数学抽象是指通过对数量关系与空间形式的抽象,得到数学研究对象的素养。主要包括:从数量与数量关系、图形与图形关系中抽象出数学概念及概念之间的关系,从事物的具体背景中抽象出一般规律和结构,并用数学语言予以表征。

【抽象素养标准解读】

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(1)

1、抽象的概念界定

从思维的角度看,抽象是指从众多事物中抽取出共同的、本质的属性而舍弃个别的、非本质的属性.在特定的语境中,抽象有时是指“抽象的产物(结果)”,有时是指“抽象的过程”或“抽象的方法”。

从数学的角度看,抽象是数学的特性之一.抽象对于数学学科的建立与发展来说,都是不可或缺的.可以毫不夸张地说,没有抽象就没有数学的研究对象.同样,数学的推理、数学的应用,也都离不开抽象。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(2)

2、抽象内涵分解

数学抽象的内涵有符号意识、数感、几何直观和空间想象。

(1)符号意识

符号意识主要是指能够理解并且运符号表示数、数量关系和变化规律;知道使用符号可以进行运算和推理,得到的结论具有一般性,是实现具象与抽象的和谐统一.建立符号意识有助于学生理解符号的使用,是数学表达和进行数学思考的重要形式。

符号意识内涵可分解为四点:

1、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;

2、理解符号所代表的数量关系和变化规律;

3、会进行符号间的转换;

4、能选择适当的程序和方法解决用符号所表示的问题。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(3)

(2)数感

数感主要是指关于数与数量、数量关系、运算、结果估计等方面的感悟.建立数感有助于学生理解现实生活中数的意义,理解或表述具体情境中的数量关系。

数感的内涵分解为以下三点:

1、理解数的意义,能用数来表达和交流信息;

2、能用多种方法来表示数;

3、能估计运算的结果,并对结果的合理性作出解释。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(4)

(3)几何直观

几何直观主要是指利用图形描述和分析问题。借助几何直观可以把复杂的数学问题变得简明、形象,有助于探索解决问题的思路,预测结果。几何直观可以帮助学生直观地理解数学,在整个数学学习过程中都发挥着重要作用。

几何直观的内涵分解为:

1、直观感知,观察认识直观载体的外在现象或表面意义。

2、直观洞察,观察发现直观载体的深层意义或内在本质。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(5)

(4)空间观念

空间观念以空间表象为主要表征形态,也包括定的命题表征,并涉及空间知觉与初步的空间想象。

空间观念的内涵分解有三点:

1.能够感知物体、图形的形状、大小及距离、方位等的位置关系。

2.在大量空间知觉的基础上,形成关于物体、图形的形状、大小及相互位置关系的印象。

3.在事物或图形的影响下,在言语的调节下,头脑中已有空间表象经过加工、改造、结合,产生新表象。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(6)

【高中数学抽象素养的体现】

概念:集合、映射、函数、复合函数、函数单调性、函数奇偶性、周期性、指数函数及其性质、对数函数及其性质、三角函数及性质、平面向量、曲线与方程、导函数等。

定理:正弦定理、余弦定理、数学归纳法等。

知识的应用:线性规划求解最值问题、函数零点、导函数应用等。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(7)

【高中数学《复合函数的单调性》案例与分析】

问题:学生开始对教师讲的不明白,教师答疑后,学生认为明白了,但后来对类似问题,依然没有思路,再次“明白”后,还是不能正确解决同类问题.学生的归因是“忘了”。

分析:是真的忘了,还是对函数的单调性、复合函数等知识根本就没有理解,因而不能够有效地把握问题和完整地、正确地解决问题?

教师的反思:答疑时,我自认为讲得很清楚,学生受到了一定的启发。但是反思后我发现,自己的讲解并没有很好地针对学生的知识水平,从根本上解决她存在的问题,只是一味地想要她按照某个固定程序去解决这一类问题。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(8)

学生虽然说明白了,却并不真正理解问题的本质性的东西,如复合函数的意义、复合函数中函数间的相互关系、换元的目的、函数单调性的定义等。由于我没有在她原有的知识水平、经验的基础上帮助建构,引导她注意新知识中的某些关键点,因此她的思维过程无法连续地进行,新旧知识的联系不牢固,表面上看是记忆的问题:“忘了”,其实她还是没有真正理解我所讲解的内容。这是学校教育中普遍存在的一种现象。

【抽象立意的高考试题分析】

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(9)

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(10)

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(11)

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(12)

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(13)

基于数学抽象的教学建议

1、常用数学“微探究”,让数学本质理解更透彻

所谓微探究即探究程度轻,范围小、时间短。在探究过程中,教师提供较多帮助,学生相对自主,探究的开放度小;不追求探究过程的完整性,即对某一局部内容从某个角度、在某个环节有所侧重地进行探究,探究的时间一般为几分钟到十几分钟,探究活动可灵活地实施于课堂教学中。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(14)

2、多用“变式教学”, 让数学思维更加生动

数学是思维学科,数学教学要渗透数学思维。解决数学问题的过程实际上就是思维过程,解题过程就是把所学知识、方法和数学问题联系起来进行分析探索的过程。习题讲评课要把培养学生思维能力作为一个主要任务,通过“变式”教学,使学生能够达到触类旁通,举一反三的效果,教师在课堂教学中要充分发挥“变式”教学的功能,增强学生转化的思想。在“变式”中纠正错误从而发展学生潜能,拓展思维。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(15)

3、活用数学语言 “译术”,让抽象变得更加具体

数学解题就是从具体的问题中抽象出数量关系与变化规律,同时能用数学符号表示出来,能理解符号所代表的数量关系以及意义,能进行数学语言之间的相互转译,能选择适当的数学公式、定理、法则并能选择适当的方法来解决数学问题。“译”,即理解与转化,是指正确理解已知条件并加以恰当的转化,让抽象问题更加具体,让复杂问题更加简单,让不可能变成可能,从而达到数学抽象素养的发展。

(1)“译”数学语言

①文字语言向图形、符号语言“转译”,让数学性质更加显著;

②符号语言向图形语言“转译”,让数学概念更加具体生动;

③图形语言向符号语言“转译”,让数学表达更加简洁。

(2)“译”数学知识

①“译”知识之间的联系;

②“译”知识之间的差异。

“译”题的方式多种多样,本质上就是通过理解题意,收集有效信息加工转化为熟悉的问题,寻找解题的突破口。“译”题是走向问题解决的第一步,更是走向成功的关键一步。

数学抽象对数学教学的启示(什么是数学抽象)(16)

数学核心素养是社会发展需要的人的关键能力与思维品质。当然“译”题只是解题的一种手段而非唯一途径,“译”题训练可以帮助学生认识数学知识的本质与联系,优化认知结构,提高数学思维品质,从而让数学抽象素养在数学问题解决中不断“译”出来,让一切都显得更加具体和自然。

,