变体的概念和示例

变式1是指通过改变对象的非本质特征来突出对象的本质特征而形成的表现形式。二是通过改变对象的本质特征来突出对象的非本质特征,从而表明概念的内涵发生了变化。

二,变式教学的意义

1.它是掌握概念的有效途径,是理解和掌握定理和公式的重要途径。通过变体,抽象的概念和原理可以变得更加生动具体,概念和原理的内涵可以从各个侧面展示出来;另一方面,也可以从特殊到一般,得出一般结论,这样就可以把具体的、特殊的内容上升到一般,对它的理解也更深刻。

2.数学变式教学可以培养学生的思维品质。通过各种变体,揭示概念原理的本质,把握其本质,从而培养其思维的深刻性;通过各种变体,展示概念原理形式灵活多变的特点,进行多方位多角度的探索,提高数学适应性,培养思维的灵活性和创新性;利用变式构造反例,可以揭示问题的本质,培养批判性思维。

3.变式教学可以培养学生的能力。利用各种图形变体,在比较、辨别、联想中培养学生的空间想象力;通过变式,可以克服静态、孤立、片面地看待问题的习惯,消除定势思维的影响,促使学生多角度、全方位地思考问题,从而培养学生的辩证思维能力。

4.变式教学能激发学生的积极性和创新性。变式有助于启发学生分析已知和未知的数学问题及其相互关系,使他们积极联想与之相关的新旧知识,探索解决问题的方法。也鼓励学生不要满足于解决一个问题,而是一类问题;同时不满足于一题一解,而是以一题多解,一题巧解,多解来诱发其创造性。通过问题的变式,不仅可以有效地训练学生的基础知识和技能,还可以调动学生积极参与教学活动,减轻他们的负担,有利于学生创新能力的培养。

第三,变式与数学概念的学习

1.通过直观或具体的变体引入概念

抽象是数学概念的一个基本特征,但很多数学概念直接来源于具体的感性经验。因此,将概念引入教学的关键是建立感性经验与抽象概念之间的联系。在平时的教学实践中,笔者发现影响学生掌握几何概念的因素主要有三个:学生所拥有的图形经验、概念的描述以及所依据的图形变体。以两条异面直线的概念教学为例。

非平面直线概念的教学主要有两个难点:

一是概念的定义(内涵)抽象,学生难以理解;

第二,不同平面内的线条属于立体图形,用平面直视来表达必然会造成视觉失真,也会给概念对象(外延)的识别带来困难。

针对这两个难点,我们的老师通常会不自觉地使用以下两种变式:一是通过课堂上的课桌、笔、书等直观材料建立感性认识,让学生理解概念的具体含义。

然后,图形变体作为直观材料与抽象概念之间的过渡,从直观材料中抽象出来,使学生原有的感性经验从具体直观上升到图形层面,进而把握概念图形的基本特征,准确把握概念的外延空间。

2.通过非标准变体突出概念的本质属性。

学生认知的肤浅,往往表现为从问题的次要的、表面的形式去观察比较,而对问题的主要的、本质的东西视而不见。

标准变式虽然有助于学生准确把握概念,但也容易限制学生的思维,从而人为地缩小概念的外延。解决这一问题的方法之一是充分利用非标准变体,先显示标准套路,再显示非标准变体,即先揭示概念的内涵,再揭示概念的外延。

笔者在教学中探索出的一条有效途径,就是把概念的外延作为一个变体空间,把它所包含的对象作为变体,通过对不同变体的相同属性进行归类,来突出概念的本质属性。

3.通过非概念变体定义概念的外延

概念的内涵和外延是对立统一的,内涵明确,外延清晰。概念的教学不仅要注重内涵,还要让学生对概念中包含的对立集合有一个明确的边界。

要理清概念的外延,就要划清概念与其相近概念的界限。这里一个有效的方法就是使用“非概念变体”,比如平面几何中的非概念图形。通过非概念图形与概念图形的比较,可以非常直观地理解概念的本质属性。

4.通过辨析变式,进一步加深对概念的理解。概念形成后,不要急于应用概念解决问题,而要多角度、多方向、多层次设计变式题,对一个问题给出一个对错答案或多个答案,启发学生明辨是非,说出依据,帮助学生透过现象看本质。

通常一些数学概念由于内容或形式的相似而容易混淆,让学生学会客观评价事物,培养批判性思维。比如,引导学生探索长方体体积的计算方法。首先安排长方体体积与矩形面积的类比,启发学生猜测长方体体积可能与长、宽、高有关。

然后改变一个长方体的长宽高,比较体积变化,让学生认识到“长宽相同时,体积越大”、“长宽相同时,体积越宽”、“长宽相同时,体积越大”。长方体的体积和它的长宽高有什么关系?然后安排操作活动,引导学生用小正方体摆放四个不同的长方体,并记下长宽高的相关数据。通过对这些数据的观察和分析,找到了长方体体积与长、宽、高的关系,逐步总结出长方体体积的计算方法。