小学数学中的基本思想(史宁中)ppt.
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《基本概念与运算法则——小学数学教学中的核心问题》的学习笔记放假前,在网上挑选了几本暑假期间要读的书,其中就有这本史宁中教授主编的《基本概念与运算法则——小学数学教学中的核心问题》一书,每读一页都有很多收获,结合《课标》和另外一本关于案例式解读《课标》的书,使得我对“四基”、“四能”、“十大核心概念”等有了更深刻、更具体的认识。
书读过一遍后,感觉还有必要再读一遍并做好笔记,于是就有了下面的摘要。
史宁中教授的思考:(1)课程标准应当规定哪些教学内容,为什么要规定这些内容,这些内容的教育价值是什么?(2)数学的本质是什么,应该如何在教学中体现这些本质?(3)思考数学教育的本质,为了学生一生的发展,在义务教育阶段应当实施一种什么样的数学教育?(4)培养创新型人才的关键是什么,应当通过什么样的教学活动进行培养?基本思想和基本活动经验是一种隐性的东西,恰恰是这种隐性的东西体现了数学素养。
判定数学基本思想的准则:(1)数学的产生和发展所必须依赖的那些思想;(2)学习过数学的人和没有学习过数学的人的思维差异。
数学基本思想:抽象、推理、模型。
基础知识主要指概念和法则的记忆,基本技能主要是计算和证明的能力。
对教师的更高要求:除了“双基”之外,(1)还要求教师能够把握教学内容的数学实质,并且能够设计出符合学生认知规律的教学过程让学生感悟这些实质;(2)引发学生思考问题,并且帮助学生养成良好的独立思考的习惯;(3)引导学生能够正确的思维与实践,并且帮助学生积累思维的和实践的经验。
数是对数量的抽象,因此在认识数之前,首先要认识数量。
数学的本质:在认识数量的同时认识数量之间的关系,在认识数的同时认识数之间的关系。
分数:虽然可以把分数看作除法运算,但分数更重要的还是数,分数本身是数而不是运算,人们用这种数表示自然数之间的两种重要关系:一种是整体与等分的关系,一种是整数的比例关系。
数量是对现实生活中事物量的抽象。
例如:一粒米、两条鱼、三只鸡、四个蛋等。
史宁中漫谈数学的基本思想史宁中,国务院学科评议组成员,第五届国家级教学名师,中国教育学会副会长,教育部第五届科技委数理学部委员,原东北师范大学校长数学思想是数学文化的核心,因为数学文化是数学的形态表现,可以包括:数学形式、数学历史、数学思想。
其中思想是本质的,没有思想就没有文化。
一、数学思想是什么数学思想需要满足两个条件:一是数学产生、发展过程中所必须依赖的那些思想,二是学习过数学的人所具有的思维特征。
可以归纳为三种基本思想:抽象、推理和模型。
通过抽象,把外部世界与数学有关的东西抽象到数学内部,形成数学研究的对象;通过推理,得到数学的命题和计算方法,促进数学内部的发展;通过模型,创造出具有表现力的数学语言,构建了数学与外部世界的桥梁。
二、什么是抽象数学抽象包括:数量与数量关系的抽象,图形与图形关系的抽象。
通过抽象得到数学的基本概念:研究对象的定义,刻画对象之间关系的术语和运算方法。
这是从感性具体上升到理性具体的思维过程,只是第一次抽象。
在此基础可以凭借想象和类比进行第二次抽象,其特点是符号化,得到那些并非直接来源于现实的数学概念和运算方法。
数量与数量关系的抽象。
数学把数量抽象成数;数量关系的本质是多与少,抽象到数学内部就是数的大小。
由大小关系派生出自然数的加法。
数的四则运算,都是基于加法的。
数学还有一种运算,就是极限运算,这涉及到数学的第二次抽象,微积分的运算基础是极限。
为了合理解释极限,1821年柯西给出了-语言,开始了现代数学的特征:研究对象的符号化,证明过程的形式化,逻辑推理的公理化。
数学的第二次抽象就是为这些特征服务的。
图形与图形关系的抽象。
欧几里得最初抽象出点、线、面这些几何学的研究对象是有物理属性的,随着几何学研究的深入,特别是非欧几何学的出现,人们需要重新审视传统的欧几里得几何学。
1898年希尔伯特给出了符号化的定义,基于五组公理,实现了几何研究的公理体系。
这些公理体系的建立,完成了数学的第二次抽象。
论小学数学从“双基”发展为“四基”摘要:“双基”是中国土生土长的具有中国特色的教育,有着悠久的历史。
但是从21世纪开始,“双基”教学在发展过程中被异化,在素质教育的呼声下,“四基”教育应运而生,日渐丰富并发展起来。
“四基”的出现是对“双基”教育传统的继承、发展与创新,它的提出为小学数学教师的教学指明了方向。
关键词:“双基”“四基”小学数学教学基本思想基本活动经验一、“双基”产生的背景一般认为“双基”是指数学学科的基础知识和基本技能。
“双基”教学植根于中国教育的优良传统,有着悠久的历史。
远在2200年前,春秋战国时期的《论语》中说过,“学而时习之,不亦乐乎”,“温故而知新”。
这些就已经渗透着“双基”的复习策略了,即“熟能生巧”。
“熟能生巧”已经成了中国的教育格言,成为中华民族的一部分,但是此时的“双基”思想还没有形成理论框架。
直到新中国的成立,“双基”的理论框架才逐渐清晰起来。
一般认为“双基”教学萌芽于50年代,形成于60年代,发展于80年代,成熟于90年代。
[1]例如,1952年教育部颁发的《小学算术教学大纲(草案)》和《小学珠算教学大纲(草案)》任务之一是保证儿童自觉地及巩固地掌握算术知识和直观几何知识,并使他们获得实际运用这些知识的技能。
这是在教学大纲中第一次提出关于小学数学“双基”的教学任务。
到了六十年代,原来的草案在实施中存在很大的问题,于是教育部在1963年颁布了《全日制小学算术教学大纲(草案)》,大纲规定数学的教学目的是加强基础知识和指明三大能力。
一般认为这是数学“双基”的开端。
在经历了十年动乱之后,国家于1986年颁布了《全日制小学数学教学大纲》,大纲进一步明确了基础知识和发展智力、培养能力的重要性,可见“双基”的内涵在不断拓展。
再经过历时六年的修订,1992年国家颁布了《九年义务教育全日制小学数学教学大纲(试用)》,大纲在原来的知识和能力的基础上对思想品德的教育进行了进一步的明确。
《课标》把“双基”改变“四基”,即改为关于数学的:基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验。
“基本思想”主要是指演绎和归纳,这理应是整个数学教学的主线,是最上位的思想。
演绎和归纳不是矛盾的,其教学也不是矛盾的,通过归纳来预测结果,然后通过演绎来验证结果。
在具体的问题中,会涉及到数学抽象、数学模型、等量替换、数形结合等数学思想,但最上位的思想还是演绎和归纳。
之所以用“基本思想”而不用基本思想方法,就是要与换元法、递归法、配方法等具体的数学方法区别。
每一个具体的方法可能是重要的,但它们是个案,不具有一般性。
作为一种思想来掌握是不必要的,经过一段时间,学生很可能就忘却了。
这里所说的思想,是大的思想,是希望学生领会之后能够终生受益的那种思想方法。
史宁中教授认为:演绎推理的主要功能在于验证结论,而不在于发现结论。
我们缺少的是根据情况“预测结果”的水平;根据结果“探究成因”的水平。
而这正是归纳推理的水平。
就方法来说,归纳推理十分庞杂,枚举法、归纳法、类比法、统计推断、因果分析,以及观察实验、比较分类、综合分析等均可被包容。
与演绎推理相反,归纳推理是一种“从特殊到一般的推理”。
借助归纳推理能够培养学生“预测结果”和“探究成因”的水平,是演绎推理不可比拟的。
从方法论的角度考虑,“双基教育”缺少归纳水平的培养,对学生未来走向社会不利,对培养创新性人才不利。
所谓的数学思想,是指人们对数学理论与内容的本质理解,是从某些具体数学理解过程中提炼出的一些观点,它揭示了数学发展中普遍的规律,它直接支配着数学的实践活动,这是对数学规律的理性理解。
所谓的数学方法,就是解决数学问题的方法,即解决数学具体问题时所采用的方式、途径和手段,也能够说是解决数学问题的策略。
数学思想是宏观的,它更具有普遍的指导意义。
而数学方法是微观的,它是解决数学问题的直接具体的手段。
一般来说,前者给出理解决问题的方向,后者给出理解决问题的策略。
但因为小学数学内容比较简单,知识最为基础,所以隐藏的思想和方法很难截然分开,更多的反映在联系方面,其本质往往是一致的。
“小学数学基本思想”解读刘玉和《数学课程标准》(2011版)在总体目标中明确指出:“通过义务教育阶段的数学学习,学生能获得适应社会生活和进一步发展所必须的数学的基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验……”把“基本思想”作为“四基”之一,这就明确了数学思想在数学教学中的重要地位。
那么,什么是数学基本思想?数学“基本思想”蕴涵在教材的哪些内容之中?教学中怎样帮助学生获得“基本思想”呢?一、什么是数学基本思想?数学思想,是指现实世界的空间形式和数量关系反映到人们的意识之中,经过思维活动而产生的结果。
数学思想是对数学事实与理论经过概括后产生的本质认识;基本数学思想则是体现或应该体现于基础数学中的具有奠基性、总结性和最广泛的数学思想,它们含有传统数学思想的精华和现代数学思想的基本特征,并且是历史地发展着的。
通过数学思想的培养,数学的能力才会有一个大幅度的提高。
掌握数学思想,就是掌握数学的精髓。
史宁中教授指出:基本数学思想不应当是个案的,而必须是一般的。
这大概需要满足两个条件:一是数学产生以及数学发展过程中所必须依赖的那些思想。
二是学习过数学的人所具有的思维特征。
这些特征表现在日常的生活之中。
这就可以归纳为三种基本思想,即抽象、推理和模型。
通过抽象,人们把外部世界与数学有关的东西抽象到数学内部,形成数学研究的对象,其思维特征是抽象能力强;通过推理,人们得到数学的命题和计算方法,促进数学内部的发展,其思维特征是逻辑能力强;通过模型,人们创造出具有表现力的数学语言,构建了数学与外部世界的桥梁,其思维特征是应用能力强。
1、什么是抽象抽象是在思维中抛开对象的非特有、非本质属性,从中抽取对象的特有属性或本质属性的方法。
数学中抽象主要包括两方面的内容:数量与数量关系的抽象,图形与图形关系的抽象。
通过抽象得到数学的基本概念,这些基本概念包括:数学研究对象的定义、刻画对象之间关系的术语和符号以及刻画对象之间关系的运算方法。
小学数学教学中的若干问题史宁中东北师范大学数学与统计学院目录前言第一部分数的认识问题1数量是什么?数量关系的本质是什么?数量是对现实生活中事物量的抽象 / 数量关系的本质是多与少问题2如何认识自然数?数是对数量的抽象/ 数关系是对数量关系的抽象:大与小 / 可以有两种方法实现这种抽象:对应的方法和定义的方法问题3表示自然数的关键是什么?十个符号和数位 / 数位法则是依次相差十倍 / 自然数集合问题4如何认识自然数的性质?依据性质可以对自然数进行分类 / 奇数与偶数 / 素数与合数问题5如何认识负数?负整数是与自然数数量相等意义相反的数 / 绝对值表示数量问题6如何认识分数?分数本身是数而不是运算 / 整体与等分关系/ 整比例关系问题7如何认识小数?对应的方法 / 重新理解十进制 / 基底与线性组合 / 表示有理数与无理数问题8什么是数感?数与现实的联系 / 抽象的核心是舍去现实背景 / 联系的核心是回归现实背景第二部分数的运算问题9如何解释自然数的加法运算?可以有两种方法解释加法:对应的方法和定义的方法 / 如何体现数学思想问题10为什么说减法是加法的逆运算?四则运算源于加法 / 减法是加法的逆运算 / 相反数/ 整数集合问题11 乘法是加法的简便运算吗?自然数集合上的乘法 / 乘法运算的性质 / 整数集合上的乘法不是加法的简便运算问题12整数集合上的乘法是如何得到的?整数集合上的乘法运算是一种推广 / 为什么负负为正 / 运算与算理等价问题13为什么说除法是乘法的逆运算?如何表示除法 / 得到的商是一个整数 / 得到的商不是整数 / 倒数 / 有理数集合问题14 为什么混合运算要先乘除后加减?运算次序的两个基本法则 / 所有混合运算都是在讲述两个以上的故事问题15 为什么要学习估算?精算有利于培养抽象能力 / 估算有利于培养直观能力 / 估算问题要有合适的实际背景:合适的量纲 / 大多数的估算问题是为了得到上界或者下界问题16 什么是符号意识?用字母表示数 / 代数学的开始 / 两类符号:概念符号和关系符号 / 基于符号的运算/符号的表达具有一般性问题17 方程的本质是什么?用字母表示未知的量 / 讲述的是现实世界中的两个故事 / 两个故事的共同点 / 要用等式的性质解方程问题18什么是模型?小学数学中有哪些模型?用数学的语言讲述现实世界中一类与数量有关的故事 / 总量模型 / 路程模型 /植树模型 / 工程模型问题19发现问题和提出问题有什么不同?从双基到四基 / 发现问题与创新意识 / 提出问题与创新能力第三部分图形与几何问题20为什么要把“空间与图形”修改为“图形与几何”?时间和空间是人类认识世界最为基本的概念 / 几何学是研究如何构建空间度量方法的学科 / 欧几里得几何是平直的 / 欧几里得几何的核心是直线距离问题21如何理解点、线、面、体、角?看到的物体都是立体的 / 点、线、面、体、角是从立体图形中抽象出来的概念 / 如何用描述的方法给出几何概念问题22认识图形的教育价值是什么?更重要的是让学生学会分类 / 制定标准和遵循标准 / 培养学生的抽象能力问题23如何理解长度、面积、体积?长度是一维空间图形的度量 / 面积是二维空间图形的度量/ 体积是三维空间图形的度量 / 度量的基础是直线距离问题24如何理解平移、旋转、轴对称?图形的运动 / 保持两点间直线距离不变:刚体运动 / 运动的参照物问题25如何理解空间观念和几何直观?空间观念的本质是空间想象力 / 直观是对事物的直接判断因此是经验层面的 / 直观能力的养成依赖本人参与其中的思维活动 / 几何直观不限于几何甚至不限于数学第四部分统计与概率问题26:为什么要强调数据分析观念?统计学研究的基础是数据 / 描述数据分析/ 推断数据分析 / 通过样本推断总体问题27:三种统计图之间有什么共性和差异?直观地表述数据是三种统计图的共性 / 条形统计图表述数量的多少 / 扇形统计图表述数量的比例 / 折线统计图表述数量的变化问题28:如何理解数据的随机性?随机性与不确定性有所区别 / 减少系统误差/ 减少人为因素 / 估计是统计推断的重要手段 / 最大似然估计/ 通过样本频率估计概率问题29:平均数的意义是什么?样本平均数不仅是一个算式 / 误差模型 / 误差的随机性:正负抵消和为零 / 样本平均数是随机的 / 样本平均数是无偏估计问题30:什么是概率?如何得到概率?概率是随机事件发生的属性 / 概率是未知的/ 估计概率 / 定义概率 / 定义概率是一种度量 / 古典概率模型附录1 若干与小学数学有关的话题话题1 几种古代的数字符号话题2数量的本质话题3 数量多少的比较话题4十进制的自然数话题5十二进制与六十进制话题6公理体系定义的自然数话题7 借助算术公理体系解释加法运算话题8公理体系的必要性与数学证明的形式话题9 加法运算和减法运算性质的证明话题10 负数的意义话题11 用符号表示分类话题12 素数的故事话题13 有理数与无理数话题14 用反证法证明√2是无理数话题15数学证明的思维过程话题16逻辑推理的思维起点话题17数学归纳法的逻辑基础话题18 用小数定义有理数和无理数话题19乘法的定义话题20 除法运算规定0不能为除数话题21 除数是分数时的除法运算话题22 数学中的符号表达话题23 路程模型:绝对时间和相对时间话题24 几何学的由来话题25 欧几里得《几何原本》话题26 几何基本概念的进一步抽象话题27 长度单位的确定话题28 曹冲称象与浮力话题29 统计学的由来话题30 概率的定义和基于概率模型的估计附录2 相关内容的教学设计问题2“如何认识自然数”的相关教学设计问题3“表示自然数的关键是什么”的相关教学设计问题4“如何认识自然数的性质”的相关教学设计问题5“如何认识负数”的相关教学设计问题6“如何认识分数”的相关教学设计问题7“如何认识小数”的相关教学设计问题8“什么是数感”的相关教学设计问题9“如何解释自然数的加法运算”的相关教学设计问题11“乘法是加法的简便运算吗”的相关教学设计问题13“为什么说除法是乘法的逆运算”相关教学设计问题14“为什么混合运算要先乘除后加减”的相关教学设计问题15“为什么要学习估算”的相关教学设计问题16“什么是符号意识”的相关教学设计问题17“方程的本质是什么”的相关教学设计问题18“小学数学中有哪些模型”的相关教学设计问题21“如何理解点、线、面、体、角”的相关教学设计问题23“如何理解长度、面积、体积”的相关教学设计问题24“如何理解平移、旋转、轴对称”相关教学设计问题27“三种统计图之间有什么共性和差异”相关教学设计问题29“平均数的意义是什么”相关教学设计前言自从1998年担任东北师范大学校长以后,我开始关注基础教育,但关注的是一般性的问题,并没有深入到学科内部。
《基本概念与运算法则——小学数学教学中的核心问题》的学习笔记放假前,在网上挑选了几本暑假期间要读的书,其中就有这本史宁中教授主编的《基本概念与运算法则——小学数学教学中的核心问题》一书,每读一页都有很多收获,结合《课标》和另外一本关于案例式解读《课标》的书,使得我对“四基”、“四能”、“十大核心概念”等有了更深刻、更具体的认识。
书读过一遍后,感觉还有必要再读一遍并做好笔记,于是就有了下面的摘要。
史宁中教授的思考:(1)课程标准应当规定哪些教学内容,为什么要规定这些内容,这些内容的教育价值是什么?(2)数学的本质是什么,应该如何在教学中体现这些本质?(3)思考数学教育的本质,为了学生一生的发展,在义务教育阶段应当实施一种什么样的数学教育?(4)培养创新型人才的关键是什么,应当通过什么样的教学活动进行培养?基本思想和基本活动经验是一种隐性的东西,恰恰是这种隐性的东西体现了数学素养。
判定数学基本思想的准则:(1)数学的产生和发展所必须依赖的那些思想;(2)学习过数学的人和没有学习过数学的人的思维差异。
数学基本思想:抽象、推理、模型。
基础知识主要指概念和法则的记忆,基本技能主要是计算和证明的能力。
对教师的更高要求:除了“双基”之外,(1)还要求教师能够把握教学内容的数学实质,并且能够设计出符合学生认知规律的教学过程让学生感悟这些实质;(2)引发学生思考问题,并且帮助学生养成良好的独立思考的习惯;(3)引导学生能够正确的思维与实践,并且帮助学生积累思维的和实践的经验。
数是对数量的抽象,因此在认识数之前,首先要认识数量。
数学的本质:在认识数量的同时认识数量之间的关系,在认识数的同时认识数之间的关系。
分数:虽然可以把分数看作除法运算,但分数更重要的还是数,分数本身是数而不是运算,人们用这种数表示自然数之间的两种重要关系:一种是整体与等分的关系,一种是整数的比例关系。
数量是对现实生活中事物量的抽象。
例如:一粒米、两条鱼、三只鸡、四个蛋等。