数学思维方法课件.ppt
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- 数学 思维 方法 课件
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1、(一)数学思维的概述(二)数学思维的特性(三)数学思维的结构与分类一、思维与数学思维(四)数学思维的分类(一)数学思维的概述1、思维的概念 思维人脑对客观事物进行的间接的、概括的反映(1)认识低级阶段:感觉、知觉:(2)认识的高级阶段:思维讨论:什麽叫感觉?什麽叫知觉?客观事物都具有一定的属性,如颜色、声音、味道、气味、温度、软硬等,当事物的这些个别属性作用于人的感觉器官,大脑就产生对它的反映。这种由人脑对直接作用于感觉器官的客观事实个别属性的反映就是感觉。感觉是人脑反映现实的最简单的心理过程如果人脑对直接作用于感觉器官的客观事物以整体来反映,就是知觉。知觉是比感觉复杂的心理过程2、数学思维
2、人脑和数学对象(空间形式、数量关系、结构关系)交互作用并按照一般思维规律认识数字内容的内在理性活动。情感外部材料内部材料思维加工思维结果例如:动物园里有例如:动物园里有10只绿孔雀、蓝孔雀比只绿孔雀、蓝孔雀比绿孔雀多绿孔雀多5只,蓝孔雀有多少只?只,蓝孔雀有多少只?思维过程是什麽?思维结果是什麽?1、数学思维具有间接性思维的间接性表现为人能借助于已有的知识经验,来理解和认识另一些没有被直接感知或不可能被直接感知的事物,事物间的关系及事物发展的进程。(二)数学思维的特性2、数学思维具有概括性思维的概括性表现为思维反映的是一类事物所具有的共性,反映的是事物之间普遍的必然联系。概括水平是衡量数学思维
3、水平的重要标志之一3、数学思维具有问题性4、数学思维具有简炼性数学思维的问题性是与数学知识的问题性相联结的。美国数学家哈尔莫斯指出:定理、证明、概念、定义、理论、公式、方法中的任何一个都不是数学的心脏,只有问题是数学的心脏。由于数学思维就是解决数学问题的心智活动,数学思维总是指向问题的变换,表现为不断地提出问题、分析问题和解决问题。因此问题性是是数学思维目的性的体现,解决问题的活动是数学思维活动的中心。而重视问题的分析、解决、应用、推广是数学思维问题性的精髓。(三)数学思维的结构(三)数学思维的结构数学思维内容数学思维的方法数学思维的基本形式数学思维的智力品质1、数学思维内容、数学思维内容:(
4、1)、数学思维的材料和结果数学思维的材料现实世界中存在的数量关系、空间形式学生已有的数字知识、经验数学思维的结果外部的数学知识内在的数学经验与心智技能技能分为外部操作技能内部操作技能心智活动技能是借助于内部语言进行的认知活动,包括感知、记忆、思维、想象、思维是主要的活动成分。(2)、数学思维的方法(又称操作手段)观察、实验、分析、综合、比较、分类、抽象、概括、归纳、演绎、类比、联想 逻辑思维 概念、判断、推理 形象思维 表象、直觉、想象 直觉思维 直觉、灵感(3)、数学思维的基本形式观察对事物或问题的 数学特征通过视觉获取信息,运用思维辨认其形式、结构和数量关系,从而发现某些数学规律和性质的方
5、法。一般按照整体部分整体的 序列展开再解决数学问题的 过程中,要引导学生善于变换不同的 观察角度,结合想象抓住问题的 特征,形成数学直感或产生直觉以解决问题。直感运用表象对具体形象的 直接识别和感知。直觉对某些对象的 直接领悟或洞察的思维形式实验根据所研究问题的 需要,按照研究对象的 自然状态和客观规律,认为地设置条件,使所希望的想象产生或对其进行控制的 科学方法,是数学思维的 一种间接的 、基本的 方法观察常用实验作基础,同时实验又可使得到的性质或规律得以重现或验证。例如,分数基本性质的 教学,通过直观操作或演示后,得出一组例证 369481212324612448161、整体观察,发现这几
6、组分数的分子、分母都起了变化,而分数的大小不变2、部分观察,对每一个式子,从左往右观察,讨论:一个分数的分子、分母怎样变化?分数的大小怎么样?再引导学生从右往左观察。3、整体观察,从整体上再观察几组式子,概括出分数的基本性质例如,教学分数乘以分数,可以借助图形分割的实验来分析积的分子、分母与两个因数的分子、分母之间的关系 (1)1153的 是多少1511153的4、数学思维的智力品质、数学思维的智力品质:衡量数学思维发展水平的重要标志,包括数学思维的广阔性、深刻性、灵活性、敏捷性、批判性、独创性。同学们答题,第一组每小时答15题,第二组每小时答13题,4小时后,第二组比第一组少答几题?在以上解
7、题中,思维内容、思维基本形式、思维方法、思维品质各体现在哪里?数学思维可按不同的特征分类,例如:(1)根据数学思维活动的总体规律可分为逻辑思维、形象思维、(四)数学思维的分类(四)数学思维的分类(2)根据数学思维的指向可分为集中思维、发散思维。(3)根据数学思维的智力品质可分为再现性思维与创造性思维。二、数学思维的一般方法学生在数学思维过程中运用的、可操作的方法(一)分析与综合分析:把研究的对象分解为各个部分、方面或要素并分别加以考察的一种思维方法侧重:探索性、发现性在小学数学学习中应用分析的思维方法表现在以下两个方面:(1)获取数学知识过程中应用分析的方法练习1:某学校有25个班,每个班种5
8、棵树苗,购买树苗花了1250元,每棵树苗多少元?练习2:甲库存粮108吨,乙库存粮140吨,要使甲库存粮是乙库的3倍,必须从乙库运出多少吨放入甲库?练习3:某电视机厂一、二月份共生产电视机400台,二月份生产的台数比一月份生产台数的5倍还少68台,两个月各生产多少台?练习4:甲、乙、丙三数之和为1160,甲是乙的一半,乙是丙的2倍,甲、乙、丙各是多少?综合:学生在头脑中把要研究事物的各个部分、方面或要素联合成整体进行考察的思维方法例如:练习1中,通过分析可列出式子1250(255) 或:12502551250125 50510 10练习2中,通过分析,列出式子(108+140)(1+3)=62
9、练习3中,列出式子(400+68)(1+5)=78练习4:1160(1+2+1)=290分析与综合的关系:(1)分析与综合是统一在具体思考问题的过程中。分析是综合的基础,综合是分析的合成,分析的目的是综合。(2)分析与综合互相补充如果思维只限于分析,那麽只能获得一些事物的枝节,不可能在思维中再现具体的整体。如果思维只限于综合,那麽只能对事物有一个表面的、笼统的印象,不能揭示其内部关系和规律。因此必须将两种思维方法联合应用,才能有效地认识问题、解决问题。例如:解应用题时(1)读题,弄清条件与问题,对应用题有粗略的整体了解初步的综合思维(2)研究已知数量与未知数量之间的关系分析思维(3)思考先算什
10、麽,再算什麽综合思维例如:要建立长方形 的概念例如:长方形和正方形有什麽相同和不同的地方? 小明有5本书,小王比小明多2本,小王有几本书? 小明有5本书,比小王多2本,小王有几本书?学生在数学思维过程中,使用比较的方法具体表现在:(1)异中求同比较:(二)比较与分类比较:确定有关事物共同点和不同点的思维方法学生通过观察,比较黑板的表面、课桌的表面、书本的表面等,发现它们表面的颜色不同,大小不同,但都有共同的形状,于是初步认识了长方形1、比较这几道题是怎样列竖式的,得出“小数点要对齐”2、通过观看教师怎样计算没有小数点的整数加减得出都“按整数加减法则计算”3、再比较这几个例题答数中小数点怎样处理
11、,得出都“和横线上的小数点对齐”于是归纳出小数加减法法则:计算小数加、减法,先把各数的小数点对齐,(也就是把相同数位上的数位对齐),再按照整数加减法的法则进行计算,最后在得数里对齐横线上的小数点,点上小数点。例如:鸡兔问题:今笼中有鸡兔若干只,共头有35个,脚94个,问鸡、兔各多少只?分析:假设35只都是兔,则应有脚354140(只)比实际多了 1409446(只)如果拿一只鸡换一只兔,那麽会减少2只脚,所以鸡有 46223(只)兔有 352312(只)大筐能装橘子19斤,小筐能装橘子11斤,某水果摊进了16筐橘子,总共有300斤,问这两种装法的橘子各进了多少筐?某年级原有学生325人,新学年
12、男生增加25人,女生减少5%,总人数增加16人,那麽现在男生有多少人?(2)同中辩异比较作用:主要是确认表面上相似的对象之间所存在的差异点,例如:圆的周长与圆的面积 数位与位数 整除与除尽 质数与奇数 小明有5本书,小王比小明多2本,小王有几本书? 小明有5本书,比小王多2本,小王有几本书?(3)同异综合比较既确定几个对象之间的相同点,又确认它们之间的相异点作用:可以发现对象之间的“异中之同”和“同中之异”,以便较为全面和深刻地研究对象之间的相互联系和区别。例如:比较长方形和正方形ab 可写成 也可以写成a:b可以读作:a除已b、b分之a、a比b区别:运算、一个数、两个数之间的关系ab相同之处
13、:都有四条边,四个角都是直角不同之处:长方形一般邻边可能不相等,正方形四条边相等。例如:除法、分数、比(4)择优比较对比较对象作出最优或有利的选择比较作用:帮助学生对解决问题的途径、方法、结果作出评价,提高解题水平例如:计算乘数中间有零的乘法例如一个正方形花坛四周铺有一条3米宽的水泥路,已知路面面积(阴影部分)为276平方米,求正方形花坛周长4 4评价:比较上面两种解法,若从计算的简、繁为评价,则两者基本上没有繁、简之分,但如果将花坛形状推广到一般长方形,只要其他条件不变,解法二仍可应用,但解法一不具有这种一般性,可见,重视解题后的择优比较,对活跃思路,提高能力是很有好处的。比较要注意两点:1
14、、同类对象可以比较,不同类对象则看比较结果有没有实际意义2、比较要有明确的标准分类是以比较为基础,按照事物间性质的异同,将相同性质的对象归入一类。不同性质的对象归入不同类别的思维方法作用:更好地揭示事物的本质,并将事物整理成不同等级的多层次系统,促进学生数学认知结构的发展。什麽叫数学认知结构?数学知识在学生头脑中按照他自己理解的深度、广度,并结合他个人感知、思维、联想的特点,组合成的心理结构学生在数学思维过程中应用分类的方法主要表现在以下几个方面:(1)概念形成过程中和形成概念后的分类作用:为了建立清晰的该年或弄清概念之间的联系或区别如:学习方程的概念:先出示一组式子3+x=5 32=6 3x
15、=12 4x 36x=9 65 4+6=10由学生观察、比较可分两类: 1、(有等号)3+x=5 32=6 3x=12 36x=9 4+6=10 2、(没有等号) 4x 65再观察(1)又可分为两类: 3+x=5 3x=12 36x=9 和32=6 4+6=10(2)方法的整理分类作用:使解决问题条理化,提高灵活解决数学问题的能力。例如:鸡兔同笼的问题,可以用几种方法解?(3)解题中的分域讨论分类作用:提高学生解题的条理性和正确率例如:判断“凡质数都是奇数”的正确或错误例如:两根同样长的绳子,第一根截 去 米,第二根截去它的 ,剩下的绳子哪一根长?1414设绳子的长为a米,则a的取值有三种情况
16、:当a=1米,截去a的 就是截去 米,所以两根绳子剩下的长度相等1414当a1米时, a 米,第二根截去的比第一根长,所以第二根剩下的就比第一根剩下的短.1414当a1米时, a 米,第二根截去的比第一根短,所以第二根剩下的就比第一根剩下的长.1414(三)抽象与概括抽象从复杂的事物中,抽取一些事物的本质属性,而舍弃非本质属性的思维方法。数学的抽象-从研究对象或问题中抽取数量关系或空间形式而舍弃其他属性进行考察的思维方法1、原始抽象(表征性抽象)通过对事物、现象或亲身体验进行抽象。特点:有实际的、可观察的背景通过观察张开的剪刀,观察红领巾的一角等,建立角的概念通过数10以内物体的个数,形成10
17、以内数的概念通过买各种文具用品,获得单价、数量、总价的数量关系2、原理性抽象在原始抽象的基础上形成较高层次的抽象例如:3支铅笔+4支铅笔=7支铅笔 3+4=7 (原始抽象) a+b=c (原理性抽象)通过买各种文具用品获得: 总价 =单价(一定) (原始抽象) 数量 (一定)(原理性抽象)ykx数学抽象的三个环节:分离、提纯、简略例如,认识长方形 ,出示以下学具这些学具有纸做的、塑料做的、木板做的,有红色、蓝色、绿色,有大的、小的。还有各种不同安放的位置分离舍去学具的物理、化学性质,只注意到他们的形状。提纯发现这些物体安放的位置不同,但有些物体形状是相同的简略将形状相同的物体表示为概括把抽象出
18、来的若干事物的共同属性联合起来并推广到同一类事物上去的思维方法1、新的概念、性质、法则、符号获得的时候的概括例如:认识圆:让学生用生活中的方法画圆,可以有以下多种画法:用圆规在纸上画用一只手画,姆指不动,最后的小指画一圈将绳子一端固定在地上,握着另一端,拉紧绳子在地上转一圈抽象出来的共同属性1、都有固定的一点(圆心)2、都有一定的长度(半径)3、都转了一圈将上面三个共同属性联合起来,概括出“一条线段绕着它的一个端点旋转一周所形成的图形是圆”2、在解决问题时,先对一个具体问题或一个数学式子的形式结构进行抽象,然后摆脱问题或数学式子的实际数学内容或具体内容,而只留下辨认问题或数学式子类型的标志例如
19、:儿童服装厂要生产12000套服装,原计划每月生产1500套,实际每月多生产500套,这样可提前几个月完成任务?概括出解题的基本结构:提前月数=原计划月数实际完成月数实际完成月数=计划总数实际每月生产数例如:小明每小时做5朵红花,3小时做几朵?概括出:就是求3个5是多少全班40个同学,女同学占 ,女同学几人?概括出:就是求40的 是多少3535作用:通过这样概括,表现在一种简约的思维,使复杂的问题变得简洁明了。3、为了在头脑中将数学信息保持而进行的概括性记忆 除法除不尽除尽整除概括的层次概括是有不同层次的,主要是受学生年龄的限制例如:同样是分数定义的概括象 、 、 等都是分数(直观形象概括)把
20、一个物体平均分成几份,这样的一份就是几份之一(具体形象概括)把单位“1”平均分成若干份,表示这样的一份或几份的数叫做分数(形象抽象概括)形如 (a、b都是整数,且b0)的数叫分数(本质抽象概括)121334ab 概括与综合的关系概括把不同事物的共同属性加以联合综合把同一事物的各部分、方面或要素加以联合例如:认识圆:用圆规在纸上画 用一只手画,姆指不动,最后的小指画一圈 将绳子一端固定在地上,握着另一端,拉紧绳子在地上转一圈,这三个事物抽象出来的共同属性1、都有固定的一点(圆心)2、都有一定的长度(半径)3、都转了一圈概括为:“一条线段绕着它的一个端点旋转一周所形成的图形是圆”例如:4 43将组
21、合图形分解为两个简单图形分别计算面积后,再将两个图形面积合并起来得到组合图形面积(综合)求组合图形面积(一个事物)学习方程的概念:先出示一组式子3+x=5 32=6 3x=12 4x 36x=9 65由学生观察、比较得出:含有未知数的等式叫方程(概括)某列火车通过360米的第一个隧道用了24秒,接着通过第二个隧道用了16秒,求这一列火车的长度?分析(1)火车通过第一个隧道比通过第二个隧道多用了8秒,而第一个隧道比第二个隧道多360216=144(米),就是火车8秒走了144米,可求出火车速度,从而求出火车24秒所走路程。 (2)火车24秒走的路程包括隧道长和车长,减去已知隧道长就是火车长。(3
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