正确认识数学精选PPT.ppt
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1、关于正确认识数学第1页,讲稿共48张,创作于星期二一:数学是什么(数学的特征)二:数学教学中的几对关系1、教师的角色与地位2、我们应持什么样的学生观3、现代数学教学观4、录像观摩与讨论第2页,讲稿共48张,创作于星期二一、数学是什么一、数学是什么一、数学是什么 二、数学的特点第3页,讲稿共48张,创作于星期二一、数学是什么数学是什么数学是什么?这是任何一个数学教育工作者都数学是什么?这是任何一个数学教育工作者都必须认真思考的问题,也是数学教师的数学观必须认真思考的问题,也是数学教师的数学观问题。问题。在不同的历史时期,随着数学本身的发展与人们在不同的历史时期,随着数学本身的发展与人们对数学认识
2、的深入,对对数学认识的深入,对“数学是什么数学是什么”这一问题这一问题有着各种不同的论述,数学内涵也越来越丰富。有着各种不同的论述,数学内涵也越来越丰富。第4页,讲稿共48张,创作于星期二1.古代中国古代中国认为数学是术,是用来解决生产与生活问认为数学是术,是用来解决生产与生活问题的计算方法。题的计算方法。2.2.古希腊古希腊亚里士多德(公元前亚里士多德(公元前4 4世纪):世纪):数学是量的科数学是量的科学学。3.3.恩格斯(恩格斯(1919世纪):世纪):数学是研究现实世界的空间形数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学式和数量关系的科学。背景:19世纪以前古典数学的主要成就就是算术、
3、几何学、代数学、微积分。这些学科研究的都是客观事物的空间形式和数量,这一定义优于亚里士多德的定义,受到数学家的普遍赞成,至今仍被经常采用。数学发展史上的各种观点第5页,讲稿共48张,创作于星期二局限:由于近、现代数学的发展,数学的研究对象如今已超越出数量关系和空间形式的最初意义的理解。如“n维向量空间”、“函数空间”等只是形式上与一般空间概念有某些类似的模拟物。另一方面由于各种抽象结构、形式体系和一般关系等都已成为现代数学的研究对象。法国布尔巴基学派就认为,一切数学都建立在代数结构、序结构、和拓扑结构这三种母结构之上。而近几十年发现了许多新的数学领域,应用数学的问题类型以空前的速度增长,其中最
4、显著的是计算机及其应用的爆炸性发展,计算机技术和广泛应用统一的概念处理现实世界的各种模式已成为当今数学发展的一个决定性特点。第6页,讲稿共48张,创作于星期二4.前苏联学者(前苏联学者(20世纪世纪50年代):现代数学是各种量之年代):现代数学是各种量之间的可能的、一般说是各种变化着的量的关系和相互间的可能的、一般说是各种变化着的量的关系和相互联系的科学。联系的科学。5.美国学者(美国学者(20世纪世纪80年代):数学是模式的科学。年代):数学是模式的科学。数学中的概念和命题,或是问题和方法,都应看作是一种具有普遍意义的模式。因此数学是研究一种广义的量模式结构的科学。第7页,讲稿共48张,创作
5、于星期二现代数学观1.数学是一门科学数学是一门科学,观察、实验、发现和猜想等是数学的重要实践,尝试和错误、假说和调研及度量和分类是常用的数学技巧。数学是客观世界模式和秩序的科学。在数学中通过模式的建构,并以此为直接对象来从事客观世界量性、规律性的研究。数学理论是由数学模式组成的逻辑有序的系统结构,数学问题解决时从已知到目标的逻辑推理、演算的有序过程。第8页,讲稿共48张,创作于星期二2.数学是一门技术计算机的出现使数学成为普适性的技术,现代高科技从本质上讲是数学技术。从航天到家庭,从宇宙到原子,从大型工程到工商管理,无一不受惠于数学技术。计算机的发展导致对数学和数学活动内容的看法有所改变,更加
6、突出了数学实验,把探索和发现看成数学教学过程的重要组成部分。第9页,讲稿共48张,创作于星期二3.数学是一种文化数学是传播人类思想的一种基本方式,是人类的一种高级语言,就业是自然与社会联系的一种工具。数学从思维和技术的角度为人类文化提供方法论基础和技术手段,推动人类文化的进步。数学可帮助人们认识自然和社会,理解周围世界,可以促进人们又条理的思考,有效地进行表达和交流,培养实事求是的科学态度和用于探索的创新精神,是人们的一种高尚的文化素养。第10页,讲稿共48张,创作于星期二 1评述:.这正好反映了数学是一个多元的综合产物,不能简单地将数学等同于命题、法则和公式汇集成的逻辑体系,而应被看作一个由
7、理论、问题、方法、语言等多种成分所组成的复合体。2.如果从哲学的观点来刻画数学的本质,不外乎以下两种看法:一种是动态的,将数学描述为处于成长发展中因而是不断变化的研究领域;另一种则是静态的,将数学定义为具有一整套已知的确定的概念、原理和技能体系。第11页,讲稿共48张,创作于星期二中学数学课程改革下的数学 1.1.1.1.数学课程标准一方面数学课程标准一方面数学课程标准一方面数学课程标准一方面采用了一系列对数学的描述性的语言:采用了一系列对数学的描述性的语言:“数学是人类生活的工具数学是人类生活的工具”;“数学是人类用于交流的语言数学是人类用于交流的语言”;“数学能赋予人创造性数学能赋予人创造
8、性”;“数学是一种文化数学是一种文化”;2.2.2.2.另一方面另一方面另一方面另一方面又又首先沿用了恩格斯的定首先沿用了恩格斯的定义义:数学是:数学是现实现实世界的世界的空空间间形式和数量关系的科学。形式和数量关系的科学。(因因为这为这个定位在今天个定位在今天对对中小学数中小学数学研究的主要学研究的主要对对象来象来说说仍然是适用的仍然是适用的)3.3.3.3.义务义务义务义务教育教育教育教育课课课课程程程程标标标标准准准准把数学的定位把数学的定位阐释为阐释为:“数学是人数学是人们对们对客客观观世界的定性把握和定量刻画、逐世界的定性把握和定量刻画、逐渐渐抽象概括、形成方法和理抽象概括、形成方法
9、和理论论,并,并进进行行广泛广泛应应用的用的过过程程”。第12页,讲稿共48张,创作于星期二 评述评述:(1)(1)这样定义这样定义考考虑虑到到:2020世世纪纪中叶以来数学自身中叶以来数学自身发发生的巨大生的巨大变变化,特化,特别别是与是与计计算机的算机的结结合,数学的研究合,数学的研究领领域、研究方式和域、研究方式和应应用范用范围围得到空前的得到空前的拓展。拓展。(2)(2)这这一一阐释阐释使数学的内涵更丰富,更使数学的内涵更丰富,更为为广广阔阔。它从。它从发发展的展的观观点点出出发发,突出了数学不,突出了数学不应该应该只注重只注重结结果,而更果,而更应该应该注重注重过过程程.4.4.4.
10、4.高中数学高中数学高中数学高中数学课课课课程程程程标标标标准准准准进进一步指出一步指出“数学也是研究模式和秩序的数学也是研究模式和秩序的科学。科学。”评述评述:体体现现了了对对数学本数学本质质特征的特征的现现代代认识认识,具有,具有时时代性。也代性。也强强调调高中高中了高中数学教学了高中数学教学应应当以模式的当以模式的观观念念为为核心来核心来组织组织教学,即教学,即应应当把帮当把帮助学生逐步建立与助学生逐步建立与发发展分析模式、展分析模式、应应用模式、建构模式与用模式、建构模式与鉴赏鉴赏模式模式的能力作的能力作为为数学教学的基本目数学教学的基本目标标。第13页,讲稿共48张,创作于星期二综上
11、所述:(1)对数学的本质的认识是发展变化的,它的对象思想方法无时不处在发展变化之中。因此,只能在各个历史时期对其对象和方法的本质特征加以概括,给出描述性的观点或定义,使人们有一个整体的数学观。(2)同时,由于数学家的哲学观不同、角度不同、出发点不同,同一时期也会出现对数学不同的描述,既带有主观成分,又具有时代烙印,但它们都从某一侧面反映了数学的本质,为我们全面认识数学提供了一个视角。(3)从中学的角度看,对数学本质的认识,采取现象与本质并重,结果与过程并重,形式与内容并重,无疑具有重要的指导意义。第14页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点 一般的,数学的特点被归纳为三性:抽象性、精确性
12、、应用的广泛性。(一)数学的抽象性特征1、数学对象的抽象性研究对象:抽象的形式化的思想材料。思想材料:即她所研究的对象不是客观世界的具体物化形式或具体运动形态,实验观测不到。如:数、式、方程、函数;点、线、面、体;群、环、域;欧氏空间、线性空间等数学对象都是人类思想抽象的产物,虽可以找到它们形成的客观背景,但现实世界中没有这些对象物化形式的实际存在。数学的抽象是从事物的量和形上的抽象第15页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点形式化:既指这些思想材料是用数学的特殊符号语言组织起来的,我们能见到只是符号的表面形式,其内涵、内容、抽象的思想是隐藏在形式之下的。例如:”sinx”直观上只是符号
13、、形式,其内涵是直角坐标系下,角x终边上任意一点到轴的距离与到原点距离的比值。第16页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点(一)数学的抽象性特征、数学理论的抽象性(一般性模式)一个数学模型反映的往往是不同领域、不同学科内不同现象、不同问题的共同本质。例如:这个最简单的一介微分方程可以描述:放射性同位素的衰变过程(化学);某种细菌的繁殖过程(生物);某个条件下的热传导过程(物理);某个地区人口的变化过程(社会)等等第17页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点(一)数学的抽象性特征、数学方法的抽象性数学的主要研究方式:思辨。数学活动是人类抽象的思想活动,是一种思想实验。数学的两种抽象方
14、法:弱抽象与强抽象、数学抽象的两个特点()理想化()形式化 有独特的符号系统;由假设推出结论第18页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点(二)数学的确定性特征1、数学的确定性由数学的抽象性决定 数学的抽象舍弃了事物个别的性质和具体的内容,保留了事物的共同的本质,这些本质的东西是稳定的、确定的,数学正是研究在一定数学运动变换下的不变性质。变化中的不变性 数学方法的抽象性使得数学结论具有普适性、稳定性。例如:数学概念一定是明晰的,数学方法是可重复的第19页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点(二)数学的确定性特征2、数学的确定性是由逻辑方法本身的精确性确定。数学推理的逻辑性确保了数学结
15、论的确定性、精确性。逻辑推理的基础是概念,概念必须是明晰的、给概念下定义必须遵循规则。逻辑推理要遵循逻辑规则。任何数学结论都是在概念的基础上、或原始命题的基础上,遵循逻辑的推理规则推导出来的,这样推出的结论具有客观性、可靠性,令人信服(可重复性)第20页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点(二)数学的确定性特征3、数学的确定性由公理化的结构决定。公理化方法就是在原始概念、公理的基础上通过逻辑的方法(精确定义、逻辑论证等)建立学科系统的过程。数学科学是通过公理化的方法建立起来的一个逻辑体系,逻辑推理是一个传递真值的过程,这就保证了在某一数学理论体系内的结论具有逻辑相容性,不会互相矛盾。第2
16、1页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点(三)数学的广泛应用性特征1、数学提供了特有的思维训练 数学一直是学校教育的主要课程,因为数学是训练推理能力的最佳学科,她教你思考。数学提供的特有思维训练有:数学化建立数学模型;抽象化为人类学习抽象思维提供最有效的途径;最优化寻求最有效、最经济的最优解;符号化用一种紧凑检阅的形式把自然语言推广到抽象概念的符号表示;随机化从各种不完全和不一致的原始资料进行估计和猜测;逻辑分析寻求前提中所蕴含着的东西以及寻求能结实所观测到的现象的基本原理第22页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点(三)数学的广泛应用性特征2、数学提供了科学的表达语言 枷利略:世
17、界的奥秘是本巨大的书,而这本书是用数学语言写的。爱因斯坦:理论物理学家在描述各种关系时,要尽可能达到最高标准的严格精确性,这种标准只有用数学语言才能做到。数学是各种科学的通用语言。也是世界各民族的共同语言。数学语言(在教育中)分为:自然语言、图形语言、符号语言。第23页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点(三)数学的广泛应用性特征3、数学提供了抽象思维的模式 数学为解决实际的和科学理论的非数学问题提供了抽象思维的模式,例如为非数学问题转化为数学问题提供具体的数学模型,为构造数学模型提供抽象方法。4、数学提供了科学理论的示范作用 数学公理化方法的成功为其他学科的发展提供了示范,很多学科都把
18、本学科的公理化作为发展的目标,数学所提供的这种示范导致“科学数学化”的趋势。5、数学提供了不可思议的实践领域的应用 著名数学家华罗庚在大哉数学之为用一文中精彩的指出“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁”无不是显现数学的身影,数学已成为一切技术发展和现实问题解决的最重要工具第24页,讲稿共48张,创作于星期二二、数学的特点(四)数学活动的探索性特征数学活动包括:数学研究活动,数学认识活动,数学实践活动。数学的探索性特征:指数学活动要运用一般科学的探索方法,包括:观察、实验、想象、直觉、猜测、验证、反驳。数学活动都要经历发现问题,提出假设,验证猜想三个阶段,每个阶
19、段都离不开探索。数学探索活动的特点:不是运用逻辑推理的论证方法,而是运用合情推理的探索方法;可以获得发现发明的内容;可以寻找解决问题的思路;可以预测可能性结论的正确程度;其结果必须通过严格的论证才是可靠的、最终的结论。启示:数学活动的探索性特征有利于培养学生数学发现、发明的方法;学校的数学教育不应该只教论证,还要教会学生去发现、去猜想。第25页,讲稿共48张,创作于星期二义务教育数学课程标准中对数学的基本认识:前言中的描述:数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画、逐渐抽象概括、形成方法和理论,并进行广泛应用的过程。20世纪中叶以来,数学自身发生了巨大的变化,特别是与计算机的结合,使得数学在研究
20、领域、研究方式和应用范围等方面得到了空前的拓展。数学可以帮助人们更好地探求客观世界的规律,并对现代社会中大量纷繁复杂的信息作出恰当的选择与判断,同时为人们交流信息提供了一种有效、简捷的手段。数学作为一种普遍适用的技术,有助于人们收集、整理、描述信息,建立数学模型,进而解决问题,直接为社会创造价值。第26页,讲稿共48张,创作于星期二基本理念2中的描述:数学是人们生活、劳动和学习必不可少的工具,能够帮助人们处理数据、进行计算、推理和证明,数学模型可以有效地描述自然现象和社会现象;数学为其他科学提供了语言、思想和方法,是一切重大技术发展的基础;数学在提高人的推理能力、抽象能力、想像力和创造力等方面
21、有着独特的作用;数学是人类的一种文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。第27页,讲稿共48张,创作于星期二高中数学课程标准中前言部分对数学的定位:数学是研究空间形式和数量关系的科学,是刻画自然规律和社会规律的科学语言和有效工具。数学科学是自然科学、技术科学等科学的基础,并在经济科学、社会科学、人文科学的发展中发挥越来越大的作用。数学的应用越来越广泛,正在不断地渗透到社会生活的方方面面,它与计算机技术的结合在许多方面直接为社会创造价值,推动着社会生产力的发展。数学在形成人类理性思维和促进个人智力发展的过程中发挥着独特的、不可替代的作用。数学是人类文化的重要组成部分,数学素质是
22、公民所必须具备的一种基本素质。第28页,讲稿共48张,创作于星期二 数学教育作为教育的组成部分,在发展和完善人的教育活动中、在形成人们认识世界的态度和思想方法方面、在推动社会进步和发展的进程中起着重要的作用。在现代社会中,数学教育又是终身教育的重要方面,它是公民进一步深造的基础,是终身发展的需要。数学教育在学校教育中占有特殊的地位,它使学生掌握数学的基础知识、基本技能、基本思想,使学生表达清晰、思考有条理,使学生具有实事求是的态度、锲而不舍的精神,使学生学会用数学的思考方式解决问题、认识世界。第29页,讲稿共48张,创作于星期二三、几种数学观下的数学教学“数学是一堆绝对真理的总集”,“学生的头
23、脑是贮存知识的仓库”,“数学学习就是往学生的头脑里不断增加定理的数目,是反复刺激的镜面反映,是学生对教师授予的知识的被动接受”,“学习数学主要在于背诵”,教师只注重学生得到数学知识的数量,只想把大量的数学结论尽快高密度地传授给学生,就会实施猛增乱补的教学法,其表现为:第30页,讲稿共48张,创作于星期二一是尽量缩短学生思考理解数学知识的时间,不考虑学生能否接受,不研究学生认知结构的合理性与组织性,不调动学生的学习主动性,只是自己单边的教学活动,使学生处于被动地接受状态。二是讲课中有意忽略知识产生的过程,讲概念不去建立概念与概念之间的联系,只讲概念的表达式,对概念的形成过程,定理的发现过程,证明
24、与解题的探索过程一带而过(甚至省略),不讲解(或不注重)知识与知识之间的逻辑关系,不引导学生进行类比和归纳,只把结论直接给学生。第31页,讲稿共48张,创作于星期二三是把教学的重点放在解题上,但也是只讲算法不讲算理,不引导学生通过归纳、分析、综合去理解解题思路,抓住解题实质,一味生搬算法,硬套公式。四是学生灌输“数学解题的方法就是死记硬背公式、定理和法则,然后直接应用”、“学习的目的就是记忆标准答案”。五是通过重复刺激和反复训练的方法以达到熟练掌握的程度,毫不顾忌脑力承受能力的极限,加班加点把学生困在过度训练的题海战中。第32页,讲稿共48张,创作于星期二这种教学使学生得到的是:这种教学使学生
25、得到的是:1、缺乏理解、僵化、无序的一大堆零散的数学结论。、缺乏理解、僵化、无序的一大堆零散的数学结论。2、死记硬背的学习方法,思路单一狭窄的思维方法,、死记硬背的学习方法,思路单一狭窄的思维方法,缺乏可利用性,可辨别性和稳定性的数学认知结构,这缺乏可利用性,可辨别性和稳定性的数学认知结构,这种认知结构不具有抽象、概括、迁移、逻辑推理红证明种认知结构不具有抽象、概括、迁移、逻辑推理红证明的功能,一些须逆向思维与发散思维的问题则无能为力的功能,一些须逆向思维与发散思维的问题则无能为力解决。解决。3、缺乏数学语言的表达能力,缺乏学习的主动性、缺乏数学语言的表达能力,缺乏学习的主动性、独立性和批判性
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