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初中数学函数教学中培养学生抽象思维能力的策略探究

周玲
  
墨轩媒体号
2025年358期
随州市文帝学校 湖北随州 441300

摘要:初中数学函数知识抽象复杂,学生理解困难。培养学生抽象思维能力,能助力其剖析函数本质,提升数学学习能力。本文聚焦初中数学函数教学,深度剖析培养抽象思维能力的重要意义,并从情境创设、信息技术运用、探究活动开展、知识应用强化四个方面提出有效策略,旨在提升函数教学质量,增强学生数学素养。关键词:初中数学;函数教学;抽象思维能力

引言

初中数学函数知识蕴含诸多抽象概念,从变量间的对应关系到函数图像的动态变化,从函数表达式的符号表征到实际问题的模型构建,都对学生的思维提出了更高要求。在函数教学中培养学生抽象思维,不仅能帮助学生理解函数知识、构建知识体系,更是打破学习瓶颈、实现思维跃迁的关键路径。探寻培养学生抽象思维能力的策略,不仅能优化教学过程,还能推动学生数学思维从具象经验向抽象逻辑进阶,为其终身学习奠定思维基础。

一、培养学生抽象思维能力的重要性

抽象思维能力是学生数学学习的关键素养。函数作为初中数学的核心内容,其概念的抽象性、性质的逻辑性以及应用的综合性,都构成了学生学习的主要障碍。拥有较强抽象思维能力的学生,能够穿透具体情境的表象,提炼出函数关系的本质特征,将现实问题中的变量关联转化为数学模型,从而准确把握函数的内涵与外延,构建起系统且完整的知识框架。

函数学习需处理抽象符号、表达式与图像,靠抽象思维转化为数学意义。比如理解函数表达式变量对应关系、分析图像反映的性质,都离不开抽象思维。抽象思维强的学生能迅速抓问题关键,用逻辑推理与归纳总结解复杂函数题,提升学习效率与质量。

长远看,培养抽象思维能力助力学生数学学科取得好成绩,对未来学其他学科、解决实际问题影响深远。数学是基础学科,抽象思维方法在多领域广泛应用。具备良好抽象思维能力,学生能适应未来学习、工作需求,为个人全面发展打基础。

二、初中数学函数教学中培养学生抽象思维能力的策略

(一)创设丰富情境,激发抽象思维兴趣

情境创设是激发学生抽象思维兴趣的有效手段。教师应结合学生生活与认知,创设多样教学情境,融入抽象函数知识,引导学生发现、提出并解决问题,激发抽象思维欲望。

在讲解一次函数时,可创设“水电费计费”情境:某小区居民用水,每月基础用水量为 10 吨,每吨水费 2 元,超出 10 吨部分每吨水费 3 元。让学生思考水费与用水量的关系,尝试用数学表达式表示。通过分析,学生能直观感受变量对应关系,抽象出一次函数表达式 y=3(x-10)+20 ( x⩾10 )。这种情境将抽象函数与生活紧密相连,降低学习难度,激发学生兴趣与探究欲。

(二)巧用信息技术,直观呈现抽象概念

信息技术为初中数学函数教学带来新契机。教师可合理运用多媒体课件、几何画板、数学软件等,直观呈现抽象函数概念、性质与图像,助力学生理解掌握,培养抽象思维。

利用多媒体课件,以图文并茂、声像结合展示函数知识。讲解函数平移、对称变换时,通过动画演示图像变化,让学生观察变换前后特征,抽象出变换规律。还可在课件插入物理中物体运动路程与时间函数关系、经济学中商品价格与销量函数关系等实例,加深学生对函数实际意义理解,激发兴趣。

几何画板功能强大,在函数教学应用广泛。教师可用其动态展示函数图像生成过程,让学生看清函数表达式与图像对应关系。讲解二次函数 ( a≠0 ),改变a、b、c 值,让学生观察图像开口方向、对称轴、顶点坐标等变化,深入理解性质。学生也能自己操作,探索函数特点与规律,培养自主探究与抽象思维能力。

数学软件如 Mathematica、GeoGebra,可为函数教学提供支持。教师引导学生用软件进行函数数值计算、图像绘制与数据分析,感受应用价值,提升抽象思维与解决实际问题能力。比如用GeoGebra 绘制复杂函数三维图像,拓宽学生视野,加深对函数理解。

(三)组织探究活动,引导学生抽象概括

探究活动是培养学生抽象思维能力的有效途径。函数教学中,教师应依教学内容与学生实际,设计有启发性、挑战性的探究活动,引导学生通过观察、实验、分析、归纳等自主探究函数知识,培养抽象思维与创新精神。

学习函数概念时,组织“生活中的变量关系探究”活动。让学生分组收集如公交车行驶站点与时间、购买水果重量与总价等变量关系,用表格、图像记录分析。探究中,学生整理归纳数据,找出变量规律,抽象出函数概念。这种活动让学生经历概念形成,加深理解,培养观察、分析与抽象概括能力。

探究函数性质时,设计“函数性质对比探究”活动。以正比例函数 y=kx ( k≠0 )与反比例函数 y=k/x ( k≠0 )为例,让学生分组分别绘制不同 k 值下两种函数图像,观察图像形状、位置、增减性等特征,对比分析 k 值对函数图像与性质影响。学生归纳总结出两种函数性质差异与联系,学会从具体现象抽象一般规律,提高抽象思维能力。教师还可组织数学建模探究活动。针对“城市交通拥堵治理”问题,让学生收集交通流量、道路通行能力等数据,建立函数模型分析拥堵原因,提出缓解方案。建模过程中,学生分析简化实际问题,抽象数学问题,选择函数类型建模求解,提升抽象思维与创新能力。

(四)强化知识应用,深化抽象思维认知

将函数知识用于解决实际问题,能深化学生抽象思维认知。教师应设计贴近生活的函数应用问题,引导学生用所学分析解决,让学生体会应用价值,加深知识理解,提升抽象思维。

学习一次函数后,设计“旅游费用规划”问题:某旅行社组织旅游,有两种收费方案。方案一:每人收费800 元;方案二:若人数不超过30 人,每人收费 900 元,超过 30 人,超出部分每人收费 700 元。某单位有 x 人参加旅游,选择哪种方案费用更低?学生需建立一次函数模型,计算不同人数下费用,比较函数值确定最优方案,巩固知识,学会用抽象思维解决实际问题。

在二次函数应用教学中,设计“农业种植收益最大化”问题:某农户种植某种蔬菜,每平方米种植 6 株时,每株产量为 2kg 。每平方米每增加 1 株,每株产量减少 0.2kg 。设每平方米种植 x 株,求每平方米蔬菜总产量 y 与 x 的函数关系,以及 x 为多少时总产量最大。学生通过分析数量关系建立二次函数模型,求最值确定最佳种植密度,锻炼抽象思维与综合运用知识能力。教师还可引导学生关注社会现象,如人口增长、资源消耗等,用函数知识分析研究。让学生收集某地区人口数据,分析人口数量与时间函数关系,预测未来人口趋势,提出应对建议。通过这类活动,学生将函数知识与社会实际相连,加深理解,培养抽象思维与社会责任感。

结语

初中数学函数教学中,培养学生抽象思维能力对提升教学质量、发展学生数学素养至关重要。通过创设情境、运用信息技术、组织探究活动、强化知识应用等策略,能激发学生兴趣,引导学生参与函数学习,提升抽象思维。教师应不断探索创新教学方法,为学生提供更多培养抽象思维的机会,助力学生数学学习进步,为未来发展奠基。

参考文献:

[1] 沈瑜瑛 . 过程性教学促进学生思维进阶——以初中数学函数为例 [J]. 数理天地 ( 初中版 ),2025,(08):161-163.

[2] 王敏敏 , 张大伟 . 以核心素养为导向的初中“一次函数”教学 [J]. 中学数学 ,2025,(06):115-116.

[3] 李思颖 . 谈初中数学教学中培养学生抽象思维能力的策略 [N]. 山西科技报 ,2023-08-01(A06).

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