答:所谓数学表达能力,是指将自己解决数学问题的观点、思想、方法、过程等, 用恰当的数学语言(包括自然语言、数学图形语言、数学符号语言等)准确流畅地表达出来的能力。
数学语言根据其表达形式的不同,可分为自然语言、图形语言和符号语言。这三种形式的数学语言在数学学习中,扮演着各自不同的作用。自然语言易表达,图形语言直观形象,而符号语言抽象、严谨、准确。让学生掌握好这三种语言各自的特点,使培养他们的数学表达能力的基本条件。
根据这三种语言的各自特点,使学生由易而难,依次掌握不同的数学语言是培养数学表达能力的基本途径。
在算法教学中,我们可以用自然语言叙述算法,也可以用程序框图表示算法,还可以用算法语句编写程序使计算机执行算法。自然语言描述的算法步骤、程序框图和程序是不同形式的算法,依次由自然语言、过渡到程序框图,再到算法语句,这体现了算法逐渐“精确”的过程。
例:设计一个计算1+2+3+?+100的值的算法,并画出程序框图。(高中人教版必修3 ,P13)
首先,用自然语言表达:写出1之后,先算1+2,所得的和再加3,所得的和再加4,所得的和再加5,以此类推,一直加到100。即,
第1步,0+1=1.
第2步,1+2=3.
第3步,3+3=6. 第4步,6+4=10. ?
第100步,4950+100=5050.
其次,用顺序结构程序框图表示,并认识到对此进行简化的必要性。如下
图:
到这里,教师引导学生寻找规律,提出能否简化顺序结构框图。根据学生的认知,初步形成循环框图,引出循环结构的概念。
通过以上由易而难的教学程序,能使学生更好地理解所学的算法结构,也为以后学习算法语句奠定了基础。
89、试述算法学习的意义和作用
答:算法是计算机理论和实践的核心,也是是数学的最基本内容之一。可以这样说,数学学习的主要作用之一是形成“算法思维”。算法有着悠久的发展历史,中国古代数学曾经以算法为特色,取得了举世瞩目的辉煌成就。在已经逐步进入信息化社会的今天,算法的基本知识、方法、思想日益融入人们社会生活的方方面面,已经也应该成为现代人所应具备的一种基本素质。
高中数学课程中的算法有以下几个方面的作用:
(1)算法学习能够帮助学生清晰思考问题、提高逻辑思维能力
在某种意义上,问题是数学的核心,对于很多数学问题,不论是代数问题还是几何问题,算法框图可以准确、清晰、直观地展示解决问题的过程。一个算法常常可以解决一类问题。因此,算法,一方面具有具体化、程序化、机械化的特点,同时又有高度的抽象性、概括性和精确性。将解决具体问题的思路整理成算法的过程是一个条理化、精确化、逻辑化的过程,这有助于培养学生的逻辑思维能力。
(2)算法学习有助于提高学生的信息素养
信息技术正在改变着人们的生活方式、学习方式和工作方式,掌握和使用信息技术已是现代人必备的素养,高中数学课程中已开设了信息技术课程。信息技术以计算机技术为核心,而计算机技术的核心则是算法。因此,算法的学习有助于学生理解信息技术的本质,提高学生的信息素养。
90、试述函数概念的历史发展及中学两种函数概念的异同,说明中学生学习函数概念的认知难点及教学策略。
答:函数概念的历史发展:在函数概念发展史中,先后经历了“变量说”、“对
应说”及“关系说”三种不同定义方式的发展过程。
首先,1755年,欧拉对函数作了如下定义:“如果某些变量,以这样一种方式依赖于另一些变量,即当后面这些变量变化时,前面这些变量也随之变化,则前面的变量称为后面变量的函数。”这是函数的早期定义之一,它比较直观,现在,在初中数学教材就基本采用了这一定义。即一般地,设在一个变化过程中有两个变
量x 与y ,如果变量y 随着x 的变化而变化,那么就说x 是自变量,y 是因变量,也称y 是x 的函数。我们把这一定义,称为函数的“变量说”。
其次,数学家康托尔的集合论出现后,人们开始用集合之间的“对应”来定义函数概念,函数被明确地定义为集合之间的“对应”。现在,在高中的数学教材中,就基本采用了函数的这一定义:函数的“对应说”定义:设A ,B为非空数集,如果存在一个对应法则f ,对A 中每个元x 按照对应法则f ,在B中有唯一的一个元素y 与之对应,则称这样的对应f 叫做集合A到集合B上的函数,记为 f :A→B。
后来,1914年,法国数学家豪斯道夫用序偶(x ,y )的集合来定义函数,而不用对应一词。在序偶定义及二元关系的基础上,形成了函数定义的“关系说”:设X 与Y是两个集合,而f是X与Y笛卡尔积的子集,如果对于每一个x ∈X,有唯一的y ∈Y,使得(x ,y )∈f ,则称关系f 为X 到Y的函数,记作:f :X→Y。
中学两种函数概念的异同:初中定义函数:设在一个变化过程中有两个变量x与y,如果对于x在某一范围的每一个值,y都有唯一的值与它对应,那么就说x是自变量,y是x的函数。高中定义函数:设A,B为两个为非空数集,如果按照某种确定的对应关系f,使对于集合A中的任意一个数x,在集合B中都有唯一确定的数f(x)与之对应,那么就称f:A→B为集合A到集合B的一个函数。记作y=f(x),x∈A。区别在于初中描述比较抽象,用的是更自然的语言,高中随着集合和映射的认识学习,对函数这一概念定义更为严谨。
认知难点和教学策略:在高中函数概念的教学中,我们应当注意以下教学策略: (1)在函数概念建构之前,通过引发学生的认知冲突,实现认知结构的“顺应”; (2)在建构函数概念时,需要选择适宜的数学原型,利用数学原型归纳概括概念; (3)在剖析函数概念时,将需要关注的问题和关键点融入到具体的问题中,请学生思考;
(4)在巩固函数概念时,提供类型丰富的题目(如表格对应、图形表示对应以及其它集合对应等),根据学生程度,设计有梯度的练习。
91、写出自然数(皮亚诺)公理系统的内容。
答:皮亚诺公理,也称皮亚诺公设,是数学家皮亚诺(皮阿罗)于1899年提出的关于自然数的五条公理系统。根据这五条公理可以建立起一阶算术系统,也称皮亚诺算术系统。包括以下五条公理:(1)1是自然数;(2)任一自然数都有唯一自然数为其后继数;(3)没有两个相异自然数有同一后继数;(4)1不是任何自然数的后继数;(5)如果1有性质p,且任何具有性质p的自然数其后继数也具有性质p,则一切自然数都有性质p。上述(5)就是数学归纳法原理。所有自然数的性质,都可由皮亚诺公理导出。
92、试给出函数的“变量说”、“对应说”、“关系说”三种定义。
答:函数的变量说定义:一般的,设在一个变化过程中有两个变量x与y,如果变量y随着x的变化而变化,那么就说x是自变量,y是因变量,也称y是x的函数。X的取值范围叫做函数的定义域,与x的值对应的y的值叫做函数值,函数值的集合叫做函数的值域。
函数的对应说定义:设A为非空实数集,如果存在一个对应规律f,对A中每个元x按照对应规律f,存在R中唯一的一个实数y与之对应,则称对应规律f是定义在A上的函数,表为f:A→R。集合A称为函数f的定义域,元x所对应的y值称为x的函数值,表为y=f(x). 函数的关系定义说:
设f是集合X与集合Y的关系,即f?X?Y.如果还满足(x1,y1)?f,(x1,y2)?f,则y1?y2,那么称f是集合X到集合Y的函数。
93、什么是数学表达能力?请在算法的教学中举一例说明如何培养学生的数学表达能力?
答:所谓数学表达能力,是指将自己解决数学问题的观点、思想、方法、过程等, 用恰当的数学语言(包括自然语言、数学图形语言、数学符号语言等)准确流畅地表达出来的能力。
数学语言根据其表达形式的不同,可分为自然语言、图形语言和符号语言。这三种形式的数学语言在数学学习中,扮演着各自不同的作用。自然语言易表达,图形语言直观形象,而符号语言抽象、严谨、准确。让学生掌握好这三种语言各自的特点,使培养他们的数学表达能力的基本条件。
根据这三种语言的各自特点,使学生由易而难,依次掌握不同的数学语言是培养数学表达能力的基本途径。
在算法教学中,我们可以用自然语言叙述算法,也可以用程序框图表示算法,还可以用算法语句编写程序使计算机执行算法。自然语言描述的算法步骤、程序框图和程序是不同形式的算法,依次由自然语言、过渡到程序框图,再到算法语句,这体现了算法逐渐“精确”的过程。