数学学科注重数学本质提高数学素养(1).doc
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1、数学论文之注重数学本质 提高数学素养(1) 注重数学本质 提高数学素养(1)视频下载张奠宙 教授 数学教育家 华东师范大学唐彩斌 中学高级老师 浙江杭州现代小学数学教育研究中心唐:各位老师大家好。今天我们交流研讨的话题是“注重数学本质,提高数学素养”。讨论小学数学教学中常见的“数学征询题”,为什么强调是数学征询题呢,是由于我们希望今天的交流能突出数学的本质,协助大家一起提升数学素养。也正如大家常说“教什么比方何样教更重要”,我们今天讨论的就应该属于“教什么”的范畴。张:各位老师,大家可能都听到一句俗语叫做要给学生一杯水,老师必须有一桶水。因而我们今天来谈谈小学数学的内容,大家不会觉得太简单吗?
2、实际上我们要关注小学数学教材里边背后的内容,确实是说我们是要源于教材但是要高于教材;另外,确实是要居高临下,我们有一些更高的观点来观察小学教材的内容;其次,我们要有全面的整体的认识,明白小学数学教材他在整个教育当中的地位和作用,然后,我们就能够心中有数;最后,小学教材尽管看来比拟简单,但是它与时俱进,仍然有许多时代特色需要我们展示,需要我们深化的理解。因而,我们愿意给大家来讨论,小学当中的一些数学征询题,我想,希望给各位理解教材,理解课程标准有所协助。【PPT】(PPT内容为画线部分,下同)一、数与代数领域征询题的讨论10为什么是自然数唐: 如今我们就按照小学数学的几大领域来选择一些征询题来详
3、细分析。我们都明白,小学数学中最大的学习领域是数与代数领域。首先我们讨论关于自然数。大家可能会征询: 自然数谁不明白? 这里还会有数学征询题吗?事实上与时俱进地看,自然数的征询题还真不少。大家可能争论最多的是“0本来不作为自然数,如今如何又说是自然数了,为什么”?张: 在上世纪90年代往常,自然数不包括0,但是1993之后,就包括0在内,这因而是一个规定所产生的,那是在1993年公布的中华人民共和国国家标准里面有一句话说规定自然数包含0,从此之后,0就属于自然数的范围了。【PPT】唐: 从近年来编写新课标小学数学教材中,我们能够觉察教材也都按照上述国家标准进展了修正。详细的表述是:用0表示“一
4、个物体也没有”所对应的计数。【PPT】只是在教学中,有些老师觉得把0作为自然数,与传统不同,不太适应。张: 这只是适应征询题。0 是自然数有许多理由。首先, 人的经历是,从无到有。 魔术师先交代两手空空, 再变出一只兔子, 然后两只兔子。铅笔盒中本来是空的,然后装进一支铅笔、两只等等。第二,更重要的是书写的需要, 十的位置记数写法是10。【PPT】 没有0, 就写不出10,20,30, 100。 因而0,1,29, 共十个数字是最根本的。第三, 0的出现能够保证自然数集有单位元 a+0 =0+a=a. 【PPT】在自然数中550,假设0不是自然数,那么55岂不是不能减了。此外,大数学家冯诺依曼
5、用集合论的语言写自然数, 第一个是“空集”, 用0 表示,【PPT】 然后把以空集为元素的集合叫做1, 依次类推。从文化的角度看来“有”也是从没有开场的。唐: 这么说, 0 是自然数的说法,既有生活经历, 又符合数学规则, 还有文化背景和科学按照, 是符合情理的。 说起适应,从某种意义上是老师的适应,学惹事实上没有如此的适应。从这个角度来说,有时有些新的事物老师认为难接受,但学生反而觉得好接受,可能也是如此的缘故吧。2数位的分级是三位一级仍然四位一级唐:下面的类似征询题是关于数位的分级。自然数用十进位记数。在小学里教材上,读数与写数的时候,一向强调四位一级,分为个级、万级、亿级,但是在现实生活
6、,不管是银行里的计数,仍然信息技术中的计数都是三位一级,即个、千、百万,从数学角度上如何样看这种现象? 张:这个征询题我觉得应该“与时俱进”,在往常我关注到,小学数学教学中只讲四位一级,只讲个、万、亿。但是如今与国际接轨之后“千”的用处越来越大。因而说四位计数是我们的传统,必须保持,【PPT】我们的学生应该明白,三位一级更是国际惯例,又必须与国际接轨,【PPT】我们也应该让学生掌握。两种并存,是必定趋势,逐步与国际接轨。我们也留意到,像尺和寸如今就用的比拟少了,米和厘米用的比拟多了。今后,会通过社会的选择来确定哪一种是主要的。我想,两种都要学,这大概是不可防止的。唐:听张老师这么一说,我们明白
7、既要保存传统,又要与国际接轨。也有学者把数位的分级与空间图形结合起来,认为“三位一级”更符合数形结合的规律。详细地说,一个小立方体表示1, 那么10个一排确实是10,10个10排成1个面确实是一个百,每一百算一层,10层确实是一个新立方体,表示“千”。 再从“千立方体”出发, 10个一排, 10排构成面, 10个面叠成新的立方体确实是一百万。这就特别形象地描绘出“三位一级”的构造。【PPT】如此看来,“三位一级”也是能够通过数形结合来描绘这种构造。张:我还留意到,不管是“四位一级”仍然“三位一级”,百万是大家共用的名词, 例如“百万雄师”,“和百万英镑, 中外都用百万描绘特别多。因而对百万我们
8、还应该多多的关注。唐:张老师说起那个百万,就不仅让我想起我们经常看到的一些课题教学。我们经常听到如此的片段,1百万有多大?让学生认识 “1百万颗黄豆有多少体积。” 【PPT】张:当初设计如此的教案,它的初衷是好的,确实是要大家体验一下一百万是如何样过来的。它一定是从一开场,然后到十、百、千一点一点数出来的。当数目特别大的时候,数起来特别费劲。让儿童经历如此一个过程仍然特别有好处。不过,我又觉得,我们本质上仍然要关注100万这个数的构造。至于说100万粒米有多大,这个不是数学要研究的征询题,这是个别的体验,100万粒米, 100万颗花生, 100万个篮球有多大等像如此的征询题是没有穷尽的,也不是
9、我们每个人都需要去体验的。因而。我觉得仍然要把精力放在100万的构造上面,比方100万里面有多少个1000,100万里面有多少个1万,我们每人捐款1000元,要捐到100万需要多少个人捐,如此的素材不仅有现实背景,而且还有数学意义,可能更值得我们去考虑。3分数的定义唐: 听张老师这么说,确实是我们在组织如此的活动的时候,一方面要关注现实背景,但是更重要的是要关注数学的意义。前面我们主要讨论的是关于自然数的征询题。接下来我们要讨论的是一个比拟难学,但却特别重要的课题:分数。我想我们从分数的定义开场谈起。教材特别多都是从份数的定义开场的。【PPT】 一般都如此描绘:单位1平均分为假设干份,表示如此
10、的一份或几份的数叫做分数。【PPT】如此的描绘听起来比拟自然,也符合“几分之几”的称呼。因而是引入分数的首选。张老师你如何看。张:对,用份数的定义来引入分数是特别自然的。但我觉得如此也有缺点,最后是一份或几份,那终究是自然数仍然分数?如此不太明确。因而必须尽快过渡到分数的“商”定义,分数的定义确实是,分数是两个正整数a,b,a 除以b 的商。因而分数是一个商,这个概念我们如今留意的不够,而这恰恰是我们学习分数的核心所在。用a除以b,当除的进时(整除),确实是原来的自然数,没什么征询题,征询题就在除不进的情况下面,那么我们就得到了一个分数,这确实是分数因而要成为分数根本的缘故,确实是除不进的情况
11、下需要分数,除的进就不需要分数了。例如1/4, 它是一个整体平均分为4份中的一份。 但是, 这一份终究有多大呢? 1除以4的商是多大呢?它一定比1小, 却又比0大。因而我们在数射线上能够标出它的位置:它在0和1之间,当中这一点是一半确实是1/2,把1/2和0之间再分一半,那个地点就应该是1/4,如此一画,数的概念就出来了。这就显示它是一个新的数,是原来自然数所没有的数,它是我们如今要研究的对象。商的分数的定义比份数的定义要深化一步,表达了分数出现的必要性,特别是商和除法之间的关系,我想,假设理解了这一点,分数的价值才能完好的表达。份数定义还停留在“几份”的考虑上,还没有摆脱自然数的表示。1份,
12、几份,是分数仍然自然数? 因而必须尽快过渡到分数的“商”定义。 0 1【PPT】唐:刚刚张老师也说起分数与除法的关系,但是往常我们描绘分数与除法的关系时只讲分数与除法之间的关系,一般描绘为:分数中的分子相当于除法中的被除数,分母相当于除法中的除数。但到底是如何样的一种关系,尚不明晰。通过刚刚的介绍分数的商的定义,可能分数是一个新的数。张老师,你刚刚还提到了分数的另外一种定义,那是一种如何样的定义?张:分数的第三个定义是比的定义两个自然数 a比b, b 0, 即a/b 叫做分数。比和除,本来是一个征询题的两个方面,我的意思是说,用比的概念之后,分数就能够扩大它的应用范围,使我们的视野更宽阔。我记
13、得我曾经请你做过一个实验,你把实验向大家介绍一下。唐:好的,我们来分享一下这个实验的结果。上次张老师布置我做过一个小调查,我们就组织了100多名学生,分别来自三、四、六年级,调查的方法是,确实是当学生看到屏幕上有一个圆,我们把圆分成4份,其中的一份涂成蓝色,这时学生会想到哪些分数呢?我们给学生一些时间,让他们想,结果我们觉察:(时间2分钟)【PPT】测试结果: 【PPT】 总人数 1/4 3/4 1/2 4/1 1/3 3/1 三年级 39 38 14 0 四年级 39 36 17 10 8 8 2 六年级 38 36 8 3 3 合计 116 110 39 13 8 11 2 百分率 94.
14、83 33.62 11.2 6.90 9.48 1.72 张老师。你如何看这个数据。张:我想,比的定义和我们原来份数的定义是相关的,份数的定义是说一个整体平均分之后,其中的几份。从这个小调查看出,以整个圆作为“整体单位”的思维定势仍然比拟强的。但整体不仅仅是一个圆,也能够是1个半圆,或3/4个圆,因而整体是能够变化的,是能够有多种多样的选择的。因而就一个大学的老师来看,我首先看到的是在1个圆里面1快蓝3块白,蓝和白之比是1:3,然后立即就认为是一个1/3。因而说不能把一个整圆分成4等分作为一种定式,以致于看不到一块蓝三块白之间的比。我想比的定义也许和份数之间的灵敏转换有一定的关系,我也希望大家
15、把份数和比的定义连接起来考虑。唐: 假设电视机前面的老师也有兴趣的话,你也不妨对你班里的学生做如此的调查,或许你能更加深化的认识到刚刚张老师所讲的从份数定义如何样过渡到商的定义的重要性。由于在这个过渡的过程中,让我们明确了分数是不同于自然数的一种“新”的数,是我们的新朋友。当我们把1/3 ,1/6等等分数标在数轴(数射线)上的时候 ,新数的相貌就完全呈现出来了。【PPT】4分数根本性质唐:分数学习中有一个重要的性质,是老师们都特别熟悉的,确实是分数的根本性质。但是所谓根本性质,我们总是如此描绘:分数的分子和分母同时乘或除以一样的数(0除外),分数的大小不变。除了如此的描绘,终究是什么性质呢?并
16、没有明确的词语,好似总得有一个特别的名字才好。从数学的角度应该如何描绘?张:我想,这确实是分数相等的性质,在自然数里面,两个数相等,这两个数的表达是一样的,2等于2,2确实是2。在分数里面,不同方式的分数,它是相等的,但相等的东西能够不一样,这确实是一个新征询题了。在数学上面,这叫做“等价类”。确实是把不同表现方式的东西归为一类,如此,我们在观察征询题时,就不仅是看一个数,而是看一群数,一类数,这类数我们就叫做“等价类”。这个思想在教材当中未见得要出现,但是作为老师我们要认识到,自从进入分数范围内以后,这个根本性质,实际上是说明了:不同的东西能够归为一类,但是它们有个标准,确实是数值相等。“等
17、价类”是一种特别重要的数学思想,也是我们处理分数不可缺少的一个考虑。大家也能够看这个“等价类”例子,1/2 所在的等价类,各个分数彼此相等: 1/2 = 2/4= 3/6 = n/2n = 【PPT】唐: 听张老师这么一说,确实是说有不同分数的外形,但是它的数值是一样的,假设要派代表的时候,我们都特别熟悉,叫做最简分数。那么用最简分数作代表行不行?你能不能给我们结合详细的事例形象地说明一下?张: 我能够有两个比喻:一个是:分数好似一个人能够穿不同的衣服。体育课穿运动服,上课穿校服,正式场合穿西装,文艺演出穿演出服, 休闲时穿休闲服等等。不同场合穿不同衣服,尽管最常用的是校服,但校服不能代替其它
18、的服,但人是同一个。另一个是:分数又好似我们的学校。里面的成员都是平等的,都能代表学校,但是各有各的作用。校长会议校长去参加,数学老师活动请数学老师去,5年级学生的竞赛则必须由5年级学生参与。因而我想,“等价类”确实是如此,大家都是平等的,不同的场合要有不同的表示方式。最简分数因而重要,但分数相加需要通分, 最简分数就不够用了。就如校长尽管重要,却不能代表一切。因而你刚刚提的征询题特别好,所谓分数的根本性质,确实是分数相等的性质。什么叫做分数相等,确实是如此的定义。唐:通过张老师如此形象地描绘,分数的这个等价性大家一定明晰些了。那为什么分数要出如此一个根本性质,而自然数没有呢?张:相等的自然数
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