数学理解障碍的成因分析

数学理解障碍的成因分析

和教学策略探索

问题提出：

“为理解而教”，已经成了当今教育界的共识。如果学生的学习最终未能增进他在某个领域的理解、未能基于这样的理解，将所学的知识与自己的生活经验或问题解决结合起来，那么，这样的学习很难说是“有效”的。为改进数学课堂教学，提高课堂教学效能，我们应该使我们的课堂教学成为促进学生理解数学内容、培养学生数学理解力的过程。我们认为，数学理解应该是指学生在已有数学知识和经验的基础上，建立新知识的个人心理表征，不断完善和发展头脑中的知识网络，并能将纳入知识网络中的新知识灵活地加以提取和解决问题。也就是说，当数学知识被学生在理解的基础上内化，成为学生自身知识体系的一部分，并能灵活应用时，才真正形成了数学理解。尽管促进学生理解数学被认为是一个犹如寻找圣杯一样困难的目标，但还是有许多研究以此为目标，这足以显示出该目标的价值所在。本文将主要围绕以下三个问题展开：

（1）学生在数学理解上存在哪些障碍？

（2）这些障碍存在的原因是什么？

（3）针对这些障碍和原因，我们在教学中采取了哪些策略？还有哪些设想或建议？我们发现学生的数学理解障碍主要由数学内容本身的特点造成、或由认知基础欠缺、思维品质较差造成，也与学生的学习方法和习惯有关，心理障碍也经常会影响学生的数学理解。本文既从这些角度对前期研究做出总结，提出了一些有益于培养学生数学理解的设想和方法，也希望能对后继的实践研究提供一些方向。

研究成果：

（一）学生的数学理解障碍及其成因分析

科研的目的是要改革和提高教学质量，而所有的改革都是基于现状的。所以，我们非常有必要了解清楚学生在数学理解上存在哪些障碍？根据一线教师

长期的教学经验以及对学生、教师、教材的调查，我们发现了一些问题，经分类归纳，得出学生在数学理解上存在的障碍有以下几点：

一、由数学学科本身的特点造成的理解障碍

1、数学的抽象性造成的理解障碍。因为数学的抽象，使外表完全不同的问题之间有了深刻的联系因此数学是自然科学中最基础的学科，但也正因为抽象，使学生不能形成恰当的表象，主要表现为概念模糊不清。数学中有具体形象的知识，也有不少抽象的知识，比如高一数学中有抽象的集合、以及函数。在学习了集合

的概念和空集的概念后，很多学生仍对φ、{0}、{φ}的区别混淆不清。另外就是参数的大量出现，学生不知道参数到底什么含义。主要原因在于学生的认知水平没有到达形式运算阶段，仍处于具体运算阶段。此水平的学生在获得和使用概念时，需要实际经验或借助具体形象的支持，一旦缺少这样的经验和支持，理解的形成就会受阻。

2、对符号语言的理解障碍。数学的符号语言有其简练性，但这也给学生在审题、记忆时造成一些误解或理解障碍，比如说：

对数定义“log

aN”中，要求a>0且a≠

1、N>0。如果忽略这个约束条件，在解对数不等式时，易犯错误。这是由于忽略语言符号的条件引起数学语言理解障碍。著名数学教育家弗莱登塔尔指出：

“学生必须有意识地使用代数语言，不仅学会使用共识，还要知道为何这样用而不那样用，否则代数将为无意义的游戏”。对符号的意义和作用缺乏理解，将对以后的学习构成更大障碍。可见数学语言学习意义重大。又如“-”、“（）”、“f(x)”等这些符号，它们与平时所见的意义不同，有些符号还有着不同的作用，学生无法顺应这些含义就会造成理解障碍。

3、数学的结构特征造成的理解障碍。数学结构是指构成数学知识体系的各种知识单元之间的一种相对稳定的结合方式和联系形式。它表明知识单元（和

组成部分）在数学体系中以何种方式结合起来，在数学体系中占有什么地位，以及怎样决定着数学整体的功能等等。数学结构具有很强的系统性。许多如数及函数等数学物件都有着内含的结构，且这些物件的结构性质又存在于更大物件的抽象系统中。比如理解函数概念时，由于函数是对应法则、定义域、值域的统一体，学生应当领会它们之间的相互制约关系，对三者进行整体把握。需要学生在头脑中建构一个情景（解析式的、表格的或图形的），使得函数的对应法则能够得到形象的、动态的反映。像这种抽象地、动态地、相互联系地、整体地认识研究对象，而且要在头脑中把整个动态过程转化为研究对象来研究，这就需要学生的思维在静止与运动、离散与连续之间进行转化。但是，学生的思维发展水平还处于辩证思维很不成熟的阶段，他们看问题往往是局部的、静止的、割裂的，还不善于把几个抽象的概念与具体事例联系起来，还不能够完全胜任这种需要用辩证的思想、运动变化的观点才能理解的学习任务。

二、由认知基础欠缺造成的理解障碍

1、基础知识缺陷，阻碍知识应用。主要表现为学生的知识网络不完整，有需求时无法提取或应用知识。比如，学习有理数的四则运算，就必须有正整数和分数运算的相关知识，包括运算顺序、法则，只有这些基础扎实，才能顺利的完成新知的学习。认知心理学认为，知识的获得过程既受到个人先天倾向的影响，同时也受到个人已获知识的影响。学生在进行数学学习或解决数学问题时所需要的知识如果在他们的数学认知结构中欠缺，或者学生头脑中即使有这个知识点，但它却没有与同类知识建立联系，这种提取也将受到阻碍，从而增加学生对数学知识理解和掌握的难度，使他们无法建构新知、找到解决问题的思路和办法。

2、知识联结不恰当，造成认知图式混乱或知识表征错误。当学习的新知与认知结构中已有的某些旧知识类似并可建立有意义的联系时，往往可以用旧知识去同化新知识，将新知纳入自己的认知结构中，成为学习者自己的东西。但有些数学知识貌似相像，本质却差别甚大，不能建立起联系，由于学生无法识别，就会将两个不相关的东西联系起来，产生错误的同化，这个错误的联系会妨碍学生对新知的正确理解。比如有学生将分配律与完全平方公式联系，造成漏中间项的错误，认为(a+b)2=a2+b2。这种现象发生主要原因是学生的辨别能力较弱，没有将新旧知识作比较的意识，或不会比较。

3、悟性、直觉差，自己发现或接受新知的能力弱。理解某个知识、解决数学问题，灵感或直觉也是很重要的。比如有的同学对几何有很强的直觉，看到几何图形，就会很快看清里面元素的位置关系、数量关系，而有些同学即使让他慢慢看，他观察到的信息还是不全面。这里的原因可能受短时记忆容量影响，或信息提取速度慢，或者是不能整体表征知识，学生在数学学习中遇到较复杂的问题时，灵感的产生需要一个以这个问题为中心的一组知识，即问题中心图式。当这个中心图式中的知识未取得联系，或对问题中心图式的某个知识理解不正确，就无法产生顿悟或灵感。

三、由学生的思维品质差造成的理解障碍

学生思维品质差，在数学学习中表现在以下几方面。

1、思维的深度不够，在学习和解决问题时被一些表面现象迷惑，缺少洞察力，抓不住问题的实质。思维的深刻性是指思维活动的抽象程度和逻辑水平。它表现为思维的多层次性，善于进行由表及里、深入思考，概括归类，善于抓住事物的

本质和规律。在中学数学里，很多问题都有其深刻的背景，或蕴藏着某种规律、方法，有些学生就不能发现，如数学归纳法，学生不能理解为什么第一个命题必须成立，在学习运算定律时，不能从给定的一组算式中发现共同的特征，不能理解用字母表示运算定律的实质含义等诸如此类的表现。

2、思维的灵活性差，表现在数学学习和解决问题时，容易受思维定势的影响，不善于根据问题情景及学习对象的变化而调整自己的思路，思维受阻时不善于改变原有的思维起点和思考方向。思维的灵活性指思维活动的灵活程度，指善于根据事物的发展变化，及时地用新的观点看待已经变化了的事物，并提出符合实际的解决问题的新设想、新方案和新方法。比如“异面直线所成的角”的概念是“角”的概念的再次扩展，一直是教学中的难点，而学生在平面几何里已接触两条直线的位置关系，在观念上已形成一种思维“定势”，如果不能以新的观点看待新的“角”，那么将影响学生几何观念的形成，所以克服思维定势的影响，是学习立体几何不容忽视的难点。