《小学数学课程标准之数学基本思想》教师培训提纲课件.ppt
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1、数学课程标准之数学基本思想,鹰的重生,二.数学基本思想 的整体认识和分析,三.对几个数学基本思想的具体分析,一.简述数学课程标准的含义及其内容,四.如何在教学中渗透数学思想方法,一、简述小数数学课程标准的含义以及内容,1.课程标准的含义:是国家课程的基本纲领性文件,是国家对基础教育课程的基本规范和质量要求。国家课程标准是教材编写、教学、评估和考试命题的依据,是评价管理和评价课程的基础。,小学数学课程标准的内容,前言,基本概念,设计思路,课程目标,总体目标四基基本思想,学段目标,内容标准,数与代数,图形与几何,统计与概率,综合与实践,实施建议,教学建议,评价建议,教材编写建议,课程资源开发与利用
2、建议,课程性质,2.,3.课标总目标:第一条: 使学生获得“四基”,即:通过义务教育阶段数学学习,学生能:获得适应社会生活和进一步发展所必需的数学的基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验。,数学课程目标为何要: 从“双基”发展到“四基”?,从双基拓展为四基,主要体现了对于数学课程价值的全面认识,学生不仅获得必需的知识和技能,还要积累经验、获得数学发展和处理问题的思想;同时体现了以学生为本的基本理念。,早在近代科学的黎明时期,德国数学家莱布尼兹(Leibniz,16461716)就指出: 数学的本质不在于它的对象,而在于它的思想方法。,1.什么是数学学习中最本质的东西?,二、对数学基本思想的
3、认识和分析,数学基本思想才是数学的本质,2.何为数学基本思想? 区别几个概念,所谓数学思想,是指人们对数学理论与内容的本质认识。所谓数学方法,是指人们解决数学问题的方法,即解决数学具体问题时所采用的方式、途径和手段。,3.数学基本思想的本质,“数学发展所依赖的思想在本质上有三个:抽象、推理和模型。通过抽象,在现实生活中得到数学的概念和运算法则,通过推理得到数学的发展,然后通过模型建立数学与外部世界的联系”(史宁中,数学思想概论第一辑,东北师范大学出版社,2008.6,第一页)。,数学基本思想层次性和多样性,三.对其中几个数学基本思想 的具体分析,抽象,推理,模型,数形结合,分类,化归,(一)数
4、学抽象思想,数学和其他学科一样,都具有抽象性。即都是把物体、现象、生活的一个方面抽象化。数学研究的是从具体内容中抽象出来的形式、结构和数量关系。抽象是数学最本质的特征。,1.什么是数学抽象思想,从结果看:全部数学都是抽象的产物 例:一个概念(分数),一个算式(3X2=6种),一个数(3),一种运算(乘法),一条法则一个定律(加法交换律),一个数量关系(速度X时间=路程)等。从过程与方法看:数学的学习与发展就是一个抽象的过程,抽象是数学活动最基本的方法。例1:100以内数的写法和读法;,2.为什么抽象是数学最本质的特征,1,3,表示1个十,看图写数。,表示3个一,在十位上写1,在个位上写3,1,
5、例2:搭配问题(分三步),(1)从实际生活引入课题,体验按顺序搭配。从生活中的搭配衣服引入课题。先让学生用实物图片搭配,体验按顺序搭配的好处。,(2)然后从实物图片抽象到符号表示,感知符号表示的简洁明了。,(3)最后从符号表示通过推理抽象到算式,培养孩子的理性思考。,(二)推理思想,1.数学家对推理的认识,数学的主要方法就是逻辑的推理。陈省身,数学创造性工作的结果是证明推理,是一个证明,但证明是由合情推理,是由猜想来发现的。波利亚(美籍匈牙利数学家),几何学总是利用一长串简单的推理完成最艰难的证明。笛卡尔(法. 哲学家、数学家、物理学家),2.什么是推理?,推理是指从一个或几个已知判断推出一个
6、新的判断的思维方式。 例:用长6cm、8cm、12cm的三根小棒能围成三角形吗?推理的种类,演绎推理,合情推理,类比推理,归纳推理,不完全归纳推理,完全归纳推理,2.1什么演绎推理,演绎推理是从一般性原理得出特殊结论的推理方法,即从一般到特殊的推理方法。演绎推理的特点是:在推理的形式合乎逻辑的条件下,运用它从真实的前提一定能推出真实的结论。因此,演绎推理是一种必然的推理,演绎法是一种严格的逻辑证明方法。,演绎推理的逻辑基础:三段论这种推理是分为大前提、小前提、结论这样三段来进行的,可用公式表示如下: (大前提) (小前提) 所以 (结论),例1:,求三角形未知角的度数,2.2什么合情推理,是指
7、根据已有的事实和证明的结论、实验和实践的结果,凭借经验和直觉,通过归纳和类比推测某些结果的 推理过程。归纳、类比是合情推理常用的思维方式。,合情推理有分为:分为归纳推理和类比推理,2.3.1 归纳推理,按照它的考查的对象是否完全而又分为: 完全归纳推理 不完全归纳推理(也叫简单枚推理),归纳推理:由某类事物的部分对象所具有的某些特征推出该类事物也具有这些特征的推理。例:乘法分配律律,三角形的内角和定理。,根据某类中每一个个体都具有(或不具有)某种性质,推出该类具有(或不具有)某种性质的归纳推理称为完全归纳推理。在数学中,完全归纳推理又可分为穷举归纳和分类归纳两种。 设考察的对象含有有限个对象,
8、表示为: 考察内容是判定 是否有性质 ,则穷举归纳的逻辑形式可表示如下:,完全归纳推理,若考查的对象有无限多个,显然就无法穷举,这时,可将无限多个对象分成有限多个类来研究,这就是分类归纳推理。,分类归纳推理的逻辑形式为:,例:三角形的内角和定理,不完全归纳推理,根据考察的一类事物的部分对象具有某一属性,而作出该类事物都具有这一属性的一般结论的推理方法称为不完全归纳推理小学数学中基本用的是不完全归纳推理。其逻辑形式:,例1:乘法分配律律,例2:费尔玛素数猜想: (费尔玛数)当n=0,1,2,3,4时,分别为3,5,17,257,66537,于是,费尔玛猜想“所有的 都是素数。”事隔半个世纪之后,
9、擅长计算的欧拉成功地将其分解为两个因数之积: 这就推翻了费尔玛素数猜想。,但不完全归纳可以促使人们通过观察分析,去发现结论,提出猜想,然后加以证明。在数学中,发现结论往往比证明结论更重要。通过观察下列等式: 由不完全归纳推理可能推测:任何大于2的偶数都可以表为两个素数之和,这正是著名的哥德巴赫猜想。,通过归纳推理发现规律,在小学教材中很多结论都是通过归纳推理得到的。如:关于数的交换律、结合律、分配率、关于分数的基本性质、关于圆面积公式等等很多数学问题也可以通过归纳去寻求规律和解题的捷径。,如图所示,在正六边形A周围画出6个同样的正六边形(阴影部分),围成第1圈;在第1圈外面再画出12个同样的正
10、六边形,围成第2圈 。按这个方法继续画下去,当画完第11圈时,图中共有 个与A相同的正六边形。,图中第1格内放着一 个立方体木块,木 块六个面上分别写 着A,B,C,D,E, F六个字母,其中A 与D,B与E,C与F 相对。如果将木块 沿着图中方格滚动, 当木块滚动到第21 个格时,木块向上 的面写的字母是: 第5,9,13,17,21格与第一格相同,故为 A 由此,还可作更一般的推广。,类比推理,根据两类不同的对象之间存在某些方面的相同或相似,推测出它们在其它方面也有可能相似或相同的推理,它是从特殊到特殊的推理。其逻辑形式如下:,(三)模型思想,所谓数学模型,就是根据特定的研究目的和问题,采
11、用形式化的数学语言,去抽象地,概括地描述所研究对象的主要特征、数量关系和空间形式所形成的 一种数学结构。,1.什么是数学模型,2.模型思想的重要意义,促进概括能力的发展; 例:运算律的概括,3. 模型思想在小学数学中的应用 数的表示,自然数列:0,1,2,用数轴表示数用数字和图形表示规律数的运算:a+b=c,ca =b, cba,abc(a0,b0), ca=b, cba用字母表示运算定律,方程ax+b=c 数量关系:时间、速度和路程:s=vt 数量、单价和总价:a=np 正比例关系:y/x=k 反比例关系:xy=k用表格表示数量间的关系,用图象表示数量间的关系用字母表示周长、面积和体积公式用
12、图表示空间和平面结构用统计图表描述和分析各种信息用分数表示可能性的大小。,数学建模就是通过建立模型的方法来求得问题解决的数学活动过程。,4.如何建模?,标准从义务教育数学课程的实际情况出发,将这一过程进一步简化为这样三个环节:,从现实生活或具体情境中抽象数学问题,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关系和变化规律,通过模型去求出结果,并用此结果去解释、讨论它在现实问题中的意义,6.模型思想的培养,精心设计教学活动,使学生经历“问题情境建立模型求解验证”的数学活动过程。如:长方形面积公式的推导:经历摆发现归纳用字母表示的过程。,7.模型与情景的关系紧密结合,由模型反述问题情境,
13、教学楼有四层。五(1)班的同学第一节课到3楼上数学课,第二节课到2楼上美术课,第三节课到4楼上音乐课,第四节课回到3楼上语文课,中午到一楼食堂吃饭。下面哪一幅图比较准确地描述了这一过程?,时间,楼层,时间,楼层,楼层,时间,由情境选模型,案例:香港教材:“公说公有理,婆说婆有理” 某企业有5个股东,100个工人,9092年间收益情况如下: 年份 股东红利(元) 工资总额(元) 1990年 5万 10万 1991年 7.5万 12.5万 1992年 10万 15万 将它画成图表(如图):,同一模型的多重情境,90,91,92,1000,1500,10000,20000,90,91,92,90,9
14、1,92,5万,10万,15万,(1)股东画:两条平行线,表明劳资双方“有福同享,有难同当”,(2)工会领导人画:差 距越来越大,应加速增加工资。,(3)工人画:以股东和 工人的个人所得计算,收入相差悬殊。,同一情境中的多种模型,100%,150%,200%,年份 股东红利(元) 工资总额(元)90年 5万 10万91年 7.5万 12.5万92年 10万 15万,5个股东,100个工人,(四)分类思想,1.分类的含义 是依据一定的标准,将对象区分为不同种类的逻辑方法。,标准:“分类是一种重要的数学思想。学习数学的过程中经常会遇到分类问题,如数的分类、图形的分类、代数式的分类、函数的分类等。在
15、研究数学问题中,常常需要通过分类讨论解决问题。”,例1:商不变的性质,把结果不变的算式分为一类,再探究你发现了什么?,例2:给一本书编页码,一共用去732个数字,这本书一共有多少页?分析与解:按照每个页码所用数字的个数分类:只用一个数字的有19页,共用了9个数字;用二个数字的有1099页,共用了2(999)=180(个)数字;余下的(7321809)个数字用来编三位数的页码,可以编(7321809)3=181(个)页码。于是可以求出这本书一共有990181=280(页)。,2.分类应特别注意两点: 一是统一标准。例:在1-20中找出既是奇数又是合数的数,这个标准就含有奇数和合数两个因素。 二是
16、不重复、不遗漏。例:同一平面内,两条直线的位置关系,(五)数形结合的思想,1.数学研究的主要对象:数量关系和空间形式,数量关系空间形式,“数”(抽象),“形”(直观),数和形是数学的两个基本方面,皮亚杰说:儿童的思维特点是形象思维。,如何解决抽象与直观这对矛盾呢?数形结合,用形象直观的图形理解抽象的数及数量关系。,2.数形结合思想方法的意义,数形集合的思想方法:就是抓住数与形之间的本质联系,用形直观形象地表达数,用数精确地刻画形。借助几何直观把复杂的数学问题变得简明、形象,有助于探索解决问题的思路,预测结果。,数缺形时少直观,形少数时难入微。数形结合百般好,隔离分家万事休。,华罗庚:,(1)形
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