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数学运算素养:培养思维,提升核心素养

【摘要】:思维是指理性认识的过程,是人脑对客观事物间接的和概括的反映,属于人脑的基本活动形式.数学思维则是指用数学思考问题和解决问题的思维活动形式.数学思维既能动地反映客观世界,又能动地反作用于客观世界.数学运算中强调探究运算思路,通过探究可以激发思维的灵活性、广阔性,锻炼思维的敏捷性和深刻性,形成思维的独创性、批判性和灵活性.问题:书架上有5本书,现在再插入3本不同的书,有多少种不同的方案?

思维是指理性认识的过程,是人脑对客观事物间接的和概括的反映,属于人脑的基本活动形式.数学思维则是指用数学思考问题和解决问题的思维活动形式.数学思维既能动地反映客观世界,又能动地反作用于客观世界.

数学运算中强调探究运算思路,通过探究可以激发思维的灵活性、广阔性,锻炼思维的敏捷性和深刻性,形成思维的独创性、批判性和灵活性.

【案例2-5】

问题:书架上有5本书,现在再插入3本不同的书,有多少种不同的方案?

易错分析 不认真审清题意,简单地认为是不相邻问题,套用插空法,得,另外,将原有的5本书参与排列也是比较多见的错误.

解题分析 引导学生对事件再分析,首先紧扣事件的要素——完成任务的标志是3本书插进原来5本书的序列中,再分析归纳要注意的有以下几个关键点:①原来的5本书相对位置是不变的;②3本书互不相同,即意味着有顺序;③3本书可以相邻,也可以不相邻.

解法1 按照先分类再分布的核心思想,考虑有3类插入的情况:①3本相邻;②2本相邻,1本分开;③3本都不相邻.故可采用捆绑法和插空法综合解题,有.

解法2 全排列后除以原有5本书的全排列,即

图2-3

解法3 第一本书插入时有6个空档,第二本书插入时有7个空档,第三本书插入时有8个空档,故N=6×7×8=336.

问题探究解法3非常好,抓住了事件的核心.类似的问题还有很多,比如:在图2-3图形中共有多少个矩形?

如果按矩形的构成分情况数,情况太多,非常困难,而如果能抓住完成事件的核心,即构成矩形的要素是两横两纵4条线,则很容易得到共有个矩形(表示在7条纵线中选2条,表示在4条纵线中选2条).

从上述案例中可以看出探究运算思路、探究问题的核心本质,激发思维的灵活性和深刻性,在问题的解决中往往会收到意想不到的效果.

数学运算在明晰运算对像的基础上,依据运算法则解决数学问题.在选择合理有效的运算方法求解问题时,从原有的认知结构出发,通过观察、类比、联想、实验、猜想等一系列数学思维活动,展示问题解决的各个环节.因此,数学运算素养也是数学思维培养的途径之一.