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教育创新与实践

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Journal of Educational Innovation and Practice

  • 主办单位: 
    未來中國國際出版集團有限公司
  • ISSN: 
    3079-3599(P)
  • ISSN: 
    3080-0803(O)
  • 期刊分类: 
    教育科学
  • 出版周期: 
    月刊
  • 投稿量: 
    5
  • 浏览量: 
    600

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核心素养视域下初中生数学抽象思维培养研究

Research on Cultivating Students' Mathematical Abstract Thinking in Junior High School from the Perspective of Core Competencies

发布时间:2026-05-13
作者: 黄小敏,黄华平 :重庆三峡学院数学与统计学院 重庆;
摘要: 数学抽象思维是数学学科的本质思维,也是《普通高中数学课程标准(2017年版2020年修订)》明确的六大数学核心素养之首,更是《义务教育数学课程标准(2022年版)》中初中阶段核心素养 “抽象能力” 的核心内核。初中阶段是学生从具象思维向形式化抽象思维跃迁的关键期,抽象思维的培养直接决定学生数学学习的深度、知识建构的完整性与后续学习的可持续性。本文以学科教学(数学)专业视角,立足初中数学教学实践,系统阐释为何要培养学生抽象思维、抽象思维作为核心素养的重要价值,并结合初中生认知发展规律与课堂教学实际,提出可操作、可落地的培养策略,为一线初中数学教师落实核心素养、提升教学质量提供理论支撑与实践路径。
Abstract: Mathematical abstract thinking is the essential thinking of mathematics. It ranks first among the six core mathematical competencies specified in the Mathematics Curriculum Standards for Senior High Schools (2017 Edition, Revised 2020), and is also the core of "abstract ability" as a core competency at the junior high school level in the Compulsory Education Mathematics Curriculum Standards (2022 Edition). Junior high school is a critical period for students to transition from concrete thinking to formal abstract thinking. The cultivation of abstract thinking directly determines the depth of students' mathematics learning, the integrity of knowledge construction, and the sustainability of subsequent learning. From the professional perspective of subject teaching (mathematics), based on junior high school mathematics teaching practice, this paper systematically explains why students' abstract thinking should be cultivated and the important value of abstract thinking as a core competency. Combined with the cognitive development rules of junior high school students and classroom teaching reality, this paper puts forward operable and implementable cultivation strategies, so as to provide theoretical support and practical paths for front-line junior high school mathematics teachers to implement core competencies and improve teaching quality.
关键词: 数学抽象思维;核心素养;初中数学;学科教学;培养策略
Keywords: mathematical abstract thinking; core competencies; junior high school mathematics; subject teaching; cultivation strategies

引言

随着基础教育课程改革从“知识立意”转向“素养立意”,数学教育核心目标从传授知识转向发展核心素养。数学抽象是高中数学六大核心素养的根基,也是其他素养形成的前提;初中抽象能力则承接小学符号意识、数感,向上衔接高中数学抽象,是初中生数学思维发展的核心抓手。初中数学相较于小学抽象程度显著提升,学生需完成从具体数量到字母表示、从直观图形到几何定理、从算术到代数推理的转变,若忽视抽象思维培养,易陷入机械刷题、死记硬背的困境,难以适应高中数学学习。本研究兼具重要理论价值与实践意义,理论上可厘清数学抽象思维与核心素养的内在关联,明确其内涵、层级与发展规律,丰富素养落地的理论体系;实践上针对教学中“重结论、轻过程”“重运算、轻思维”的痛点,提出可落地的培养策略,助力教师转变教学理念、推动学生思维升级。研究采用文献研究法梳理理论内涵,案例分析法结合代数式、函数等典型课例剖析路径,实践反思法提炼教学策略,围绕“为何培养—价值何在—如何培养”三大问题展开论述。

一、数学抽象思维的内涵与初中阶段特征

(一)数学抽象思维的核心内涵

数学抽象思维是舍弃事物非本质物理属性,抽取数量关系与空间形式的本质属性,形成数学概念、命题、法则、模型的思维过程;核心为去繁就简、符号表征、一般化概括,本质是对现实世界的数学化重构。按抽象层级与对象可分为三类:表征性抽象(从实物、图形中提炼数学符号与概念)、原理性抽象(从现象中抽象数量关系、规律与几何性质)、建构性抽象(依托已有概念经逻辑推理建构新数学对象与体系)。

(二)初中生数学抽象思维的发展特征

依据皮亚杰认知发展理论,初中生处于具体运算向形式运算过渡的关键期,抽象思维呈现三大特征:仍依赖具体直观经验,需借助具象逐步过渡到形式化抽象;由经验型抽象向理论型抽象发展,七至九年级依次侧重符号表征、关系规律、模型体系抽象;学生抽象思维发展不均衡,需分层引导、循序渐进。

(三)初中数学抽象思维与高中数学抽象的衔接

初中抽象能力聚焦从现实情境提炼数学对象、符号表征关系、概括规律,高中数学抽象则强调形式化定义、逻辑化建构、系统化抽象。初中夯实抽象思维,可帮助学生适应高中高阶抽象知识学习,避免初高中数学学习出现断层。

二、培养学生数学抽象思维的必要性

(一)数学学科本质的必然要求:抽象是数学的灵魂

数学以数量关系与空间形式为研究对象,其概念、公式、理论体系均依托抽象形成,数学的严谨性、普遍性与简洁性均根植于抽象性。培养数学抽象思维,是引导学生把握数学学科本质、突破表层知识学习的核心路径。

(二)学生数学学习的内在需求:突破学习瓶颈的关键

抽象思维薄弱是制约初中数学学习的核心因素,易引发概念理解浮于表面、知识迁移能力不足、几何转化与推理困难、学习内驱力消退等问题。培育抽象思维,可帮助学生把握知识本质、建构系统化知识体系,实现从被动接受向主动建构、从机械解题向理性思考的转变,从根源破解数学学习困境。

(三)核心素养发展的基础支撑:抽象是六大素养的根基

数学抽象是六大数学核心素养的逻辑根基,为逻辑推理提供理论前提,是数学建模、直观想象、数学运算、数据分析的核心支撑。契合史宁中教授“三会”数学教育终极目标,数学抽象是数学眼光的核心内核,也是学生形成数学认知与思维能力的关键基础。

(四)终身发展与社会需求的必备能力:抽象思维是通用核心能力

数学抽象思维是跨学科迁移、终身发展的通用核心能力,可支撑理科学科学习与现实问题的本质化分析,亦是创新能力形成的重要前提。数字化时代对人才的抽象概括、模型建构能力提出更高要求,培育初中生抽象思维,能够为其终身学习、职业发展与社会适应筑牢核心能力基础。

三、抽象思维作为数学六大核心素养之一的重要性

(一)数学核心素养的“逻辑起点”

数学抽象是六大核心素养中最先形成、最具基础性的素养,也是数学产生与发展的源头。若无数学抽象,逻辑推理便失去推理对象、数学建模失去建模基础、直观想象失去理性内核、数学运算失去符号依据、数据分析失去抽象规律,其余五大素养均会成为无源之水。因此,数学抽象是核心素养体系的根基,直接决定其他素养的发展水平。

(二)连接具体与抽象、经验与理性的“桥梁”

数学抽象是核心素养培养过程中“现实情境→数学抽象→数学研究→应用拓展”的关键纽带,可实现两大核心跨越:一是从具体事物、现象转化为数学概念与模型,完成感性经验到理性认知的跨越;二是从个别案例提炼为普遍规律与通用方法,完成特殊到一般的跨越。它也是学生从小学具象数学转向初中抽象数学,实现思维层级升级的核心支撑。

(三)落实“立德树人”根本任务的重要载体

数学抽象不仅是数学关键能力,更是塑造学生理性品格的重要载体。抽象过程中抓本质、辨异同的要求,能培养学生严谨客观、归纳概括、独立反思的思维品质,帮助学生摆脱直观局限,形成理性思维与科学精神,是“立德树人”在数学学科的具体体现与核心育人价值。

(四)衔接义务教育与高中教育的“核心纽带”

义务教育阶段的抽象能力与高中数学抽象一脉相承,是学段衔接的关键。初中阶段符号、关系、模型抽象的培养,可为高中集合、函数、逻辑等高阶抽象知识奠定基础,其发展水平直接决定学生高中数学学习的适应性。强化抽象思维培养,是实现初高中数学无缝衔接、保障学生数学学习可持续发展的关键。

四、初中数学教学中抽象思维培养的有效策略

初中数学抽象思维的培养,需遵循具体→表象→抽象→应用→内化的认知发展规律,立足课堂教学核心场景,聚焦概念教学、命题教学、解题教学、建模教学四大维度,循序渐进、分层递进地推进实施。

(一)立足具象情境,搭建抽象思维发展阶梯

初中生抽象思维仍以具象经验为重要支撑,教学中应依托生活实例与直观素材,为抽象知识的生成搭建过渡载体,降低抽象认知难度。

1. 创设生活化教学情境

选取学生熟悉的现实场景,剥离非本质属性,引导学生提炼数学对象与本质关系。如在正负数教学中,以温度计、海拔高度、收支情况等实例为载体,引导学生抽象出相反意义的量,进而形成正负数概念;在一次函数教学中,结合手机资费、打车费用、水电计费等生活问题,引导学生抽象出两个变量间的线性关系,构建一次函数模型。

2. 借助直观化教学素材

借助实物教具、几何图形、动态课件等直观载体,将抽象知识转化为可感知的表象。几何教学中,通过三角板、几何模型等教具,让学生直观感知平行、垂直、全等、相似等关系,进而抽象出几何定义;代数教学中,借助数轴、计数教具等素材,帮助学生理解字母表示数、有理数运算的内涵,抽象出对应的运算法则。

3. 开展操作化探究活动

组织学生通过动手拼摆、绘图、折叠、计算等实践活动,亲历抽象思维的形成过程。如在轴对称图形教学中,通过纸片折叠、图形绘制等操作,引导学生感知对称特征,抽象出轴对称图形的定义与性质;在合并同类项教学中,通过分类整理教具卡片,提炼同类项字母相同、相同字母指数一致的本质特征。

(二)聚焦概念生成,深化抽象思维核心内核

数学概念是抽象思维的产物,概念教学是培养抽象思维的核心环节。教学中应摒弃直接灌输定义、机械识记概念的传统模式,还原概念的抽象生成过程。

1. 经历完整的抽象生成过程

引导学生通过观察、比较、归纳、抽象等环节,从具体实例中提炼共性、舍弃个性,把握概念本质属性。如函数概念教学中,呈现路程与时间、总价与数量、面积与边长等实例,引导学生分析变量关系,归纳出“一个变量确定,另一个变量唯一确定”的核心特征,进而抽象出函数定义;分式概念教学中,通过对比分数、整式与分式的表达式,提炼出分母含有字母的整式商这一本质。

2. 剖析概念的内涵与外延

借助正例、反例与变式练习,帮助学生精准辨析概念本质。如一元一次方程教学中,通过典型正例与多元、高次、非整式方程等反例对比,明确“一元、一次、整式方程”的内涵;三角形教学中,通过锐角、直角、钝角三角形的图形变式,提炼出三条线段首尾顺次相接的本质特征。

3. 强化数学语言的抽象表征

引导学生完成文字语言、图形语言、符号语言的转化,提升抽象表征能力。如将平行四边形的文字定义转化为对边平行的符号与图形表达。

(三)强化推理与建模,提升抽象思维发展层次

抽象思维的高阶形态体现为规律抽象、模型建构与逻辑推理,初中教学应聚焦代数、几何核心内容,推动抽象思维向纵深发展。

1. 从具体运算走向代数推理

引导学生从具体数字运算中提炼一般规律与代数法则。如乘法分配律教学中,从具体算式抽象出字母表达式,体会代数的一般性;整式加减教学中,从具体运算提炼出系数相加减、字母与指数不变的运算法则。

2. 从问题解决走向模型抽象

引导学生从实际问题中提炼数学模型,掌握建模的基本流程。行程问题中抽象出路程、速度、时间的方程模型,利润问题中抽象出利润、售价、成本的函数模型,通过审题、找变量、析关系、建模型的步骤,固化建模思维。

3. 从直观图形走向几何抽象

引导学生从直观图形中提炼几何要素、关系与定理,实现图形语言向符号推理的转化。如全等三角形判定教学中,从图形重合的直观感知,抽象出SSS、SAS、ASA等判定定理并完成符号化证明;勾股定理教学中,从直角三角形边长关系,抽象出一般规律。

(四)优化教学方法,激活抽象思维发展动力

通过科学的教学方法设计,激发学生主动抽象的意识,提升抽象思维的自主性与深刻性:实施问题链驱动教学,设计层层递进的问题链,引导学生由具体到抽象自主建构知识,以代数式教学为例,通过具体列式、特征分析、一般形式归纳、与算术式对比等问题,逐步引导学生生成代数式概念;运用变式教学突出本质,通过改变非本质属性、保留核心特征,强化学生对本质的把握,在函数教学中变换一次函数参数、保持线性关系本质,几何教学中变换三角形形态、保持内角和规律,帮助学生稳固抽象认知;开展合作探究式教学,组织小组交流、合作探究,让学生在思辨中深化抽象理解,如平行线性质探究中,通过绘图、测量、猜想、验证的小组活动提炼出平行线的核心性质,提升抽象思维的主动性。

(五)完善评价体系,保障抽象思维培养落实

传统评价重结果、轻过程,难以衡量抽象思维发展水平,需构建素养导向的综合性评价体系:强化过程性评价,关注抽象思维的生成过程,重点评价学生从情境中提取数学信息、归纳本质、符号表征、知识迁移应用等能力;优化终结性评价,设计开放性、探究性试题聚焦抽象思维考查,如要求结合生活实例构建一元一次方程模型、从不同图形中提炼共同特征等,突破传统题型的局限;推行多元化评价,结合课堂观察、作业分析、探究报告、自评与互评等方式全面评估学生抽象思维发展水平,以评价倒逼教学改进。

(六)关注学段衔接,遵循抽象思维发展规律

初中抽象思维培养需衔接小学基础、铺垫高中内容,依据年级梯度分层实施:七年级侧重表征性抽象,重点培养符号意识、数感与几何直观,完成从具体事物到数、式、图形的初步抽象;八年级侧重原理性抽象,重点培养关系抽象、规律抽象与几何推理,完成从现象到定理、法则的深层抽象;九年级侧重建构性抽象,重点培养模型抽象、体系抽象与综合推理,完成从问题到函数、方程、几何模型的系统抽象。

同时,在九年级适度渗透集合思想、对应思想、形式化表达等高中数学抽象思维雏形,实现初高中数学学习的平稳衔接。

五、教学实践反思与注意事项

(一)避免抽象思维培养的误区

在数学抽象教学中需走出三大认知误区:抽象并非空中楼阁,必须立足具象情境,让抽象有扎实的“源头”;抽象本质是思维过程,而非单纯的结论记忆,要引导学生亲历抽象的完整过程;同时抽象思维可培养、可提升,教学中需实施分层教学,兼顾不同水平学生的发展需求。

(二)把握抽象思维培养的原则

培养抽象思维应遵循三大核心原则:坚持循序渐进原则,从具象到抽象、从简单到复杂、从经验到理论稳步推进,不急于求成;坚守学生主体原则,让学生自主观察、归纳、抽象,教师仅扮演引导者与组织者的角色;落实学科融合原则,结合物理知识与生活实际,跨学科培养抽象思维,强化知识应用意识。

(三)教师专业素养提升

培养学生抽象思维,教师需先提升自身的数学抽象素养。首先,需要深入理解数学抽象的内涵、层级与规律,把握初中数学知识的抽象本质;其次,转变教学理念,从 “知识传授” 转向 “思维培养”,设计素养导向的教学活动;最后,积累抽象思维培养的课例与策略,在实践中反思、在反思中提升。

六、结论与展望

(一)研究结论

培养初中生数学抽象思维,是数学学科本质、学生学习需求、核心素养发展与终身发展的必然要求,也是初中数学教学的核心任务;数学抽象作为六大数学核心素养之首,是数学学习的逻辑起点、桥梁、纽带与重要育人载体,决定着其他素养的发展水平,是核心素养体系的根基;在初中数学教学中,需立足具象情境、聚焦概念生成、强化推理建模、优化教学方法、完善评价体系,循序渐进、分层落实,引导学生完成从具象到抽象的思维跃迁。

(二)研究展望

未来,初中数学抽象思维培养需进一步聚焦核心素养、深化课堂实践,既要开发更多贴合初中数学的抽象思维培养课例、形成系统化教学资源,也要开展实证研究以量化分析相关培养策略的有效性,同时推进跨学科抽象思维培养,最终实现核心素养的综合落地。

数学抽象思维的培养是一场“慢功夫”,需要教师坚守素养导向,尊重学生认知规律,让学生在数学学习中不仅收获知识,更能形成透过现象看本质的抽象思维能力,真正实现“会用数学的眼光观察世界、会用数学的思维思考世界、会用数学的语言表达世界”的核心素养目标。

参考文献:

  1. [1] 叶小彩, 严虹. 数学建模核心素养下高中数学教科书例题的比较研究——以四版教科书“函数”内容为例[J]. 福建中学数学,2025(12):19-24.
  2. [2] 蒋秋萍. 核心素养下初中数学学困生转化的路径分析[J].读写算,2026(05):97-99.
  3. [3] 王红庆. 高中数学探究与发现教学设计与实践反思——以“杨辉三角的性质与应用”为例[J].试题与研究,2026(06):40-42.
  4. [4] 郭建华, 曾荣, 于道洋.近六年高考数学数列试题的统计与分析——以2020—2025年新高考Ⅰ卷为例[J]. 理科考试研究,2026,33(02):27-31.
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