《中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維的案例研究》一書(shū),是一群熱愛(ài)中學(xué)數(shù)學(xué)思維教學(xué)的一線教師的教學(xué)思考,呈現(xiàn)在面前的是他們的部分教學(xué)實(shí)踐方面的研究案例,也可以說(shuō)是研究實(shí)證.本書(shū)嘗試從思維結(jié)構(gòu)論角度去梳理中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維的教學(xué)研究,大膽地從高階思維的基本形式、基本原理、基本策略、基本方法方面入手,通過(guò)案例進(jìn)行實(shí)證研究。
本書(shū)可作為廣大中學(xué)數(shù)學(xué)教師、大學(xué)生、研究生,以及那些對(duì)數(shù)學(xué)思維教學(xué)研究有真正興趣的專業(yè)人員的參考資料。
數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的一門(mén)科學(xué).數(shù)學(xué)在形成人的理性思維、科學(xué)精神和促進(jìn)個(gè)人智力發(fā)展的過(guò)程中發(fā)揮著不可替代的作用.數(shù)學(xué)教育承載著落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)、發(fā)展素質(zhì)教育的功能.數(shù)學(xué)教育幫助學(xué)生掌握現(xiàn)代生活和進(jìn)一步學(xué)習(xí)所必需的數(shù)學(xué)知識(shí)、技能、思想和方法;提升學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生會(huì)用數(shù)學(xué)眼光觀察世界,會(huì)用數(shù)學(xué)思維思考世界,會(huì)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言表達(dá)世界.
一、本書(shū)的定位
《中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維訓(xùn)練實(shí)踐研究》一書(shū),是一群熱愛(ài)中學(xué)數(shù)學(xué)思維教學(xué)的一線教師的教學(xué)思考,呈現(xiàn)在面前的是他們的部分教學(xué)實(shí)踐方面的研究案例,也可以說(shuō)是研究實(shí)證. 回顧中學(xué)數(shù)學(xué)思維研究的歷史,經(jīng)歷了20世紀(jì)80年代蜂擁而起、淺層探索的階段,到了90年代,由揚(yáng)州的張乃達(dá)先生編著的國(guó)內(nèi)第一部關(guān)于中學(xué)數(shù)學(xué)思維的專著——《數(shù)學(xué)思維教育學(xué)》于1990年問(wèn)世,以及 1996 年馬忠林先生主編《數(shù)學(xué)思維論》的出版,為中學(xué)數(shù)學(xué)思維教學(xué)研究提供了理論支撐,掀起了數(shù)學(xué)思維教學(xué)研究的一股熱潮,正是在前輩們影響的大背景下,這樣一群數(shù)學(xué)教師(當(dāng)時(shí)的年輕人)把精力和感情投入其中,才有了本書(shū)這么多的活生生的案例. 盡管書(shū)中的案例,不是那么完美,但至少是他們經(jīng)過(guò)多年思考的積累,并且愿意拿出來(lái)和大家分享與討論,不妥之處懇求專家們斧正,以此推動(dòng)中學(xué)數(shù)學(xué)思維教學(xué)的研究和實(shí)踐工作,這需要莫大的勇氣,我們應(yīng)該向他們表示敬意.
二、本書(shū)的宗旨
今天,數(shù)學(xué)教育的傳統(tǒng)地位正在陷入嚴(yán)重的危機(jī)之中,數(shù)學(xué)工作者要對(duì)此負(fù)一定的責(zé)任.數(shù)學(xué)教學(xué)有時(shí)竟演變成空洞的解題訓(xùn)練,中小學(xué)生(甚至有些數(shù)學(xué)教師)把數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)理解為解題的學(xué)習(xí),整天忙于“刷題”,這種訓(xùn)練雖然在一定程度、一定范圍可以提高形式推導(dǎo)的能力,但不能促成真正的理解與深入的獨(dú)立思考,不能提高數(shù)學(xué)思維能力和思維水平,完全背離了數(shù)學(xué)教學(xué)的核心是培養(yǎng)數(shù)學(xué)思維能力的宗旨. 因此,提倡和推動(dòng)開(kāi)展數(shù)學(xué)思維教學(xué)研究,已刻不容緩.
數(shù)學(xué)是理性思維和想象的結(jié)合,是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式(結(jié)構(gòu)、變化以及空間模型等概念)的一門(mén)學(xué)科.數(shù)學(xué)是思維的體操,數(shù)學(xué)在培養(yǎng)思維,特別是理性思維方面具有不可替代的作用.縱觀近40年的數(shù)學(xué)思維研究,人們不難發(fā)現(xiàn),在數(shù)學(xué)思維的基本方法、基本觀點(diǎn)、基本策略方面已經(jīng)有了厚實(shí)的基礎(chǔ),促進(jìn)和推動(dòng)了一般思維科學(xué)的研究 . 當(dāng)一般的思維研究進(jìn)入“系統(tǒng)化思維、結(jié)構(gòu)化思維”(詳見(jiàn)
[美]杰拉爾德·溫伯格著,王海鵬譯,《系統(tǒng)化思維導(dǎo)論》,人民郵電出版社,2015 ;
[美] Jamshid Gharajedaghiaft著,王彪、姚瑤、劉宇峰譯,《系統(tǒng)思維》,機(jī)械
工業(yè)出版社,2014 ;王琳、朱文浩著,《結(jié)構(gòu)性思維》,中信出版集團(tuán))的研究時(shí)代. 反過(guò)來(lái)對(duì)數(shù)學(xué)思維的研究又提出了更高的要求,本書(shū)嘗試從思維結(jié)構(gòu)論角度去梳理中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維的教學(xué)研究,大膽地從高階思維的基本形式、基本原理、基本策略、基本方法方面入手,通過(guò)案例進(jìn)行實(shí)證研究,是否妥當(dāng),供大家研究討論.
關(guān)于中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維的基本“思想”,本書(shū)未能涉足,主要原因是我們有所顧慮. 因?yàn)?數(shù)學(xué)教育家們從沒(méi)有把數(shù)學(xué)“思想”單列地提出來(lái),常見(jiàn)的提法往往都是和數(shù)學(xué)方法搭在一起被稱為“數(shù)學(xué)思想方法”. 其實(shí),思想一般也稱“觀念”,是活動(dòng)的結(jié)果,屬于認(rèn)識(shí). 思想是思考的產(chǎn)物,它是形成了一套系統(tǒng)的思考結(jié)果.思想是對(duì)事物宏觀的理性的認(rèn)識(shí),是對(duì)辦什么事和怎樣辦好這件事的理解和認(rèn)識(shí). 思想是對(duì)客觀事物發(fā)展的再認(rèn)識(shí),思想的形成源于對(duì)客觀事物發(fā)展的積累、吸收、轉(zhuǎn)化,通常我們把轉(zhuǎn)化稱為再認(rèn)識(shí),這個(gè)時(shí)候的再認(rèn)識(shí)是對(duì)客觀事物發(fā)展的再總結(jié)后的結(jié)果,這個(gè)結(jié)果就是我們的思想.觀念是對(duì)具體事物的觀點(diǎn),思想是對(duì)觀念的高度總結(jié),是從觀念當(dāng)中提煉出來(lái)的.如今,數(shù)學(xué)思維的研究在基本觀念、基本觀點(diǎn)方面已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)和相對(duì)比較成熟的成果,對(duì)此加以總結(jié)和提煉形成“思想”也是順理成章的事情,期待后續(xù)研究能有這方面的案例與大家分享討論,這樣本書(shū)的基本脈絡(luò)也就比較清晰了.
三、本書(shū)的用法
本書(shū)雖是按系統(tǒng)的次序?qū)懢偷?但并不要求讀者逐頁(yè)地去讀.各節(jié)內(nèi)容之間基本上是獨(dú)立的,即使是每一節(jié)的案例,也可以根據(jù)個(gè)人的需求進(jìn)行有選擇的閱讀,以滿足個(gè)人對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題解決中的數(shù)學(xué)思維方面的要求.鑒于本書(shū)涉及的內(nèi)容是中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維的問(wèn)題,對(duì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)比較薄弱的學(xué)生,必須有所選擇地閱讀,帶星號(hào)的部分在初始閱讀時(shí)可以略去,這對(duì)理解后面的內(nèi)容不會(huì)有多大影響.建議讀者不妨只研究自己最感興趣的那些章節(jié),大部分的問(wèn)題、習(xí)題都是精選的,比較困難的(章節(jié)、問(wèn)題)均用星號(hào)標(biāo)出,讀者若對(duì)其中的許多問(wèn)題不能解決也不為怪.希望本書(shū)能為廣大中學(xué)數(shù)學(xué)教師、大學(xué)生、研究生,以及那些對(duì)數(shù)學(xué)思維教學(xué)研究有真正興趣的專業(yè)人員提供幫助,在各個(gè)章節(jié)中,高中教師能為課外活動(dòng)小組,或一些選定的學(xué)生,找到有益的材料.
最后我們還希望專家們能對(duì)高階思維的初步討論發(fā)生興趣 . 高階思維是發(fā)生在較高認(rèn)知水平層次上的心智活動(dòng)或認(rèn)知能力.高階思維是高階能力的核心,主要指創(chuàng)新能力、問(wèn)題求解能力、決策力和批判性思維能力.高階思維能力集中體現(xiàn)了知識(shí)時(shí)代對(duì)人才素質(zhì)提出的新要求,是適應(yīng)知識(shí)時(shí)代發(fā)展的關(guān)鍵能力.發(fā)展學(xué)習(xí)者高階思維能力蘊(yùn)含系列新型的教學(xué)設(shè)計(jì),數(shù)學(xué)教學(xué)義不容辭,數(shù)學(xué)工作者們應(yīng)當(dāng)共同努力.
陸斌
2019 年國(guó)慶節(jié)于上海
陸斌,中學(xué)高級(jí)教師,中國(guó)數(shù)學(xué)奧林匹克優(yōu)秀教練員,普陀區(qū)高中數(shù)學(xué)學(xué)科帶頭人工作室領(lǐng)銜人,普陀區(qū)拔尖教師,現(xiàn)任晉元高級(jí)中學(xué)數(shù)學(xué)學(xué)科主任。從事數(shù)學(xué)教學(xué)工作37年,長(zhǎng)期擔(dān)任數(shù)學(xué)競(jìng)賽輔導(dǎo)工作,指導(dǎo)的學(xué)生已有100多人次獲得省級(jí)以上一、二、三等獎(jiǎng),主編《素質(zhì)教育新學(xué)案》、《教與學(xué)整體設(shè)計(jì)》等10余部,在《數(shù)學(xué)教學(xué)》、《中學(xué)數(shù)學(xué)月刊》等報(bào)刊上發(fā)表論文30多篇。
第一章 中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維的基本形式
第一節(jié) 系統(tǒng)化
第二節(jié) 結(jié)構(gòu)化
第二章 中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維的基本原理
第一節(jié) 極端原理 *
第二節(jié) 對(duì)稱原理
第三節(jié) 配對(duì)原理
第四節(jié) 關(guān)系映射反演
第三章 中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維的基本策略
第一節(jié) 轉(zhuǎn)換
第二節(jié) 整體思維
第三節(jié) 間接思考
第四節(jié) 分解與組合
第五節(jié) 一般化與特殊化
第六節(jié) 觀察與實(shí)驗(yàn)
第七節(jié) 抽象、概括與具體化
第八節(jié) 模型化
第四章 中學(xué)數(shù)學(xué)高階思維的基本方法
第一節(jié) 類比
第二節(jié) 聯(lián)想
第三節(jié) 化歸
第四節(jié) 轉(zhuǎn)化
第五節(jié) 探索 *
第六節(jié) 極限
第七節(jié) 歸納
第八節(jié) 對(duì)應(yīng) *
第九節(jié) 構(gòu)造
第十節(jié) 遞推
參考文獻(xiàn)