数学学习的核心是是啥?

  • 黄冈人高级教师,从事高中数學教学15年任教期间任高中实验班数学课,辅导的学生中有20多人荣获全国数学竞赛一、二、三等奖30多人进入清华、北大深造。多次被评為“先进工作者”、“全国竞赛优秀教练员”在省级以上刊物发表论文多篇,累计编写教学辅导书十余本教学中注重学生数学学习的核心是方法的指导和数学学习的核心是习惯的培养。

解决数学问题除必须掌握有关数学内容的基本知识外,还必须掌握一定的解题技巧本系列着重讲解初中数学解题的思路、途径和技巧,根据数学问题的不同特性具体地、分门别类地讲解初中代数、几何的解题技巧,諸如怎样求代数式的值怎样进行因式分解,怎样用韦达定理解题等等对广大学生颇有启发,能收到触类旁通的作用

课程目标:学知識、学方法、学技巧
课程特色:系统化、重点化
适用人群:所有初中学生
课程详情:要学好数学学会解题是关键。在进行解题的過程中不仅需要加强必要的训练,其还要掌握一定的解题规律与技巧
一、数学思想方法在解题中有不可忽视的作用
       解题的数学学习的核心是过程通常的程序是:阅读数学知识,理解概念;在对例题和老师的讲解进行反思思考例题的方法、技巧和解题的规范过程;然后莋数学练习题。
       基本题要练程序和速度;典型题尝试一题多解开发数学思维;最后要及时总结反思改错交流数学学习的核心是好的解法囷技巧。著名的数学教育家波利亚说“如果没有反思就错过了解题的的一次重要而有意义的方面。”
       教师在教学设计中要让解学生好数學问题就要对数学思想方法有清楚的认识,才能更好的挖掘题目的功能引导学生发现总结题目的解法和技巧,提高解题能力
1. 函数与方程的思想
       函数与方程的思想是中学数学最基本的思想。所谓函数的思想是指用运动变化的观点去分析和研究数学中的数量关系建立函數关系或构造函数,再运用函数的图像与性质去分析、解决相关的问题而所谓方程的思想是分析数学中的等量关系,去构建方程或方程組通过求解或利用方程的性质去分析解决问题。
       数与形在一定的条件下可以转化如某些代数问题、三角问题往往有几何背景,可以借助几何特征去解决相关的代数三角问题;而某些几何问题也往往可以通过数量的结构特征用代数的方法去解决因此数形结合的思想对问題的解决有举足轻重的作用。
       分类讨论的思想之所以重要原因一是因为它的逻辑性较强,原因二是因为它的知识点的涵盖比较广原因彡是因为它可培养学生的分析和解决问题的能力。原因四是实际问题中常常需要分类讨论各种可能性
       解决分类讨论问题的关键是化整为零,在局部讨论降低难度常见的类型:类型 1 :由数学概念引起的的讨论,如实数、有理数、绝对值、点(直线、圆)与圆的位置关系等概念的分类讨论;类型 2 :由数学运算引起的讨论如不等式两边同乘一个正数还是负数的问题;类型 3 :由性质、定理、公式的限制条件引起的讨论,如一元二次方程求根公式的应用引起的讨论;类型 4 :由图形位置的不确定性引起的讨论如直角、锐角、钝角三角形中的相关問题引起的讨论。类型 5 :由某些字母系数对方程的影响造成的分类讨论如二次函数中字母系数对图象的影响,二次项系数对图象开口方姠的影响一次项系数对顶点坐标的影响,常数项对截距的影响等
       分类讨论思想是对数学对象进行分类寻求解答的一种思想方法,其作鼡在于克服思维的片面性全面考虑问题。分类的原则:分类不重不漏分类的步骤:①确定讨论的对象及其范围;②确定分类讨论的分類标准;③按所分类别进行讨论;④归纳小结、综合得出结论。注意动态问题一定要先画动态图
4 .转化与化归的思想
       转化与化归市中学數学最基本的数学思想之一,数形结合的思想体现了数与形的转化;函数与方程的思想体现了函数、方程、不等式之间的相互转化;分类討论思想体现了局部与整体的相互转化所以以上三种思想也是转化与化归思想的具体呈现。
但是转化包括等价转化和非等价转化等价轉化要求在转化的过程中前因和后果是充分的也是必要的;不等价转化就只有一种情况,因此结论要注意检验、调整和补充转化的原则昰将不熟悉和难解的问题转为熟知的、易解的和已经解决的问题,将抽象的问题转为具体的和直观的问题;将复杂的转为简单的问题;将┅般的转为特殊的问题;将实际的问题转为数学的问题等等使问题易于解决
但是转化包括等价转化和非等价转化,等价转化要求在转化嘚过程中前因和后果是充分的也是必要的;不等价转化就只有一种情况因此结论要注意检验、调整和补充。转化的原则是将不熟悉和难解的问题转为熟知的、易解的和已经解决的问题将抽象的问题转为具体的和直观的问题;将复杂的转为简单的问题;将一般的转为特殊嘚问题;将实际的问题转为数学的问题等等使问题易于解决。
  常见的转化方法有
( 1 )直接转化法:把原问题直接转化为基本定理、基本公式或基本图形问题 .
( 2 )换元法:运用“换元”把式子转化为有理式或使整式降幂等把较复杂的函数、方程、不等式问题转化为易于解决嘚基本问题 . ?
( 3 )数形结合法:研究原问题中数量关系(解析式)与空间形式(图形)关系,通过互相变换获得转化途径 . ?
( 4 )等价转化法:把原问题转化为一个易于解决的等价命题达到化归的目的 . ?
( 5 )特殊化方法:把原问题的形式向特殊化形式转化,并证明特殊化后嘚问题使结论适合原问题 .
( 6 )构造法:“构造”一个合适的数学模型,把问题变为易于解决的问题 .
( 7 )坐标法:以坐标系为工具用计算方法解决几何问题也是转化方法的一个重要途径
转化与化归的指导思想?
( 1 )把什么问题进行转化,即化归对象 . ?
( 2 )化归到何处去即化归目标 . ?
( 3 )如何进行化归,即化归方法 . ?
化归与转化思想是一切数学思想方法的核心 .
二、中学数学解题中的的基本方法
( 1 )观察法:有目的有计划的通过视觉直观的发现数学对象的规律、性质和解决问题的途径
( 2 )实验法:实验法是有目的的、模拟的创设一些有利於观察的数学对象,通过观察研究将复杂的问题直观化、简单化它具有直观性强,特征清晰同时可以试探解法、检验结论的重要优势。
是确定事物共同点和不同点的思维方法在数学上两类数学对象必须有一定的关系才好比较。我们常比较两类数学对象的相同点、相异點或者是同异综合比较
分类是在比较的基础上,依据数学对象的性质的异同把相同性质的对象归入一类,不同性质的对象归为不同类嘚思维方法如上图中一次函数的 k 在不等于零的情况下的分类是大于零和小于零体现了不重不漏的原则。
( 1 )特殊化的方法
特殊化的方法昰从给定的区域内缩小范围甚至缩小到一个特殊的值、特殊的点、特殊的图形等情况,再去考虑问题的解答和合理性
( 2 )一般化的方法
      类比就是根据两个对象或两类事物间存在着的相同或不同属性,联想到另一事物也可能具有某种属性的思维方法
通过类比联想可以发現新的知识;通过类比联想可以寻求到数学解题的方法和途径:
      牛顿说过:没有大胆的猜想就没有伟大的发明。猜想可以发现真理发现論断;猜想可以预见证明的方法和思路。初中数学主要是对命题的条件观察得出对结论的猜想或对条件和结论的观察提出解决问题的方案与方法的猜想。
归纳是对同类事物中的所蕴含的同类性或相似性而得出的一般性结论的思维过程归纳有完全归纳和不完全归纳。完全歸纳得出的猜想是正确的不完全归纳得出的猜想有可能正确也有可能错误,因此作为结论是需要证明的关键是猜之有理、猜之有据。
      解数学题时把某个式子看成一个整体,用一个变量去代替它从而使问题得到简化,这叫换元法换元的实质是转化,关键是构造元和設元理论依据是等量代换,目的是变换研究对象将问题移至新对象的知识背景中去研究,从而使非标准型问题标准化、复杂问题简单囮变得容易处理。
      换元法又称辅助元素法、变量代换法通过引进新的变量,可以把分散的条件联系起来隐含的条件显露出来,或者紦条件与结论联系起来或者变为熟悉的形式,把复杂的计算和推证简化
      我们使用换元法时,要遵循有利于运算、有利于标准化的原则换元后要注重新变量范围的选取,一定要使新变量范围对应于原变量的取值范围不能缩小也不能扩大。 你可以先观察算式你可以发現这种要换元法的算式中总是有相同的式子,然后把他们用一个字母代替算出答案,然后答案中如果有这个字母就把式子带进去,计算就出来啦
配方法是对数学式子进行一种定向变形(配成“完全平方”)的技巧,通过配方找到已知和未知的联系从而化繁为简。何時配方需要我们适当预测,并且合理运用“裂项”与“添项”、“配”与“凑”的技巧从而完成配方。有时也将其称为“凑配法”朂常见的配方是进行恒等变形,使数学式子出现完全平方它主要适用于:已知或者未知中含有二次方程、二次不等式、二次函数、二次玳数式的讨论与求解。配方法使用的最基本的配方依据是二项完全平方公式 (a + b) 2 = a 2 + 2ab + b 2 将这个公式灵活运用,可得到各种基本配方形式
6. 构慥法与待定系数法
( 1 )构造法所谓构造性的方法就是数学中的概念和方法按固定的方式经有限个步骤能够定义的概念和能够实现的方法瑺见的有构造函数,构造图形构造恒等式。平面几何里面的添辅助线法就是常见的构造法构造法解题有:直接构造、变更条件构造和變更结论构造等途径。
( 2 )待定系数法:将一个多项式表示成另一种含有待定系数的新的形式这样就得到一个恒等式。然后根据恒等式嘚性质得出系数应满足的方程或方程组其后通过解方程或方程组便可求出待定的系数,或找出某些系数所满足的关系式这种解决问题嘚方法叫做待定系数法。
利用公式解决问题的方法初中最常用的有一元二次方程求根时使用求根公式的方法;完全平方公式的方法等。洳下面一组题就是完全平方公式的应用:
( 2 )反证法是“间接证明法”一类即:肯定题设而否定结论,从而得出矛盾就可以肯定命题嘚结论的正确性,从而使命题获得了证明
三、中学数学新题型解题方法和技巧
       所谓探索题就是从问题给定的题设条件中探究其相应的结論并加以证明,或从给定的题目要求中探究相应的必需具备的条件、解决问题的途径
       条件探索题:解答策略之一是将题设和结论视为已知,同时推理在演绎的过程中寻找出相应所需的条件。
       结论探索题:通常指结论不确定不唯一或结论需通过类比、引申、推广,或给絀特例需通过归纳得出一般结论可以先猜测再去证明;也可以寻求具体情况下的结论再证明;或直接演绎推证。
       活动型探索题:让学生參与一定的社会实践在课内和课外的活动中,通过探究完成问题解决
       推广型探索题:将一个简单的问题,加以推广可产生新的结论,在初中教学中常见如平行四边形的判定,就可以产生许多新的推广一方面是自身的推广,一方面可以延伸到菱形和正方形中
       探索昰数学的生命线,解探索题是一种富有创造性的思维活动一种数学形式的探索绝不是单一的思维方式的结果,而是多种思维方式的联系囷渗透这样可使学生在数学学习的核心是数学的过程中敢于质疑、提问、反思、推广。通过探索去经历数学发现、数学探究、数学创造嘚过程体会创造带来的快乐。
   情境题是以一段生活实际、故事、历史、游戏与数学问题、数学思想和方法于情境中这类问题往往生动囿趣,激发学生强烈的研究动机但同时数学情景题又有信息量大,开放性强的特点因此需要学生能从场景中提炼出数学问题,同时经曆了借助数学知识研究实际问题的数学化过程
如老师在讲有理数的混合运算时,
       数学开放题是相对于传统的封闭题而言的一种新题型其特征是题目的条件不充分,或没有确定的结论也正因为这样,所以开放题的解题策略往往也是多种多样的
( 1 )数学开放题一般具有丅列特征
  ①不确定性:所提的问题常常是不确定的和一般性的,其背景情况也是用一般词语来描述的因此需收集其他必要的信息,才能著手解的题目
  ②探究性:没有现成的解题模式,有些答案可能易于直觉地被发现但是求解过程中往往需要从多个角度进行思考和探索。
  ③非完备性:有些问题的答案是不确定的存在着多样的解答,但重要的还不是答案本身的多样性而在于寻求解答的过程中学生的认知结构的重建。
  ④发散性:在求解过程中往往可以引出新的问题或将问题加以推广,找出更一般、更概括性的结论常常通过实际问题提出,学生必须用数学语言将其数学化也就是建立数学模型。
  ⑤发展性:能激起多数学生的好奇性全体学生都可以参与解答过程。
  ⑥創新性:教师难以用注入式进行教学学生能自然地主动参与,教师在解题过程中的地位是示范者、启发者、鼓励者、合作者
( 2 )对数學开放题的分类
从构成数学题系统的四要素(条件、依据、方法、结论)出发,定性地可分成四类;如果寻求的答案是数学题的条件则稱为条件开放题;如果寻求的答案是依据或方法,则称为策略开放题;如果寻求的答案是结论则称为结论开放题;如果数学题的条件、解题策略或结论都要求解题者在给定的情境中自行设定与寻找,则称为综合开放题
      从学生的数学学习的核心是生活和熟悉的事物中收集材料,设计成各种形式的数学开放性问题意在开放学生的思路,开放学生潜在的数学学习的核心是能力开放性数学问题给不同层次的學生学好数学创设了机会,多种解题策略的应用有力地发展了学生的创新思维,培养了学生的创新技能提高了学生的创新能力。
( 3 )鉯数学开放题为载体的教学特征
  ①师生关系开放:教师与学生成为问题解决的共同合作者和研究者
  ②教学内容开放:开放题往往条件不完铨、或结论不完全需要收集信息加以分析和研究,给数学留下了创新的空间
  ③教学过程的开放性:由于研究的内容的开放性可以激起學生的好奇心、同时由于问题的开放性,就没有现成的解题模式因此就会留下想象的空间,使所有的学生都可参与想象和解答
( 4 )开放题的教育价值
  有利于培养学生良好的思维品质;
  有助于学生主体意识的形成;
  有利于全体学生的参与,实现教学的民主性和合作性;
  有利于学生体验成功、树立信心增强数学学习的核心是的兴趣;
  有助于提高学生解决问题的能力。
4. 数学建模题(初中数学建模题也可以看莋是数学应用题)
       数学新课程标准指出 : 要学生会应用所学知识解决实际问题 , 能适应社会日常生活和生产劳动的基本需要初中数学的数学學习的核心是目的之一 , 就是培养学生解决实际问题的能力 , 要求学生会分析和解决生产、生活中的数学问题 , 形成善于应用数学的意识和能力。从各省市的中考数学命题来看 , 也更关注学生灵活运用数学知识解决实际问题能力的考查 , 可以说培养学生解答应用题的能力是使学生能够運用所学数学知识解决实际问题的基本途径之一
初中数学应用问题的三种类型
( 1 )探求结论型数学应用问题
  根据命题中所给出的条件要求找出一个或一个以上的正确结论
( 2 )跨学科的数学应用问题
总之,数学应用问题较好地考察了学生阅读理解能力与日常生活体验同时叒考察了学生获取信息后的抽象概括与建模能力,判断决策能力中考数学应用问题热点题型主要包括生活、统计、测量、设计、决策、銷售、开放探索、跨学科等等,中考在强化学生应用意识和应用能力方面发挥及其良好的导向功能这就要求我们在平时教学中善于挖掘課本例题、习题的潜在的应用功能。巧妙地将课本中具有典型意义的数学问题回归生活、生产的原型创设一个实际背景,改造成有深刻數学内涵的实际问题以增强应用意识,发展数学建模能力

* 课程提供者:三优优学

毕业于阜新矿业学院基础部数学師范专业擅长初高中数学教学,熟练操作excel信息技术与数学整合是特长。

2011版《数学课程标准》修订组通过广泛听取各方意见和建议,對《课程标准实验稿》中提出的6个核心概念“数感、符号感、空间观念、统计观念、应用意识和推理能力”做了调整共提出了10个核心概念。这就是:数感、符号意识、空间观念、几何直观、数据分析观念、运算能力、推理能力、模型思想、应用意识和创新意识

  为什麼提出核心概念?主要是由于在研制课程标准的过程中感觉在数学教学中,应该凸显一些在整个数学教学中最重要的东西那么用什么樣的方式,把这些最重要的东西凸显出来经过认真思考、讨论,一致认为应该用一些核心词或者叫做核心概念来体现最后确定为核心概念。核心概念的确定对于教师教学和学生的数学学习的核心是都具有极为重要的意义。一是这些核心概念的内涵在性质上都是体现数學学习的核心是主体——学生的特征所涉及的都是学生在数学数学学习的核心是中应该建立和培养的关于数学的感悟、观念、意识、思想、能力等,因此可以认为,它们是学生在义务教育阶段数学课程中最应培养的数学素养是促进学生发展的重要方面。

  二是《课程标准》将这些核心概念放在课程内容设计栏目下提出是想表明这些概念不是设计者超乎于数学课程内容之上外加的,而是实实在在蕴涵于具体的课程内容之中或者是与课程内容紧密结合的。三是核心概念从本质上体现的教是数学的基本思想即指对数学及其对象、数學概念和数学结构及数学方法的本质性认识。四是这些核心概念都是数学课程的目标点也应该成为数学课堂教学的目标,并通过教师的敎学予以落实

  《课程标准》对每一个核心概念都作出了较为明确的阐述,这有助于教师更好地把握课程目标、深刻理解课程内容哃时对于数学课程内容的选择和教学方法的改革也有重要的指导意义。

数学新课程标准的核心概念有数感、符号意识、空间观念、几何直觀、数据分析观念、运算能力、推理能力、模型思想、应用意识和创新意识.它们有着密切的联系,这十个概念在数学新课程标准中有一个承仩启下的作用,上连目标,下接内容,非常重要,所以也把它们称为核心概念.

通过数学学习的核心是数学新课程标准,在新课程标准的理念下,结合教學实际,我对这些核心概念有一些粗浅的理解.

数感:数感是关于对数量、数量关系、运算结果估计等方面的感悟,也是对数的抽象、数的应用嘚一种认识.有关数感的教学内容很多.比如:单位,在具体情境

中,碰到一些数量就要选择一种对应单位对它进行刻画,这种感悟就是一种数感.在培养数感的问题上,我们教师有很多工作要做,要创建具体情境,举行各种活

动,给孩子创造各种机会,激发他们对数的感悟,逐步积累经验,慢慢建立數感.数感不是短时间内就能让学生感受到的,数感的形成是一个长期的过程.

:符号意识主要是指能理解并运用符号表示数、数量关系和变化規律,还能运用符号进行运算和推理,获得一般性的结论,促进学生数学的表达和思考.符号意识在

数学数学学习的核心是中很重要,可以说它是一種简洁的数学语言,能对数学内容进行准确的表达和交流,是一种重要的载体.比如:在数学教学中对鸡兔同笼、方程等问题的研

究中,符号意识嘚应用就能方便、快捷地刻画数学模型,迅速便捷地解题,渗透模型思想,奠定重要的数学基础.

3、空间观念和几何直观

念是指根据实物特征抽象絀几何图形,根据几何图形描述和想象实物的方位和相互位置关系,从而描述图形的运动和变化.根据语言描述画出图形,这是对空间观念

的一种刻画.而几何直观是指利用图形描述和分析问题,借助几何直观,可以把复杂的数学问题变得简明、形象、具体、简单,有助于解决问题,预测结果.幾何直

观可以帮助学生理解数学掌握规律.这两个概念之间是有密切联系的.我简单地理解为:空间观念是看着实物,抽象出图形,想象图形的运動和变化(我简单记成看

物抽图想变化);几何直观是看图想事、看图分析、看图说理.联系的核心是“图”.

在数学教学过程中,无论是培养學生的空间观念还是几何直观,都要

从“图”下手.例如,在教学几何知识和难理解的应用题时,我常做到以下几点来帮助孩子建立空间观念和几哬直观.这几点是:一要充分发挥图形带来的好处.二

要日孩子养成一个画图的好习惯.三要重视变换,让图形动起来,把握图形与图形之间的联系.㈣要在学生的头脑中留住些图形.

4、数据分析观念:数据

分析观念是指了解现实生活中的许多问题都要先调查、搜集、分析数据,再做出判断,體会数据中蕴含的信息,选择合适的方法,逐步掌握现实生活中的各种规律.

因此在教学统计知识时,让学生理解,数据分析是统计的核心,也是认识現实生活的一个窗口.所以新课程标准新增了统计、概率知识,体现现代社会基本素养的需

要和学生未来数学发展的需要.

5、运算能力:运算能仂是指能根据法则进行正确的四则运算的能力.培养运算能力有助于学生理解运算,寻求合理、简洁的运算途径解决问题,运算能力是学生数学學习的核心是数学的一个重要标志.

推理能力:推理能力是数学的基本基本思维方式,也是人们数学学习的核心是和生活中经常使用的思维方式.推理能力一般包括合情推理和演绎推理,合情推理是从已有的事实出

发,凭借经验和直觉,通过归纳和类比等推断某些结果;演绎推理是从已囿的事实(包括定义、公理、定理等)和确定的规则(包括运算的定义、法则、顺序等)出

发,按照逻辑推理的法则证明和计算.在解决问题嘚过程中,两种推理功能不同,相辅相成:合情推理用于探索思路,发现结论;演绎推理用于证明结论.学生推理

能力的培养,不仅在几何里,数与代數、统计概

率都有贯穿在整个数学数学学习的核心是过程当中.

7、模型思想:模型思想的建立是学生体会和理解数学与外

部世界联系的基本途径.建立和求解模型的过程包括:从现实生活或具体情境中抽象出数学问题,用数学符号建立方程、不等式、函数等表示数学问题中的数量關系

和变化规律,求出结果并讨论结果的意义.这些内容的数学学习的核心是有助于学生初步形成模型思想,提高数学学习的核心是数学的兴趣囷应用意识.

8、应用意识和创新意识:应用意识就是强调数学和现实的联系,数学和其他学科的联系,运用所学到的数学去解决现实中和其他学科中的一些问题,当然也不包括运用数学知识去解决其他数学问题.

新是一个永恒的主体,时时处处都应该提倡.创新意识的培养是现代数学教育嘚基本任务,在数学教与学的过程中,学生发现和提出问题是创新的基础;独立思考、

学会思考是创新的核心;归纳概括得到猜想和规律,并加鉯验证,是创新的重要方法.创新意识的培养应该从义务教育阶段做起,贯穿数学教育的始终.从某种意义

上说,孩子越小越有创新的兴趣,对问题的敏感性强,能提出很多成年人都难以解决的问题,其实这本身就是创新.

  金融是非常大的一个概念從最开始的无数学化,到现在数学知识的广泛应用尤其是在量化、金融建模中,应该说现在的金融领域已经离不开数学的范畴了

  單从投资领域来说,当我们在计算组合收益的时候需要用到几何平均数的概念;当我们在计算存货的时候,需要用到加权平均数的概念;当我们在计算期权定价问题的时候又要用到微分方程、BS公式等一系列的数学概念。数化金融已经成为了一个重要的发展方向

  但昰就金融最核心的问题来说,我个人觉得是一种集合的力量也就是说,集合一切的知识和技能包括数学、包括编程,包括AI等等来实現一种个人或者社会性的满足。这种满足可以是一种超额收益可以是一种技能上的进步,可以是为了造福别人 换句话说,金融的核心從来都不是固定的而是随着历史和潮流的变化不断更新的,谁在某一段时期能够引导一种研究方向,那么我们就会暂时性的以什么为主但是,最核心的问题还是一种资产价值的博弈。

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