高中数学课堂“三种语言”的转化策略

发表时间:2021/1/29   来源:《中小学教育》2020年10月(中)29期   作者:张丽鹃
[导读] 数学语言是数学学科的重要内容,是学生学习数学的基础,还是学生应用数学的工具。
        张丽鹃
        四川省双流棠湖中学  四川省  成都市  610200
        摘要:数学语言是数学学科的重要内容,是学生学习数学的基础,还是学生应用数学的工具。但是,在当前的高中数学教学中,有不少教师忽视数学语言教学,忽视引导学生转化数学语言,致使学生的数学学习效果不佳。为了避免在数学教学中出现此类问题,笔者不但重视数学语言教学,还联系教学实践探索多样的引导学生转化数学语言的方法,借助数学语言及其转化提高学生的数学学习效果。在这篇文章中,笔者将理论结合实践地论述数学语言,及引导学生转化数学语言的策略。
        关键词:高中数学;数学语言;转化策略
        数学语言是数学学科的重要内容。苏联著名的数学家斯托利亚尔在《数学教育学》这本书中明确指出,数学教学就是教授数学语言的教学。苏联教育家克鲁捷兹基曾说过,数学学习和数学问题解决都是学生转化数学语言的过程。由此可以看出,数学语言在数学教学中起着重要的作用。但是,在当前的高中数学教学活动的实施过程中,还有部分数学教师没有认识到数学语言的重要性,忽视向学生们讲解数学语言,还忽视引导学生转化数学语言,不仅导致学生数学理解效果不佳,还阻碍了学生有效地解决数学问题。基于此现状,要想提高高中数学教学效果,在开展教学活动的过程中,教师要切实地引导学生转化数学语言。那么,到底什么是数学语言呢?我们要如何引导学生转化数学语言呢?这是本文需要重点解决的问题。
        一、数学语言的概述
        尽管数学界对数学语言早已进行了研究,但是到目前为止,还没有给数学语言下一个明确的定义。在数学教学实践过程中,笔者对斯托利亚尔的数学语言研究进行了分析,发现他按照简化自然语言、克服语言中模糊的问题、扩充语言的表达范围这三个方向对数学语言进行了界定。这三个方向突出了数学语言的特点:简化、清楚、互通。结合这一研究结果和自身的数学教学经验,笔者认为,所谓的数学语言学生进行数学表达、交流、认识和应用的工具和载体。而且,数学语言主要有这样三种形式:文字语言、符号语言、图形语言。数学语言的转化则是对这三种语言表现形式进行互相转换。通过转化数学语言,学生不仅可以加深对知识的理解,还可以实现知识间的融会贯通,尤其在此过程中锻炼思维能力,提高数学学习效果。所以,在组织高中数学教学活动的时候,教师要切实地把握数学语言及数学语言转化的内涵、特点,联系教学需要多种策略地引导学生进行数学语言转化。
        二、数学语言转化策略
        在实施高中数学教学活动的过程中,笔者一般应用如下策略引导学生转化数学语言:
        (一)文字语言符号化、图形化
        文字语言是不同于日常生活中的经常被使用的自然语言,它是指被数学化的自然语言。众所周知,数学学科具有科学性、严谨性的特点。所以,在进行表达数学文字语言的时候,要做到科学、严谨。此外,文字语言是对符号语言和图形语言的转化,以其自身独特的内容,对符号语言和图形语言进行加工,从而使得符号语言和图形语言愈加地详细、具体,使学生在学习数学的过程中,能在思维作用下更好地理解数学内容,提高数学学习效果。但是,有些文字语言是复杂的,学生们在抽象思维不发达的情况下,是难以准确理解语言内容的,直接影响数学学习效果。针对该情况,教师可以把握数学学科数形结合的特点,引导学生将文字语言转化为符号或图像,借此直观地展现文字语言中的关键信息,切实地把握文字要点。
        以这样一个问题为例,“一家工厂计划生产甲乙两种产品。生产这两种产品同时需要使用AB两种原料。其中,生产一工时的甲产品需要使用3kg的A原料;生产一工时的乙产品需要使2kg的A原料。生产一工时的甲产品需要使用1kg的B原料;生产一工时的乙产品需要使2kg的B原料。已知现在这家工厂有AB两种原料1200kg和800kg。如果生产一工时的甲产品的平均利润是30元,生产一工时的乙产品的平均利润是40元,请问当甲乙两种产品各自生产多少工时的时候,获得的总利润是最大的呢?最大利润是多少呢?”初读这这个问题,可以发现问题条件很复杂,不少学生会被绕晕,摸不到头脑。

针对这种情况,在组织教学活动的时候,笔者指导学生们按照产品、A数量、B数量、利润这些维度建立两种产品的利润分析表,将具体的数据清晰地摆放到表格中。如此做法,实现了文字语言的图表化,便于学生们理清条件关系,顺其自然地列出算式。在计算的过程中,为了降低计算难度,笔者同样指导学生们满足x和y的条件展现在图像中,实现符号语言图形化(如下图):
        
        如此使学生们快速地获得问题答案。同时,在体验如此教学活动的过程中,学生还可以锻炼数学思维,促进数学思维能力的发展。
        (二)符号语言文字化、图形化
        符号语言是数学学科中最常见到的一种语言,包括的内容是多种多样的,如简单的字母、识字,复杂的数学公式等。符号语言在数学学科中有着广泛的应用价值,是学生学习数学不可缺少的工具。与文字语言和图形语言相比,符号语言愈加地清晰、明了,可以直观地展现数学内容,便有学生们直观理解,提高数学学习效果。但是,部分高中生在参与数学教学活动的时候,对符号语言理解不深刻,难以有效地对其进行应用,尤其在符号语言缺乏实际意义的情况下,更是存在应用问题。基于此,在开展数学教学活动的时候,笔者引导学生们将符号语言转化为文字语言或图形语言。
        以“已知?ABCD,求证:AC2+BD2=2(AB2+AD2)”为例,问题看着很简单,但是在解决的时候,不少学生遇到问题,不知道从何处入手。对此,在组织教学活动的过程中,笔者指导学生们建立平面直角坐标系(如下图):
        
        由此可以看出,平面直角坐标系的建立将数学符号语言直观地展现出来了,学生们通过观察、计算坐标系可以准确地获得问题答案。需要这一点,为了学生们顺利地绘制出平面直角坐标系,笔者在对他们进行引导的时候,使用了文字符号,借此帮助学生们明白要怎么绘制图像。
        (三)图形语言文字化、符号化
        图形语言同样是数学学科的重要内容,也包含着多种多样的内容,如几何图形、图像等。著名的数学家笛卡尔曾说过,世界上没有任何的东西可以比得上几何图形,几何图形可以直接引入到学习者的脑海中,并在他们的脑海中扎根。由此可以看出,几何图形在数学教学中起着重要的作用。此外,数形结合是数学学科的基本特点,在数学教学活动的实施过程中,教师可以利用直观的数学图像将抽象复杂的数学信息展现出来,使学生在形象思维的作用下建构深刻的理解。但是几何图形缺少实际意义,影响了学生们对所学的理解。对此,在组织高中数学教学活动的时候,笔者尝试引导学生将数学图形语言转化为数学文字语言或符号语言,为几何图形增添实际意义,促进理解,辅助顺利地解决数学问题。
        以“已知一个多面体内接于球构成的简单组合体的三视图(如下图),图形中的有一个边长为4的四边形,请问该球的表面积是多少?”为例,
        
        在指导学生们解决这个问题的时候,笔者引导他们发挥想象力,对图形进行文字化的描述:正方体的对角线就是球的直径,由这两个长度相等,进而通过公式,借此确定解决问题的思路,顺利地解决问题。
        总而言之,数学语言是数学学科的重要内容,在组织高中数学教学活动的时候,教师可以立足数学语言以及三种语言的关系,联系教学需要,多种策略地引导学生进行数学语言转化,通过转化数学语言深刻理解数学知识,同时锻炼数学思维能力,提高数学问题解决能力。
        参考文献:
        [1]吴晓慧.“一招击中”高中数学——刍议数学语言在高中数学中的应用[J].数理化解题研究,2018(25):7-8.
        [2]李志康.数学语言能力与高中数学教学策略研究[D].西北大学,2018.
        [3]王雪.浅析数学语言能力在高中数学解题中的重要性[J].明日风尚,2017(15):135.
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