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摘 要:概念教学是中学数学教学的一项基本内容,数学概念是解决数学问题的基础和依据。CPFS结构是由概念域、概念系、命题域、命题系组成。在数学教学中,教师应当从多角度揭示概念的意义,使学生形成完整的概念域;梳理知识体系形成概念系;加强概念的应用这三个方面完善学生的CPFS结构。
关键词:数学概念;CPFS结构;数学教学
概念教学是中学数学教学的一项基本内容。数学概念是解决数学问题的基础和依据。喻平等人提出的CPFS结构是由概念域、概念系、命题域、命题系组成,它是数学学习特有的优良认知结构,能够帮助学生建构起完备的数学知识网络体系,各知识点(概念、命题)在这个网络中处于一定位置,知识点之间具有等值抽象关系、强抽象关系、弱抽象关系或广义抽象关系。良好的CPFS结构有助于学生对数学概念的理解与应用。形成概念域和概念系是数学概念学习的一个本质特征。在数学概念教学中,教师应当从以下三个方面来完善学生的CPFS结构。
一、多角度揭示概念的意义
一个概念的一组等价定义的图式叫概念域。在数学教学中,教师应当从多种背景、不同侧面去揭示概念的内涵,帮助学生构建完整的概念域。
例1 在“集合”概念的教学设计中,可以从以下实际出发,让学生通过观察、讨论、概括理解集合的意义,从而总结出集合的概念。
例2 “函数”概念的认识。一个概念有多种定义,而这些定义又是彼此等价的,他们从不同侧面刻画了同一个概念的本质。在教学中,教师要引导学生从不同侧面去认识概念,全面把握概念的本质。
例3 “等差数列”概念
侧面1:对于数列{an},若an+1-an=d,其中d为常数,n∈N,n≥1,则称数列{an}为等差数列。
侧面2:对于数列{an},若an+1-an=an-an-1, n∈N,n≥2,则称数列{an}为等差数列。
侧面3:对于数列{an},若an=a1+(n-1)d,其中d为常数,n∈N,n≥2,则称数列{an}为等差数列。
侧面4:对于数列{an},若an=am+(n-m)d,其中d为常数,n∈N,n≥2,则称数列{an}为等差数列。
二、梳理知识体系,概括概念体系
概念域的形成是针对某个特定概念而言的,而一组概念形成的是概念系,这一组中每个概念之间都存在一些特定的数学抽象关系。概念系的形成依托于客观知识自身的结构,因此,教师要经常性地梳理知识体系,概括知识结构,有效引导学生自觉、独立地建立概念系。概念图是建立概念网络的一种有效方法,即将每一个概念在平面上用一个点对应地表示,然后用有向线段把有关系的点联结起来。用双箭头表示等价概念,单向箭头和“+”号表示强抽象关系,单向箭头和“-”号则表示弱抽象关系。
例4 “函数”的概念系是下面概念网络的图式
记A:映射;B:函数;C:函数的奇偶性;D:函数的单调性;E:一元一次函数;F:一元二次函数;G:一次函数y=kx+b;H:二次函数y=ax2+bx+c;I:直线;J:抛物线;K:二元一次方程Ax+Bx+C=0(A,B不同时为0);L:二元一次不等式Ax+Bx+C≥0。
三、加强概念的应用
概念域和概念系的形成主要是在概念的应用中完成的。概念应用有低层次应用和高层次应用。低层次应用是知觉水平的应用,它是指学生学习一个概念后,当遇到这个概念的特例时,能够把它作为概念的具体例子加以识别。思维水平的应用是高层次应用,是指将概念用于解决问题。由于问题解决涉及的概念、命题较多,因此概念在思维水平上的应用就是一个比较复杂的过程,它需要学生选择和提取相关的概念和命题,并将其与当前问题联系起来,经过一定数量的解题训练,把这些经验内化为概念域和概念系。
例5 ① 求函数的定义域 ② 求函数的定义域
问题①中只涉及求含有偶次根式的函数的定义域,只需令x-1≥0即可,因而是概念在知觉水平上的应用。问题②中还需要用到根式的有关概念和性质,属于概念在思维水平上的应用。教师在教学中,要积极为学生应用知识创设良好的环境,使学生在应用概念的过程中理解概念之间的关系,从而形成正确的概念域和概念系。
参考文献:
喻平. 数学概念学习刍议[J]. 课程·教材·教法,1995(4):30-32.
关键词:数学概念;CPFS结构;数学教学
概念教学是中学数学教学的一项基本内容。数学概念是解决数学问题的基础和依据。喻平等人提出的CPFS结构是由概念域、概念系、命题域、命题系组成,它是数学学习特有的优良认知结构,能够帮助学生建构起完备的数学知识网络体系,各知识点(概念、命题)在这个网络中处于一定位置,知识点之间具有等值抽象关系、强抽象关系、弱抽象关系或广义抽象关系。良好的CPFS结构有助于学生对数学概念的理解与应用。形成概念域和概念系是数学概念学习的一个本质特征。在数学概念教学中,教师应当从以下三个方面来完善学生的CPFS结构。
一、多角度揭示概念的意义
一个概念的一组等价定义的图式叫概念域。在数学教学中,教师应当从多种背景、不同侧面去揭示概念的内涵,帮助学生构建完整的概念域。
例1 在“集合”概念的教学设计中,可以从以下实际出发,让学生通过观察、讨论、概括理解集合的意义,从而总结出集合的概念。
例2 “函数”概念的认识。一个概念有多种定义,而这些定义又是彼此等价的,他们从不同侧面刻画了同一个概念的本质。在教学中,教师要引导学生从不同侧面去认识概念,全面把握概念的本质。
例3 “等差数列”概念
侧面1:对于数列{an},若an+1-an=d,其中d为常数,n∈N,n≥1,则称数列{an}为等差数列。
侧面2:对于数列{an},若an+1-an=an-an-1, n∈N,n≥2,则称数列{an}为等差数列。
侧面3:对于数列{an},若an=a1+(n-1)d,其中d为常数,n∈N,n≥2,则称数列{an}为等差数列。
侧面4:对于数列{an},若an=am+(n-m)d,其中d为常数,n∈N,n≥2,则称数列{an}为等差数列。
二、梳理知识体系,概括概念体系
概念域的形成是针对某个特定概念而言的,而一组概念形成的是概念系,这一组中每个概念之间都存在一些特定的数学抽象关系。概念系的形成依托于客观知识自身的结构,因此,教师要经常性地梳理知识体系,概括知识结构,有效引导学生自觉、独立地建立概念系。概念图是建立概念网络的一种有效方法,即将每一个概念在平面上用一个点对应地表示,然后用有向线段把有关系的点联结起来。用双箭头表示等价概念,单向箭头和“+”号表示强抽象关系,单向箭头和“-”号则表示弱抽象关系。
例4 “函数”的概念系是下面概念网络的图式
记A:映射;B:函数;C:函数的奇偶性;D:函数的单调性;E:一元一次函数;F:一元二次函数;G:一次函数y=kx+b;H:二次函数y=ax2+bx+c;I:直线;J:抛物线;K:二元一次方程Ax+Bx+C=0(A,B不同时为0);L:二元一次不等式Ax+Bx+C≥0。
三、加强概念的应用
概念域和概念系的形成主要是在概念的应用中完成的。概念应用有低层次应用和高层次应用。低层次应用是知觉水平的应用,它是指学生学习一个概念后,当遇到这个概念的特例时,能够把它作为概念的具体例子加以识别。思维水平的应用是高层次应用,是指将概念用于解决问题。由于问题解决涉及的概念、命题较多,因此概念在思维水平上的应用就是一个比较复杂的过程,它需要学生选择和提取相关的概念和命题,并将其与当前问题联系起来,经过一定数量的解题训练,把这些经验内化为概念域和概念系。
例5 ① 求函数的定义域 ② 求函数的定义域
问题①中只涉及求含有偶次根式的函数的定义域,只需令x-1≥0即可,因而是概念在知觉水平上的应用。问题②中还需要用到根式的有关概念和性质,属于概念在思维水平上的应用。教师在教学中,要积极为学生应用知识创设良好的环境,使学生在应用概念的过程中理解概念之间的关系,从而形成正确的概念域和概念系。
参考文献:
喻平. 数学概念学习刍议[J]. 课程·教材·教法,1995(4):30-32.