稱為B)的轉(zhuǎn)化是每個(gè)教師面臨的一大考驗(yàn)。這里我們介紹一種分段轉(zhuǎn)化的教學(xué)模式[2],即在A,B中間插入兩種過(guò)渡形式A1,A2,下面是數(shù)列極限從描述性定義到數(shù)學(xué)定義的分段轉(zhuǎn)化:
A:當(dāng)n無(wú)限增大時(shí),xn無(wú)限接近于a;
A1: 可以任意小,只要n足夠大;
A2: ( 為事先給定的一個(gè)正數(shù),無(wú)論它多么小),只要n足夠大;
B:對(duì)于任意給定的一個(gè)正數(shù) (無(wú)論它多么?。偞嬖谡麛?shù)N,只要n>N,就有 。
對(duì)于函數(shù)極限的定義,可類似進(jìn)行分段轉(zhuǎn)化:
A:當(dāng)x無(wú)限接近于a時(shí), 無(wú)限接近于A;
A1: 可以任意小,只要 足夠小;
A2: ( 為事先給定的一個(gè)正數(shù),無(wú)論它多么?。?,只要 足夠?。?/p>
B:對(duì)于任意給定的一個(gè)正數(shù) (無(wú)論它多么小),總存在一個(gè)正數(shù) ,只要 ,就有 。
恰當(dāng)?shù)貫殡y于理解的概念設(shè)置鋪墊是教師在教學(xué)中發(fā)揮作用的主要方面。李大潛院士在文[3]中指出:教師“要遵循學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律,要設(shè)身處地的站在學(xué)生的角度來(lái)思考,不應(yīng)該把自己的高觀點(diǎn)直接加到學(xué)生身上。拔苗助長(zhǎng)的做法只能影響學(xué)生打基礎(chǔ),不利于他們今后的成長(zhǎng)?!苯虒W(xué)實(shí)踐表明,對(duì)極限定義的分段轉(zhuǎn)化符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,能夠盡快實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)極限數(shù)學(xué)定義的認(rèn)同,進(jìn)而使學(xué)生在解決問(wèn)題中自覺(jué)運(yùn)用極限的思想方法。這種轉(zhuǎn)化也為定性描述到定量定義提供了一種范例。
2 四個(gè)微分中值定理的轉(zhuǎn)化
作為一元函數(shù)微分學(xué)應(yīng)用的基礎(chǔ),中值定理是微積分的核心內(nèi)容之一。從羅爾定理,到拉格朗日中值定理,再到柯西定理,最后到泰勒中值定理[4],四個(gè)定理逐漸深入,層層遞進(jìn),充分展現(xiàn)了一元可微函數(shù)的性質(zhì)。但這里因?yàn)槎ɡ矶?,理論性?qiáng),學(xué)生在學(xué)習(xí)中感到吃力。在這一部分教師的作用就是將知識(shí)條理化,幫助學(xué)生由低級(jí)到高級(jí),由簡(jiǎn)單到深入地理解和掌握這一塊知識(shí)。
首先看羅爾定理,它告訴我們對(duì)于閉區(qū)間上連續(xù)、開區(qū)間內(nèi)可導(dǎo)的函數(shù),如果還滿足兩端點(diǎn)函數(shù)值相等,那么在區(qū)間內(nèi)必存在一點(diǎn),函數(shù)在該點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)等于零,也就是在曲線上有一點(diǎn)處的切線平行于x軸。其次,羅爾定理可以推廣為拉格朗日中值定理:去掉兩端點(diǎn)函數(shù)值相等的條件,結(jié)論就是曲線上有一點(diǎn)處的切線平行于兩端點(diǎn)的連線。而羅爾定理僅僅是拉格朗日中值定理的特殊情況。但是一般情形的導(dǎo)出又恰恰是通過(guò)將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為特殊情形實(shí)現(xiàn)的。這里蘊(yùn)含了重要的方法論價(jià)值。將拉格朗日中值定理中的曲線以參數(shù)方程表示,這可以得到第三個(gè)中值定理—柯西定理。并且拉格朗日中值定理還是柯西定理的特例。在問(wèn)題形式不斷轉(zhuǎn)化的過(guò)程中,知識(shí)就這樣一步步展開。最后是著名的泰勒中值定理。因?yàn)楹吞├占?jí)數(shù)的交融關(guān)系以及在工程技術(shù)中被高頻使用,泰勒中值定理實(shí)際上是微積分中的一個(gè)重量級(jí)公式,尤其是在工程師們的眼里。
這個(gè)定理因?yàn)樯婕暗礁唠A導(dǎo)數(shù)使得我們無(wú)法像前面一樣給出直觀的解釋,但就是這個(gè)看起來(lái)十分繁瑣冗長(zhǎng)的結(jié)果卻可以通過(guò)連續(xù)運(yùn)用柯西定理推導(dǎo)出來(lái)。這正體現(xiàn)了自然界中的一個(gè)常見規(guī)律:簡(jiǎn)單問(wèn)題疊加后將不再簡(jiǎn)單;復(fù)雜問(wèn)題往往可以分解成若干簡(jiǎn)單問(wèn)題。泰勒定理之精妙所在還在于將微分表達(dá)式中的線性主部推廣到了任意次多項(xiàng)式,并且將高階無(wú)窮小給出了具體表達(dá)式,使人們不僅能夠?qū)瘮?shù)的近似表示有所選擇,而且可對(duì)誤差進(jìn)行控制??梢哉f(shuō)泰勒公式將微分中以直代曲的思想進(jìn)行得完全徹底。再回頭我們會(huì)發(fā)現(xiàn),在泰勒定理中n=0時(shí)的特殊情況就轉(zhuǎn)化成了拉格朗日中值定理。從而可以將樸素的拉格朗日中值定理蘊(yùn)含于泰勒定理中。
中值定理的演化猶如人類社會(huì)的演化,時(shí)而平緩,時(shí)而急劇,但一直在起作用的恰恰是最基本的規(guī)律。通過(guò)教師的有效整合,可以將該部分的各知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地串聯(lián)起來(lái),形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。既便于學(xué)生理解掌握,又承載了一定的思想方法,收到一舉多得的效果。 轉(zhuǎn)貼于
3 洛比達(dá)法則的使用
作為微分中值定理的應(yīng)用范例之一是洛比達(dá)法則[5] ,它是微積分中又一個(gè)十分經(jīng)典的問(wèn)題轉(zhuǎn)化的案例。洛比達(dá)法則有多種形式,但核心都是求未定式的極限。在一定條件下兩個(gè)無(wú)窮?。ɑ驘o(wú)窮大)比值的極限等于它們分別求導(dǎo)后的比值的極限。這里需注意的是法則并沒(méi)有告訴我們極限值是多少,只是將原來(lái)的比值極限轉(zhuǎn)化為另一種形式的比值的極限。使用洛比達(dá)法則的前提之一是后者的極限易求出。我們只是通過(guò)這種轉(zhuǎn)化將問(wèn)題由繁化簡(jiǎn)、由難化易,直至最后解決。這里如果問(wèn)題朝著相反的方向轉(zhuǎn)化,那就要立即停止,另想它法。在教學(xué)中教師強(qiáng)調(diào)這種轉(zhuǎn)化可以提醒學(xué)生進(jìn)行積極有效地思維,并有意識(shí)地訓(xùn)練問(wèn)題轉(zhuǎn)化思想的運(yùn)用。
4 關(guān)于定積分的定義與性質(zhì)
初學(xué)定積分的人會(huì)感覺(jué)其定義及其繁瑣。為減輕初學(xué)者的心理壓力,教師可以將冰冷的定義轉(zhuǎn)化為通俗的語(yǔ)言。事實(shí)上,定積分蘊(yùn)含了重要的變量求和思想,這種思想在科學(xué)研究和工程計(jì)算中十分常見。概括地講定積分可以分為四步:①分割:將一個(gè)量分為若干個(gè)小量;②近似:對(duì)每個(gè)小量進(jìn)行近似,這里的關(guān)鍵技術(shù)是用常量代替變量;③求和:將所有小量的近似值相加;④取極限:當(dāng)分割無(wú)限加細(xì)時(shí)總量近似值的極限即為其精確值。
類似的事情在二重積分上發(fā)生了,僅僅是變量從一個(gè)發(fā)展到兩個(gè),問(wèn)題的形式和解決的方式可以說(shuō)是完全重復(fù)。那么三重積分的情況怎樣呢?也只是再多一個(gè)變量而已。如此一來(lái)我們就通過(guò)這種升級(jí)轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)了一重積分到二重積分、三重積分的過(guò)渡。不僅如此,對(duì)于兩類曲線積分和兩類曲面積分也可以繼續(xù)沿用前面問(wèn)題轉(zhuǎn)化的思想,順利引出相應(yīng)的定義。至此,七類積分的全貌已現(xiàn),而我們也可以重新歸納積分的本質(zhì),即是對(duì)可變量的求和。
除了定積分的定義,定積分還有七個(gè)著名的性質(zhì)。由于這些性質(zhì)的證明要用到定義,而定義形式又具有一致性,因而相應(yīng)地產(chǎn)生了其他類型積分的性質(zhì)。不過(guò)第二類曲線積分和第二類曲面積分的性質(zhì)稍有不同,需加注意[6]。
5 微分方程中的問(wèn)題轉(zhuǎn)化
解微分方程的目的是尋求方程的通解或特解,其中最原始的方法是積分。由于積分問(wèn)題本身的難度,使得人們十分關(guān)注那些能夠積出來(lái)的方程類型,而對(duì)于其他類型的微分方程只好試圖通過(guò)問(wèn)題轉(zhuǎn)化化成已解決的類型,因而在這里轉(zhuǎn)化的工作司空見慣。如齊次方程就是通過(guò)變量代換化為可分離變量的方程,甚至包括可化為齊次方程的方程類型。另外關(guān)于可化為一階方程的二階微分方程也總結(jié)了三種類型。
特別值得一提的是在解常系數(shù)線性微分方程時(shí),我們引入了一個(gè)重要的代數(shù)方程—特征方程,將原問(wèn)題的解的形態(tài)完全轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的特征方程的根的情況。這種轉(zhuǎn)化將微分方程問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程問(wèn)題,這種跨領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化大大降低了問(wèn)題的難度,成為問(wèn)題轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的又一個(gè)經(jīng)典案例。
6 結(jié)束語(yǔ)
問(wèn)題轉(zhuǎn)化作為一種重要的思想方法它蘊(yùn)含于許許多多的概念、定理和公式中,需要我們?cè)诮虒W(xué)中不斷發(fā)現(xiàn)、整理,以充實(shí)教學(xué)實(shí)踐。當(dāng)然還有其他的思維方式也需要教師在教學(xué)實(shí)踐中有意識(shí)地運(yùn)用。大學(xué)數(shù)學(xué)作為一門公共基礎(chǔ)課,不僅為學(xué)生后繼課程的學(xué)習(xí)準(zhǔn)備知識(shí)基礎(chǔ),更是培養(yǎng)新一代青年科學(xué)思維方法的良好素材。隨著時(shí)間的流逝,具體的概念或公式可能記不清楚了,但是作為數(shù)學(xué)文化價(jià)值的科學(xué)思維方式,如果培養(yǎng)了,則會(huì)使學(xué)生終身受益[7]。
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