基于数学抽象的概念形成:模型与案例①
2021-08-06刘春艳冯启磊
数学通报 2021年6期
刘春艳 冯启磊
(北京教育学院数学系 100044)
1 问题提出
《普通高中数学课程标准(2017年版)》(以下简称《课标》)提出,数学学科核心素养是数学课程目标的集中体现.其中数学抽象位于六大学科核心素养之首,是数学的基本思想,是形成理性思维的重要基础.从数学内容来看,数学源于对现实世界的抽象,概念是数学的核心内容,因此,获得数学概念是数学抽象的主要表现之一,数学概念的形成也是发展学生数学抽象的重要载体.在实际教学中,如何从情境中抽象出数学概念,既是重点也是难点.为此,很多学者开展了大量研究.
关于概念学习,杜宾斯基(Ed Dubinsky)等人提出APOS理论,强调学习者在学习数学概念时要经历4个心理建构阶段,即操作(Action)、过程(Process)、对象(Object)、图式(Scheme).奥苏贝尔(D.P. Ausubel)提出与概念形成的最高发展形式有关的心理过程,大致有八个环节.结合此结论,曹才翰与章建跃两位学者提出了概念形成的过程模式(如图1).

图1 概念形成的一般过程(曹才翰,章建跃,2006)
为了更精确地刻画数学领域中抽象性的含义,徐利治教授给出了弱抽象、强抽象和广义抽象的概念,并指出弱抽象的过程依据“特征分离概括化原则”,强抽象的过程依据“关系定性特征化原则”[1].对于具体数学概念的抽象过程,史宁中教授根据抽象程度的不同,分为三个阶段,或者说三个层次:一是简约阶段,把握事物关于数量或图形的本质,把繁杂问题简单化,给予清晰表达;二是符号阶段,去掉具体内容,利用符号和关系术语,表述已简约化的事物;……
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