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第22章 中学数学的教学原则(2)

这种严谨性要求,随着中学数学教学的发展,其标准也应该逐步提高。因为,中学数学教学内容越高深,抽象程度也越高,相应地严谨性要求也越高。教师应该采取适当的措施,使学生尽快地适应这种发展,以形成习惯。为此,教师应该持之以恒,并以身作则。备课、讲授、批改作业、课外辅导都应该注意这方面的要求。这样严谨性与量力性就能形成良性循环。

3.要求学生周密思考,言必有据

为了强调数学学科的严谨性,在贯彻严谨性与量力性相结合原则时,不能脱离学生的实际。具体说来,就是对学生提出“周密思考。言必有据”的要求,使学生养成严谨性的习惯。

周密思考,就是要全面地思考,不要遗漏,从而体现严谨性。但是,要养成这种习惯,必须经过严格训练。青少年由于他们社会阅历不多,考虑问题难免片面。比如,讲算术平方根概念后.学生会记住“算术平方根是正数a的正的平方根”。但是遇到(a-b)2时,稍不小心,就信手写出其结果为a-b。这就是思考不周密的表现。若经教师提示后,学生会立即纠正过来。因此,做到周密思考,必须不断加强训练。

言必有据,是数学严谨性的重要标志之一,也是保障周密思考的有力的措施。中学数学教学中,教师可以结合典型例题,强调“言必有据”。譬如,在几何证明题中,要求学生在练习时,每一步推论都用括号注明其理由,以逐步养成言必有据的习惯。

言必有据不仅体现在推理、论证中,在计算、画图时,也要求做到确凿可靠,尤其是对那些由计算或画图作出某种判断、某种结论的问题。在这类问题中,不仅计算要有充足的算理作保证,画图要有可靠的依据,而且还需要进行充分的论证。否则,仍然会发生以偏概全、思考欠周密的错误。

当然,言必有据并不排斥解题、证题中产生的某些猜想。应该注意的是,这种猜想必须是有根据的、合理的。也就是说,强调言必有据,既要符合严谨性要求,又不能抑制有根据的创新思考。要鼓励学生敢于设疑、质疑,向权威挑战,培养学生的创新意识。

总之,数学的严谨性与量力性要很好地结合,在教学中要注意教学的“分寸”,即注意教材的深广度,从严谨着眼,从量力着手;另外,要注意阶段性,使前者为后者作准备,后者为前者的发展,前后呼应。通过对学生严谨性的培养使学生养成良好的思考习惯。

二、抽象性与具体性相结合的原则

(一)抽象性与具体性

数学是以现实世界的空间形式和数量关系作为自己的研究对象。所以,它的研究对象本来是十分具体的。但是,为了在比较纯粹的状况下来研究空间形式和数量关系,才不得不把客观对象的所有其他特征抛开不管,而只抽象出空间形式和数量关系进行研究。因此数学具有十分抽象的形式,这就是数学的抽象性。

数学的抽象性,表现为数学概念的抽象性、数学思维的抽象性以及数学符号的抽象性,其中数学概念的抽象性是最根本的。然而,任何一个抽象的数学概念,在它形成的过程中,却往往以大量的具体对象作为基础,或者以一些相对具体的抽象概念作为基础。因此,在中学数学教学中必须贯彻抽象性与具体性相结合的原则。这条原则的理论基础有三方面:

第一,由数学抽象的相对性与中学生抽象思维的局限性所决定。

数学概念的抽象性、数学思维的抽象性以及数学符号的抽象性,很容易掩盖它们与具体对象之间的联系。数学的抽象性并不排斥具体对象的直观性,恰恰相反,现实世界的具体对象是数学抽象的素材,而且抽象的数学概念一旦与具体对象建立起联系,也更生动易懂了。比如“对应”,它是一个抽象的数学概念,也是一种重要的数学思想,其实它早在原始人分配猎物或收获品的简单、具体的活动之中就有所体现,而且现在也有许多具体的对应关系存在于人们日常生活之中。又比如“集合”,这是相当抽象的概念,但却可以借用一些生产、生活实例来处理。数理逻辑也是十分抽象的,但结合电路断合分析,就可以成为非常具体的对象。

有些数学概念似乎没有办法与具体对象建立直接联系,然而,它是在相对具体一些的抽象概念基础上再抽象的结果。其实,抽象程度越高的数学概念,概括性越强,越是能代表更广泛的具体对象共有的属性。比如,锐角三角函数,它可以与直角三角形的边之间的长度比联系起来,它是相对具体的抽象概念,它所联系的具体对象比较少。当它抽象到任意角三角函数时,表现为“圆函数”,所联系的具体对象一下子扩展到一般的“圆运动”。所以我们往往引用单位圆来讨论。进一步扩展为数值函数,即以任意实数为自变量的三角函数时,它所联系的具体对象就更为广泛,包括了所有相应的周期运动。

由此可见,数学概念的抽象性与具体对象的直观性是有联系的,而且高度的抽象不是一下子达到的,它需要一个从具体到抽象,又从相对具体到比较抽象的发展过程,这就是数学概念抽象的相对性。

中学生尤其是低年级中学生对具体对象的直观性有很强的依赖性,或者说中学生抽象思维有一定的局限性。事实上,引入比较抽象的概念时,往往需要从具体实例出发。若不举出一定数量的实例,初一学生就连“相反方向的量”也不好接受;若不以多位数乘除法作为实例,强行引入多项式乘除法的分离系数法,学生会难以理解而步履维艰。

理解、掌握抽象的概念时,往往有片面性,或者说不善于抓住其实质,只限于举出具体实例。比如,把无理数仅理解为2,3,5,…之类的数。又如,对点到直线的距离的概念,用于钝角三角形时,往往难以理解该三角形中锐角顶点到对边的距离。再如,学过函数概念之后,常常把分段函数的表达式认作两个函数或者认为不是函数。

这些事实表面上看似乎是举一反三灵活运用的能力不强的问题,但实质上是抽象概念与具体对象割裂的问题。也就是说,教学要从具体对象人手,适时地上升为抽象理论,然后又及时地把它概括到更丰富、更广泛的具体对象上去,学生就会逐渐突破其抽象思维不强的局限性,从而适应数学概念的抽象性,并逐步提高抽象思维的能力。

第二,由教学过程与认识过程的共同性和特殊性规律所决定。

教学过程就是学生认识与掌握知识的过程,教学过程与认识过程基本上一致的,教学过程不过是前人对知识认识过程的快速的、科学的重演。因此,教学过程必须以科学的认识论为基础。

列宁在阐明科学的认识过程时说:“从生动的直观到抽象的思维,从抽象思维到实践,这就是认识真理、认识客观实在的辩证的途径。”毛泽东在《实践论》中也具体地论述了认识过程,他说:“认识的过程,第一步,是开始接触外界事情,属于感觉的阶段。第二步,是综合感觉的材料加以整理和改造,属于概念、判断和推理的阶段。只有感觉的材料十分丰富(不是零碎不全)和符合实际(不是错觉),才能根据这样的材料造出正确的概念和论理来。”教育心理学的实验表明,理性知识不能离开感性知识而凭空产生,理性知识的形成,必须具有感性知识的基础。因此,数学教学是引导学生认识、掌握抽象的数学知识,但决不能只把教学建立在单纯抽象的概念和言语上,而是建立在学生具体感知和抽象思维统一的基础上,才符合科学的、辩证唯物主义的认识论原理。

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