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一、滲透建模思想的意義和現(xiàn)狀
《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》指出數(shù)學(xué)教學(xué)應(yīng)注重發(fā)展學(xué)生的模型思想,強(qiáng)調(diào)“模型思想的建立是學(xué)生體會和理解數(shù)學(xué)與外部世界聯(lián)系的基本途徑?!编嵷剐沤淌谠凇缎抡n標(biāo)》的解讀中也說到,《新課標(biāo)》提倡數(shù)學(xué)基本思想的真正新意,在于“數(shù)學(xué)模型的思想”等的突出強(qiáng)調(diào)。[1]因此,教學(xué)中應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生認(rèn)識并掌握建模的思想方法,嘗試從簡單的常見的現(xiàn)象中,抽象出數(shù)學(xué)模型,建立數(shù)學(xué)模型并學(xué)以致用。
就建模而言,當(dāng)前在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中存在以下問題:
1.目標(biāo)定位偏頗。由于應(yīng)試教育思想的殘留,不少教師在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí),“基礎(chǔ)知識與基本技能”仍是教學(xué)的重要著眼點(diǎn),學(xué)生往往只是機(jī)械接受知識,或是簡單形式上的探究活動,鮮有真正意義上探究數(shù)學(xué)內(nèi)在規(guī)律的體驗(yàn),對于數(shù)學(xué)思想方法的理解也只是接受為主。對課堂短時(shí)效率的過分關(guān)注,導(dǎo)致缺乏對學(xué)生進(jìn)行建模意識的培養(yǎng)。
2.形式重于實(shí)質(zhì)。教學(xué)中不少一線教師存在盲從現(xiàn)象,注意了數(shù)學(xué)與生活的聯(lián)系,但只是為聯(lián)系而聯(lián)系,淡化了“數(shù)學(xué)化”的過程;注重于算法多樣化等操作,往往缺少分析優(yōu)化的過程,不能形成一般的算法模型;為了形成技能,機(jī)械訓(xùn)練,忽視“建?!焙汀坝媚!钡倪^程;強(qiáng)調(diào)了探究活動的形式,往往鮮有思維層面的指導(dǎo),與建模相去甚遠(yuǎn)。
3.評價(jià)方式單一。目前的小學(xué)教育中,評價(jià)多以解題為主,優(yōu)劣取決于得分,對于學(xué)生建模意識、建模能力的檢測顯得蒼白無力。顯然,這樣的評價(jià)方式和內(nèi)容,對教師的教學(xué)觀念以及教學(xué)行為存在嚴(yán)重的錯(cuò)誤導(dǎo)向,忽略對學(xué)生進(jìn)行建模等數(shù)學(xué)思想方法的培養(yǎng)也就不足為奇。
二、滲透建模思想的實(shí)施策略
1.感知積累表象。建模,前提是充分感知模型關(guān)注的對象,由許多具有共同特性的一類事物中,抽象出這類事物的特征或內(nèi)在關(guān)系,積累豐富的表象經(jīng)驗(yàn)。教師應(yīng)注重創(chuàng)設(shè)情境,為學(xué)生提供豐富的感性材料,通過多種形式全面感知這類事物的特征或相互關(guān)系,為準(zhǔn)確建模提供可能。如在分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識教學(xué)中,為幫助學(xué)生建立分?jǐn)?shù)模型,筆者設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生觀察多種不同事物:孫悟空伸縮變化的金箍棒,摔碎的月餅,平均分的不同形狀的紙,不同水杯中的水等,鼓勵(lì)學(xué)生從不同角度觀察,不只局限于從長度方面去考慮,還可以從個(gè)數(shù)、質(zhì)量、面積、體積等角度去分析部分與整體的關(guān)系,積累表象,形成豐富而感性的認(rèn)識,幫助學(xué)生完成分?jǐn)?shù)這一數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)。
2.關(guān)注模型本質(zhì)。建模思想的滲透,并不是游離于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之外的獨(dú)立活動,而是與數(shù)學(xué)知識的本質(zhì)屬性緊密結(jié)合,相互依存的有機(jī)整體。因此,教學(xué)中既要利用學(xué)生已有的認(rèn)知基礎(chǔ),更要幫助學(xué)生進(jìn)一步理解模型的本質(zhì),把生活數(shù)學(xué)提升到學(xué)科數(shù)學(xué)的層面,幫助學(xué)生完成數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)。如根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),常見的設(shè)計(jì)都是由“半塊蛋糕如何表示”這一問題,引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突,鼓勵(lì)學(xué)生用一個(gè)新的數(shù)來表示事物的“一半”。這樣的設(shè)計(jì),看起來水到渠成,其實(shí)是混淆了概念。生活中,學(xué)生往往對“一半”和“半個(gè)”兩個(gè)詞含混不清,教學(xué)中也將“一塊的一半”和“半塊”這兩個(gè)概念輕描淡寫地一帶而過,是導(dǎo)致分?jǐn)?shù)建模不清的癥結(jié)所在。顯然,“一塊的 ”和“ 塊”本質(zhì)上是不同的,前者中的 表示部分和整體的關(guān)系,是一個(gè)數(shù),而后者中的 則是一個(gè)量,表示某一物體的大小。只有當(dāng)單位“1”是一個(gè)物體時(shí),二者恰好表示同樣大小的部分,而當(dāng)單位“1”是一個(gè)整體時(shí),二者就相差甚遠(yuǎn)了。如何有效解決數(shù)和量的區(qū)別與聯(lián)系的問題,是學(xué)生建構(gòu)分?jǐn)?shù)模型的本質(zhì)所在。因?yàn)樗仁且粋€(gè)最簡單的分?jǐn)?shù),也是學(xué)生學(xué)習(xí)的第一個(gè)分?jǐn)?shù),通過對它的深入研究,能夠幫助學(xué)生了解分?jǐn)?shù)的產(chǎn)生過程、把握分?jǐn)?shù)的本質(zhì)屬性,建立起準(zhǔn)確的分?jǐn)?shù)的概念,為學(xué)習(xí)其他分?jǐn)?shù)奠定堅(jiān)實(shí)的思維基礎(chǔ),完成分?jǐn)?shù)模型的建構(gòu)。
3.充分運(yùn)用聯(lián)想。生搬硬套,機(jī)械模仿,是滲透建模思想的大忌。教學(xué)中,應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從看似雜亂的眾多實(shí)際問題中,抽絲剝繭,充分發(fā)揮想象、聯(lián)想,從數(shù)學(xué)的本質(zhì)屬性上抽象出相同或相似之處,和已有的知識體系鏈接起來,從而形成模型建構(gòu)。如在分?jǐn)?shù)的初步認(rèn)識教學(xué)中,要構(gòu)建 這一模型,需要經(jīng)過多種表象抽象理解,一塊蛋糕,一根小棒,一張紙,這些具體事物的 是可以通過感官直接獲得,但一些虛擬的,或是不可見的事物的 ,就需要教師多創(chuàng)造機(jī)會,給予學(xué)生聯(lián)想的時(shí)間和空間。經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練,學(xué)生就會迅速把握事物的主要特征,實(shí)現(xiàn)思維的跳躍,從而完成構(gòu)建分?jǐn)?shù)這一模型。
4.提升應(yīng)用價(jià)值。滲透建模思想是一個(gè)循序漸進(jìn),螺旋上升的過程,應(yīng)貫穿于整個(gè)學(xué)習(xí)活動中。教學(xué)中,不僅在學(xué)習(xí)新知時(shí)需要建模,在整理復(fù)習(xí)和實(shí)際運(yùn)用中,也需要教師不斷引導(dǎo)學(xué)生回顧建模的過程與方法,反思自己的思維活動,及時(shí)進(jìn)行概括與提煉,形成內(nèi)在的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方法,并拓展運(yùn)用于不同學(xué)科的學(xué)習(xí)中,提升建模思想的應(yīng)用價(jià)值。
實(shí)踐表明,所謂策略是密切聯(lián)系的有機(jī)整體,它們之間相互影響,相互促進(jìn)。教師應(yīng)注重知識的前期把握,關(guān)注學(xué)生數(shù)學(xué)知識的形成過程,在滲透建模思想中不斷揣摩和感受數(shù)學(xué)思想方法,形成自身的數(shù)學(xué)思考方法,感受數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的價(jià)值。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:建模思想方法;高職數(shù)學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號:G712 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B 文章編碼:1672-0601(2016)04-0041-03
引言
傳統(tǒng)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)注重于知識的系統(tǒng)性傳授、計(jì)算能力的培養(yǎng),忽視了數(shù)學(xué)思想方法培養(yǎng),授人以魚而非漁。將數(shù)學(xué)建模的思想方法有機(jī)地融合到高職數(shù)學(xué)課程中則可有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果,促進(jìn)學(xué)生“學(xué)數(shù)學(xué)、用數(shù)學(xué)”的思想形成。姜啟源教授認(rèn)為:“相對于本科院校而言,以培養(yǎng)技能型、應(yīng)用型人才為目標(biāo)的高職高專院校,將數(shù)學(xué)建模作為數(shù)學(xué)教學(xué)的重要組成部分,更有其必要性和可行性。”也就是說,融合了數(shù)學(xué)建模思想方法的高職數(shù)學(xué)教育更符合職業(yè)院校人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。在高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)中,盡量引用專業(yè)案例或?qū)嶋H生活案例作為培養(yǎng)學(xué)生“用數(shù)學(xué)”思維的載體。引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生專注解決問題的一系列連貫行為:能夠有目的地查閱問題相關(guān)資料,收集整理數(shù)據(jù),還要善于抓問題的主要矛盾和次要矛盾,根據(jù)矛盾的主次做出合理簡化假設(shè),建立反映事物內(nèi)部機(jī)理的模型(數(shù)學(xué)模型),借助恰當(dāng)?shù)氖侄吻蠼饽P?,再回歸實(shí)際問題,做出科學(xué)解釋或給出創(chuàng)新成果。這樣的數(shù)學(xué)教學(xué)模式極大地提升了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,鍛煉了學(xué)生動手實(shí)踐能力,并在解決問題中感受到數(shù)學(xué)文化的熏陶,達(dá)到知識、能力、情感三方并重的目標(biāo)。
1高職數(shù)學(xué)教學(xué)引入數(shù)學(xué)建模思想方法的途徑
1.1以點(diǎn)帶面,在教學(xué)活動中用數(shù)學(xué)建模思想方法提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣
針對高職學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn),結(jié)合高職人才培養(yǎng)方案,要以實(shí)現(xiàn)知識、能力、情感三方面并重為目標(biāo),優(yōu)化和調(diào)整高等數(shù)學(xué)課程內(nèi)容。以機(jī)械類專業(yè)群數(shù)學(xué)教學(xué)為例,其機(jī)械運(yùn)動、受力狀況、承載能力等的分析均是數(shù)學(xué)建模的典型案例。在函數(shù)知識模塊講解前,植入生活中常見的初等數(shù)學(xué)模型,如居民電費(fèi)模型等,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會用建立簡單的函數(shù)解決實(shí)際問題的意識。在極限連續(xù)知識模塊之后,引導(dǎo)學(xué)生用函數(shù)連續(xù)的性質(zhì)解決椅子在不平的地面上放穩(wěn)的問題;在導(dǎo)數(shù)概念的導(dǎo)入時(shí)用“曲線的切線”、“變速直線運(yùn)動的瞬時(shí)速度”為引例;在曲率知識講解之前,引入工人選取合適的砂輪打磨有弧度工件內(nèi)表面的案例;在積分知識模塊講解后,引入無縫鋼管制成的傳動軸的強(qiáng)度校核案例;在微分方程知識講解后,綜合應(yīng)用微積分思想解決懸梁臂在自由端受力后的擾度和轉(zhuǎn)角分析等等。這樣的教學(xué)變化使學(xué)生對每個(gè)知識模塊都能有“學(xué)以致用”的新認(rèn)識,對數(shù)學(xué)為專業(yè)服務(wù)有切身體會,在有期望的學(xué)習(xí)中實(shí)現(xiàn)對微積分知識的整體接受。
1.2創(chuàng)新方法,讓數(shù)學(xué)建模思想方法融入培養(yǎng)學(xué)
生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的全過程教學(xué)有法,教無定法,貴在得法。不同的教師應(yīng)根據(jù)自身特點(diǎn)以及學(xué)生的特點(diǎn)靈活選擇合適的教學(xué)方法與手段,以達(dá)到課堂效果最優(yōu)化。比如在曲率知識講解時(shí),教師播放事先準(zhǔn)備好的工人選取砂輪打磨有弧度工件內(nèi)表面的視頻。學(xué)生觀看后,分組探討選取合適砂輪所蘊(yùn)含的技巧,然后以小組為單位發(fā)表討論意見。教師從選取砂輪技巧中蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)原理角度,對學(xué)生進(jìn)行啟發(fā)誘導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)際問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題,同時(shí),進(jìn)行曲率相關(guān)知識的探究與學(xué)習(xí),最后成功應(yīng)用所學(xué)知識解決選取合適砂輪的問題。鼓勵(lì)學(xué)生完整講解問題的轉(zhuǎn)化、數(shù)學(xué)模型的建立及求解、再回歸到解釋問題上。課后分層設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù),對曲率知識原理感興趣的同學(xué)分為一組(小部分),著重于對知識的掌握與再提升;對曲率的應(yīng)用感興趣的同學(xué)分為一組或幾組(大部分),負(fù)責(zé)搜集生活或?qū)I(yè)技能中有關(guān)曲率應(yīng)用的案例,并給出解釋;對課堂知識掌握不太好的學(xué)生分為一組(小部分),通過反復(fù)學(xué)習(xí)教師開發(fā)的免費(fèi)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源如MOOC\MOOT課程資源或教學(xué)視頻加強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。教師借助網(wǎng)絡(luò)平臺對以上三組學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)監(jiān)控與指導(dǎo),最終實(shí)現(xiàn)對學(xué)生的抽象思維的培養(yǎng)目標(biāo)。
1.3學(xué)會精煉,在提升中領(lǐng)會數(shù)學(xué)建模思想方法的精華
幾十年的應(yīng)試教育養(yǎng)成了學(xué)生總是希望一次性得到理想結(jié)果的習(xí)慣,往往對建模中反復(fù)精煉的過程不感興趣。這樣,不僅得到的模型結(jié)果不夠好,學(xué)生建模的水平也難以提升?;谫p識教育的理念,肯定學(xué)生所建現(xiàn)有模型的優(yōu)點(diǎn),樹立學(xué)生建模的信心,再通過實(shí)際的檢驗(yàn),指出現(xiàn)有模型的改進(jìn)空間,引導(dǎo)學(xué)生不斷完善模型。適時(shí)穿插一些數(shù)學(xué)概念、方法不斷完善的故事,比如數(shù)學(xué)史上的三次危機(jī)等,加強(qiáng)學(xué)生對模型精煉過程的重視,提升學(xué)生建模的能力。培養(yǎng)學(xué)生在工作過程中不畏艱難、持之以恒、精益求精、改革創(chuàng)新的良好品格,這也符合大多數(shù)企業(yè)對高職學(xué)生的綜合職業(yè)素養(yǎng)要求。
2高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革引入數(shù)學(xué)建模思想方法應(yīng)解決的幾個(gè)問題
以數(shù)學(xué)建模思想為引導(dǎo)的高職數(shù)學(xué)教學(xué)改革實(shí)施多年來,獲得了學(xué)生的認(rèn)同,高職院校的參賽學(xué)生在全國大學(xué)生數(shù)學(xué)建模競賽中也取得了不錯(cuò)的成績。但將數(shù)學(xué)建模思想方法融入到高職數(shù)學(xué)課堂中仍然難以大范圍地推廣,主要存在以下幾個(gè)問題。
2.1高職數(shù)學(xué)教師應(yīng)有專業(yè)背景知識
一是高職數(shù)學(xué)老師自身不應(yīng)該是一個(gè)封閉的知識體,同專業(yè)課教師一樣,也應(yīng)該進(jìn)入所教專業(yè)的相關(guān)企業(yè)體驗(yàn)學(xué)生今后的職場環(huán)境,了解他們的工作內(nèi)容,發(fā)現(xiàn)工作中與數(shù)學(xué)有關(guān)的工程問題或社會問題。對搜集到的問題分類,簡單的問題采用合理的方法或手段解決,進(jìn)行整理、歸類,以備課堂選用。二是有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)建模能力的數(shù)學(xué)老師和專業(yè)課教師及企業(yè)技術(shù)人員等形成數(shù)學(xué)建模案例開發(fā)團(tuán)隊(duì),一起開發(fā)可以形成數(shù)學(xué)模型的相關(guān)案例,分難易程度交付數(shù)學(xué)老師或?qū)W生完成項(xiàng)目,逐步引導(dǎo)職業(yè)院校師生綜合運(yùn)用所學(xué)知識為實(shí)際服務(wù),其中好的模型結(jié)果可以給予推廣。這樣,又可以吸引更多有建模需要的企業(yè)行業(yè)加入到題目提供者的隊(duì)伍中,形成學(xué)科為企業(yè)服務(wù)的良性循環(huán)。
2.2配備合理必需的教學(xué)環(huán)境
為了更貼合學(xué)生在實(shí)際工作狀態(tài)下解決問題的場景,有條件的學(xué)校可以選擇帶有互聯(lián)網(wǎng)的多媒體機(jī)房做教室,以“學(xué)習(xí)島”模擬“工作臺”,將學(xué)生分組,成為解決問題的團(tuán)隊(duì)。一個(gè)團(tuán)隊(duì)擁有一個(gè)配備電腦的“學(xué)習(xí)島”,便于隨時(shí)查找資料以及團(tuán)隊(duì)內(nèi)成員的交流?;蛘哂蠾IFI開放的普通多媒體教室,學(xué)生自己提供幾臺手提電腦,甚至是幾部智能手機(jī)即可實(shí)現(xiàn)“學(xué)習(xí)島”功能。這樣做,可以縮短課堂內(nèi)外距離,有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課堂時(shí)間的設(shè)置以完成一個(gè)建模項(xiàng)目的關(guān)鍵步驟為最佳。這樣有助于學(xué)生思維的連貫性,解決問題的完整性。
2.3創(chuàng)新學(xué)習(xí)成績評定方式
改變以往對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)式考核方式,注重彈性形成性考核評價(jià)。對學(xué)生成績的評定分別放在每一個(gè)模型的建立過程中和建模結(jié)果后,側(cè)重對學(xué)生的態(tài)度、合作、能力、成果等四方面的考核,形成考核評價(jià)表。實(shí)施初期,可適度側(cè)重對學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度及其在團(tuán)隊(duì)中作用等方面的考核,待學(xué)生適應(yīng)之后逐步加重對模型成果的考察。課前先告知學(xué)生考核內(nèi)容,通過各種公開途徑使學(xué)生及時(shí)了解自己的考核情況,激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí),幫助學(xué)生有效調(diào)控自己的學(xué)習(xí)過程,以比較容易完成的方式獲得成就感,增強(qiáng)自信心,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神,形成良好學(xué)風(fēng),提高數(shù)學(xué)素養(yǎng),提升建模能力。逐步使學(xué)生從被動接受評價(jià)轉(zhuǎn)變成為評價(jià)的主體和積極參與者。
3結(jié)語
隨著時(shí)代的發(fā)展和和社會的需要,數(shù)學(xué)在社會各領(lǐng)域發(fā)揮著愈來愈重要的作用?,F(xiàn)代社會的科學(xué)技術(shù)主要是數(shù)學(xué)技術(shù)。高職數(shù)學(xué)要特別重視培養(yǎng)學(xué)生用數(shù)學(xué)的意識與能力。在這一點(diǎn)上,融入建模思想方法的數(shù)學(xué)課堂比傳統(tǒng)課堂邁進(jìn)了一大步。數(shù)學(xué)建模思想方法引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際,運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決問題。它鼓勵(lì)創(chuàng)新,認(rèn)可多結(jié)果的合理性,提高了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的能力、分析問題和解決問題的能力對學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、口頭表達(dá)能力及撰寫科技論文的能力也是一種很好的培養(yǎng)。這些能力有助于他們迅速適應(yīng)技術(shù)工作崗位的需求。同時(shí),也強(qiáng)調(diào)建模思想方法的掌握離不開一定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識的積累。因此,高職數(shù)學(xué)教師需要在不斷學(xué)習(xí)和實(shí)踐中總結(jié)創(chuàng)新,厚積薄發(fā)。
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關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)思想 滲透 學(xué)生
一、在教學(xué)應(yīng)如何加強(qiáng)數(shù)學(xué)思想方法的滲透
1.把握滲透的可行性
數(shù)學(xué)概念、法則、公式、性質(zhì)等知識都明顯地寫在教材中,是有“形”的,而數(shù)學(xué)思想方法卻隱含在數(shù)學(xué) 知識體系里,是無“形”的,并且不成體系地散見于教材各章節(jié)中。教師講不講,講多講少,隨意性較大,常 常因教學(xué)時(shí)間緊而將它作為一個(gè)“軟任務(wù)”擠掉。對于學(xué)生的要求是能領(lǐng)會多少算多少。因此,作為教師首先 要更新觀念,從思想上不斷提高對滲透數(shù)學(xué)思想方法重要性的認(rèn)識,把掌握數(shù)學(xué)知識和滲透數(shù)學(xué)思想方法同時(shí) 納入教學(xué)目的,把數(shù)學(xué)思想方法教學(xué)的要求融入備課環(huán)節(jié)。其次要深入鉆研教材,努力挖掘教材中可以進(jìn)行數(shù) 學(xué)思想方法滲透的各種因素,對于每一章每一節(jié),都要考慮如何結(jié)合具體內(nèi)容進(jìn)行數(shù)學(xué)思想方法滲透,滲透哪 些數(shù)學(xué)思想方法,怎么滲透,滲透到什么程度,應(yīng)有一個(gè)總體設(shè)計(jì),提出不同階段的具體教學(xué)要求。
2.提高滲透的自覺性
數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)必須通過具體的教學(xué)過程加以實(shí)現(xiàn)。因此,必須把握好教學(xué)過程中進(jìn)行數(shù)學(xué)思想方法 教學(xué)的契機(jī)――概念形成的過程,結(jié)論推導(dǎo)的過程,方法思考的過程,思路探索的過程,規(guī)律揭示的過程等。 同時(shí),進(jìn)行數(shù)學(xué)思想方法的教學(xué)要注意有機(jī)結(jié)合、自然滲透,要有意識地潛移默化地啟發(fā)學(xué)生領(lǐng)悟蘊(yùn)含于數(shù)學(xué) 知識之中的種種數(shù)學(xué)思想方法,切忌生搬硬套、和盤托出、脫離實(shí)際等適得其反的做法。
3.注重滲透的反復(fù)性
數(shù)學(xué)思想方法是在啟發(fā)學(xué)生思維過程中逐步積累和形成的。為此,在教學(xué)中,首先要特別強(qiáng)調(diào)解決問題以 后的“反思”,因?yàn)樵谶@個(gè)過程中提煉出來的數(shù)學(xué)思想方法,對學(xué)生來說才是易于體會、易于接受的。如通過 分?jǐn)?shù)和百分?jǐn)?shù)應(yīng)用題有規(guī)律的對比板演,指導(dǎo)學(xué)生小結(jié)解答這類應(yīng)用題的關(guān)鍵,找到具體數(shù)量的對應(yīng)分率,從 而使學(xué)生自己體驗(yàn)到對應(yīng)思想和化歸思想。其次要注意滲透的長期性,應(yīng)該看到,對學(xué)生數(shù)學(xué)思想方法的滲透 不是一朝一夕就能見到學(xué)生數(shù)學(xué)能力提高的,而是有一個(gè)過程。數(shù)學(xué)思想方法必須經(jīng)過循序漸進(jìn)和反復(fù)訓(xùn)練, 才能使學(xué)生真正地有所領(lǐng)悟。學(xué)生的數(shù)學(xué)思想提高了,掌握一定的數(shù)學(xué)解題方法,才能在解題中細(xì)細(xì)品味數(shù)學(xué)思維。
二、在數(shù)學(xué)教學(xué)中應(yīng)向?qū)W生滲透哪些數(shù)學(xué)基本思想
在小學(xué)階段的各個(gè)學(xué)段都有出現(xiàn),每一種數(shù)學(xué)思想方法都閃爍著人類智慧的火花。一則由于小學(xué)生的年齡特點(diǎn)決定有些數(shù)學(xué)思想方法他們不易接受,二則要想把那么多的數(shù)學(xué)思想方法滲透給小學(xué)生也是不大現(xiàn)實(shí)的 ,有的數(shù)學(xué)思想只能讓學(xué)生感受。因此,我們應(yīng)該有選擇地滲透一些數(shù)學(xué)思想方法。
1.數(shù)形結(jié)合思想
數(shù)形結(jié)合思想是充分利用“形”把一定的數(shù)量關(guān)系形象地表示出來。即通過作一些如線段圖、數(shù)形圖、長方形面積圖或集合圖來幫助學(xué)生正確理解數(shù)量關(guān)系,使問題簡明直觀。
例1:在圖中,描出橫排和豎排上兩個(gè)數(shù)相加等于10的格子,再分別描出相加等于6,9的格子,你發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律?
說明:本題不僅能幫學(xué)生熟練地進(jìn)行20以內(nèi)的加法,并且數(shù)值與圖形結(jié)合,有利于學(xué)生以后學(xué)習(xí)坐標(biāo)、圖像等。這題不僅向?qū)W生滲透了數(shù)形結(jié)合的思想,還滲透了和諧、數(shù)學(xué)審美的思想。
2.建模思想
在教學(xué)二年級上冊第三單元認(rèn)識圖形時(shí),有4條邊的是四邊形;有5條邊的是五邊形;有6條邊的是六邊性,在認(rèn)識四邊形、五邊形、六邊形的過程中,就是一個(gè)建模的過程,向?qū)W生滲透的建模思想,由此得出有幾條邊就是幾邊形。
3.統(tǒng)計(jì)思想
例2:分別選擇三個(gè)不同的標(biāo)準(zhǔn)把全班同學(xué)分為兩類,記錄調(diào)查結(jié)果。
比較、排列、分類等活動室對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理,是學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的開始,也為以后學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)與概率及其他方面的數(shù)學(xué)知識積累感性經(jīng)驗(yàn)。在教學(xué)中,向?qū)W生滲透分類、統(tǒng)計(jì)的數(shù)學(xué)思想。
4.“變中不變” 的思想
例4 利用計(jì)算器計(jì)算15×15,25×25,……95×95,并探索規(guī)律。
說明:本題目的是運(yùn)用計(jì)算器進(jìn)行計(jì)算,從中發(fā)現(xiàn)一些有趣的規(guī)律。學(xué)生可以通過觀察結(jié)果與乘數(shù)的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)規(guī)律。例如,
15×15=225=1×2×100+25
25×25=625=2×3×100+25
35×35=1225=3×4×100+25
等等。這個(gè)規(guī)律在事跡運(yùn)算中也是有用的。這題主要運(yùn)用了“變中不變”的數(shù)學(xué)思想。
5.化歸思想
化歸思想是把一個(gè)實(shí)際問題通過某種轉(zhuǎn)化、歸結(jié)為一個(gè)數(shù)學(xué)問題,把一個(gè)較復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化、歸結(jié)為一個(gè) 較簡單的問題。應(yīng)當(dāng)指出,這種化歸思想不同于一般所講的“轉(zhuǎn)化”、“轉(zhuǎn)換”。它具有不可逆轉(zhuǎn)的單向性。
例5 狐貍和黃鼠狼進(jìn)行跳躍比賽,狐貍每次可向前跳4 1/2 米,黃鼠狼每次可向前跳2 3/4米。它們每 秒種都只跳一次。比賽途中,從起點(diǎn)開始,每隔12 3/8米設(shè)有一個(gè)陷阱, 當(dāng)它們之中有一個(gè)掉進(jìn)陷阱時(shí),另 一個(gè)跳了多少米?
說明:這是一個(gè)實(shí)際問題,但通過分析知道,當(dāng)狐貍(或黃鼠狼)第一次掉進(jìn)陷阱時(shí),它所跳過的距離即是它每 次所跳距離4 1/2(或2 3/4)米的整倍數(shù),又是陷阱間隔12 3/8米的整倍數(shù),也就是4 1/2和12 3/8的“ 最小公倍數(shù)”(或2 3/4和12 3/8的“最小公倍數(shù)”)。針對兩種情況,再分別算出各跳了幾次,確定誰先掉 入陷阱,問題就基本解決了。上面的思考過程,實(shí)質(zhì)上是把一個(gè)實(shí)際問題通過分析轉(zhuǎn)化、歸結(jié)為一個(gè)求“最小 公倍數(shù)”的問題,即把一個(gè)實(shí)際問題轉(zhuǎn)化、歸結(jié)為一個(gè)數(shù)學(xué)問題,這種化歸思想正是數(shù)學(xué)能力的表現(xiàn)之一。
關(guān)鍵詞:標(biāo)準(zhǔn);B版教材
2003年4月,教育部頒布了《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》(以下簡稱《標(biāo)準(zhǔn)》)。我們依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的基本理念和要求,吸取百年來國外中小學(xué)數(shù)學(xué)課程教材改革的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),在繼承發(fā)展我國數(shù)學(xué)教育優(yōu)良傳統(tǒng)上下功夫,努力編寫了一套具有我國特色的高中數(shù)學(xué)教材,即人民教育出版社2004年出版的《普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書·數(shù)學(xué)(B版)》。
這套教科書經(jīng)全國中小學(xué)教材審定委員會2004年初審?fù)ㄟ^,從2004年秋季起在山東省6個(gè)市20萬高中學(xué)生中進(jìn)行試驗(yàn)。一年來的試驗(yàn)工作進(jìn)展順利,取得了可喜的成績。2005年秋季將在全國進(jìn)入第二輪試驗(yàn)。
這套教科書的總體設(shè)計(jì)思路是,編寫一套具有科學(xué)性、基礎(chǔ)性、選擇性和一定算法特色并與信息技術(shù)整合的高中數(shù)學(xué)教科書。
本套教科書力求適應(yīng)我國數(shù)學(xué)基礎(chǔ)教育近期和較長期的需要,反映數(shù)學(xué)和科學(xué)進(jìn)步,重視知識發(fā)生發(fā)展過程,適應(yīng)各地各類學(xué)校高中學(xué)生學(xué)習(xí),關(guān)照邊遠(yuǎn)和較落后地區(qū)學(xué)校,使師生通過教材基本上就能完成教學(xué)任務(wù)。本套教科書力求實(shí)現(xiàn)《標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的課程目標(biāo),使學(xué)生能獲得必要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識、基本技能,提高空間想象、抽象概括、推理論證、運(yùn)算求解、數(shù)據(jù)處理等基本能力,發(fā)展表達(dá)和交流的能力,發(fā)展獨(dú)立獲取數(shù)學(xué)知識的能力,發(fā)展數(shù)學(xué)應(yīng)用意識和創(chuàng)新意識,提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,樹立學(xué)好數(shù)學(xué)的信心,形成鍥而不舍的鉆研精神和科學(xué)態(tài)度,具有一定的數(shù)學(xué)視野,逐步認(rèn)識數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值和文化價(jià)值,形成批判性的思維習(xí)慣,崇尚數(shù)學(xué)的理性精神,體會數(shù)學(xué)的美學(xué)意義,從而進(jìn)一步樹立辯證唯物主義和歷史唯物主義世界觀。
一、本套教科書編寫的指導(dǎo)思想
本套教科書依據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的課程性質(zhì)、課程設(shè)計(jì)思路、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)和教材編寫建議進(jìn)行編寫。
編寫的主要指導(dǎo)思想如下。
1.素材的選取努力體現(xiàn)數(shù)學(xué)的本質(zhì),聯(lián)系實(shí)際,適應(yīng)學(xué)生的特點(diǎn)
教材中素材的選取,首先要有助于反映相應(yīng)數(shù)學(xué)內(nèi)容的本質(zhì),有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)的認(rèn)識和理解,激發(fā)他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,充分考慮學(xué)生的心理特征和認(rèn)知水平。素材要具有基礎(chǔ)性、時(shí)代性、典型性、多樣性和可接受性。
2.展現(xiàn)知識的發(fā)生發(fā)展過程以及知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,促進(jìn)學(xué)生的自主探索
教材在講授主要內(nèi)容時(shí),注意創(chuàng)設(shè)情境,從具體實(shí)例出發(fā),展現(xiàn)其發(fā)生發(fā)展過程,使學(xué)生能夠從中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、經(jīng)歷數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造過程、了解知識的來龍去脈,在不同的知識層面上,讓學(xué)生思考知識之間的內(nèi)在聯(lián)系與數(shù)學(xué)本質(zhì)。
設(shè)置具有啟發(fā)性、挑戰(zhàn)性的問題,激發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考,鼓勵(lì)學(xué)生自主探索,并在獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上進(jìn)行合作交流,在思考、探索和交流的過程中獲得對數(shù)學(xué)較為全面深入的體驗(yàn)和理解。
3.教材重視數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法的指導(dǎo),有利于培養(yǎng)學(xué)生的理性思維習(xí)慣和創(chuàng)新精神
對教材中的代數(shù)、幾何、概率統(tǒng)計(jì)的主要概念,讓學(xué)生先通過觀察、分析、歸納,研究生活中的實(shí)例,探尋一般規(guī)律,提出設(shè)想或猜想,再用理性思維認(rèn)識這些規(guī)律的合理性與正確性,養(yǎng)成良好的理性思維習(xí)慣。同時(shí)選取一些未知的、有意思的數(shù)學(xué)問題,讓學(xué)生去探索研討,激發(fā)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的欲望,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。
4.讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)的美,接受數(shù)學(xué)文化的熏陶
教材通過數(shù)學(xué)活動,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)與現(xiàn)實(shí)世界的和諧統(tǒng)一,感受數(shù)學(xué)問題與數(shù)學(xué)結(jié)論的美妙和有趣;讓學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)結(jié)論的確定性、數(shù)學(xué)方法的嚴(yán)謹(jǐn)性、思維過程的邏輯性,以養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和嚴(yán)肅的工作作風(fēng);讓學(xué)生體會數(shù)學(xué)語言的簡潔與明晰,以培養(yǎng)學(xué)生合作與交流的能力。數(shù)學(xué)是各門科學(xué)技術(shù)必不可少的重要工具,通過處理其他學(xué)科和生活實(shí)際中的問題,也讓學(xué)生體會數(shù)學(xué)的重要作用,從而熱愛它;通過求解一些較困難的實(shí)際問題和數(shù)學(xué)問題,讓學(xué)生體驗(yàn)困難的可征服性以及克服困難的樂趣,培養(yǎng)學(xué)生的不斷進(jìn)取精神。
5.反映現(xiàn)代信息技術(shù)與數(shù)學(xué)課程的整合
使用現(xiàn)代信息技術(shù)幫助學(xué)生理解數(shù)學(xué)概念、探索數(shù)學(xué)結(jié)論、處理復(fù)雜的計(jì)算、解決實(shí)際問題,使學(xué)生有更多的時(shí)間和精力去探索和發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的規(guī)律,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力,有助于激發(fā)學(xué)習(xí)積極性,激活思維空間;使用現(xiàn)代信息技術(shù)改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,提高學(xué)習(xí)效益;也可以引導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)搜集資料。
二、本套教科書基本內(nèi)容的體系結(jié)構(gòu)
(一)基本內(nèi)容
本套教科書包含必修和選修兩個(gè)課程。必修課程由5個(gè)模塊(數(shù)學(xué)1到數(shù)學(xué)5)組成;選修課程有4個(gè)系列,其中系列1、系列2分別由2個(gè)和3個(gè)模塊組成,系列3、系列4分別由6個(gè)和10個(gè)專題組成;每個(gè)模塊2學(xué)分(36學(xué)時(shí)),每個(gè)專題1學(xué)分(18學(xué)時(shí)),每2個(gè)專題組成1個(gè)模塊。體系結(jié)構(gòu)力求反映模塊內(nèi)容之間的聯(lián)系與綜合,使它形成一個(gè)有機(jī)的整體。
(二)體系結(jié)構(gòu)
本套教科書的體系結(jié)構(gòu),既反映數(shù)學(xué)知識的內(nèi)在聯(lián)系,又特別關(guān)注學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展過程,注意以下幾個(gè)問題。
1.確定課程內(nèi)容的原則是:必修課程內(nèi)容要滿足未來公民的基本數(shù)學(xué)需求,為學(xué)生進(jìn)一步的學(xué)習(xí)提供必要的數(shù)學(xué)準(zhǔn)備;選修課程內(nèi)容要滿足學(xué)生的興趣和對未來發(fā)展的需求,為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)、獲得較高數(shù)學(xué)修養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。其中系列1是為那些希望在人文、社會科學(xué)等方面發(fā)展的學(xué)生而設(shè)計(jì)的。系列2是為那些希望在理工、經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)展的學(xué)生而設(shè)計(jì)的。二者的內(nèi)容都是基礎(chǔ)性的。系列3和系列4是為對數(shù)學(xué)有興趣和希望進(jìn)一步提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)的學(xué)生而設(shè)置的,所涉及的內(nèi)容反映了某些重要數(shù)學(xué)思想,有利于學(xué)生終身的發(fā)展,有利于擴(kuò)展學(xué)生的數(shù)學(xué)視野,有利于提高學(xué)生對數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值、文化價(jià)值的認(rèn)識。其中的專題將隨著課程的發(fā)展逐步予以調(diào)整與擴(kuò)充,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣、志向進(jìn)行選擇。
2.聯(lián)系實(shí)際,體現(xiàn)知識的形成和應(yīng)用過程,促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的改進(jìn),有利于學(xué)生生動活潑、主動的學(xué)習(xí)。把數(shù)學(xué)探究、數(shù)學(xué)建模的思想以不同的形式滲透在各模塊和專題內(nèi)容之中,在高中階段至少安排較為完整的一次數(shù)學(xué)探究、一次數(shù)學(xué)建?;顒?。高中數(shù)學(xué)課程要求把數(shù)學(xué)文化內(nèi)容與各模塊內(nèi)容有機(jī)結(jié)合。數(shù)學(xué)探究的課題有助于學(xué)生對數(shù)學(xué)的理解,有助于學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)研究的過程,有助于學(xué)生形成發(fā)現(xiàn)、探究問題的意識,有助于鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)新性。數(shù)學(xué)建模為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的空間,有助于學(xué)生體驗(yàn)數(shù)學(xué)在解決實(shí)際問題中的價(jià)值和作用,體驗(yàn)數(shù)學(xué)與日常生活和其他學(xué)科的聯(lián)系,體驗(yàn)綜合運(yùn)用知識和方法解決實(shí)際問題的過程,增強(qiáng)應(yīng)用意識,有助于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力。學(xué)生通過數(shù)學(xué)文化的學(xué)習(xí),了解人類社會發(fā)展與數(shù)學(xué)發(fā)展的相互作用,認(rèn)識數(shù)學(xué)發(fā)生、發(fā)展的必然規(guī)律;了解人類從數(shù)學(xué)的角度認(rèn)識客觀世界的過程;發(fā)展求知、求實(shí)、勇于探索的情感和態(tài)度;體會數(shù)學(xué)的系統(tǒng)性、嚴(yán)密性、應(yīng)用的廣泛性,了解數(shù)學(xué)真理的相對性;提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
3.模塊的邏輯順序。必修課程是選修課程中系列1、系列2課程的基礎(chǔ)。選修課程中系列3、系列4基本上不依賴其他系列的課程,可以與其他系列課程同時(shí)開設(shè),這些專題的開設(shè)可以不考慮先后順序。必修課程中,數(shù)學(xué)1是數(shù)學(xué)2、數(shù)學(xué)3、數(shù)學(xué)4、數(shù)學(xué)5的基礎(chǔ)。
系列3、系列4課程的開設(shè)可以根據(jù)學(xué)校自身的情況逐步實(shí)施。可以先開設(shè)系列3和系列4的某些專題,以滿足學(xué)生的基本選擇需求。以后再逐步豐富和完善,并積極開發(fā)、利用校外課程資源(包括遠(yuǎn)程教育資源)。
4.注意知識的縱向邏輯結(jié)構(gòu),加強(qiáng)知識間的橫向聯(lián)系,螺旋上升地呈現(xiàn)重要的概念和思想。數(shù)學(xué)各部分內(nèi)容之間的知識是相互聯(lián)系的,學(xué)生的學(xué)習(xí)是循序漸進(jìn)、逐步發(fā)展的。高中數(shù)學(xué)課程內(nèi)容劃分成若干個(gè)模塊,不應(yīng)忽視相關(guān)內(nèi)容的聯(lián)系。高中數(shù)學(xué)課程內(nèi)容根據(jù)學(xué)生的不同需要分不同層次展開,要特別明確相關(guān)內(nèi)容在不同模塊中的要求和前后聯(lián)系,注意學(xué)生在已有知識的基礎(chǔ)上螺旋上升、逐步提高。
(三)必修模塊的內(nèi)容結(jié)構(gòu)
1.數(shù)學(xué)1是整個(gè)高中數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)
集合一章,主要是學(xué)習(xí)集合語言,從日常生活和初中數(shù)學(xué)中的實(shí)例出發(fā)引出集合概念,讓學(xué)生學(xué)習(xí)用集合語言描述在義務(wù)教育階段學(xué)過的一些集合,如數(shù)集和圖形集合。為了準(zhǔn)確使用集合語言,學(xué)習(xí)集合之間的關(guān)系與運(yùn)算。集合語言在整套教材中經(jīng)常使用。
在函數(shù)一章,除學(xué)習(xí)函數(shù)概念外,重點(diǎn)學(xué)習(xí)一次函數(shù)和二次函數(shù)。這兩個(gè)函數(shù)是學(xué)習(xí)函數(shù)概念最好的載體,其中蘊(yùn)涵著高中數(shù)學(xué)中一些重要的思想方法。在教材中設(shè)專節(jié),在初中學(xué)過的一次、二次函數(shù)的基礎(chǔ)上拓寬、提高。用一次函數(shù)和二次函數(shù)實(shí)現(xiàn)初中數(shù)學(xué)向高中數(shù)學(xué)的過渡。進(jìn)一步研究了指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)和冪函數(shù)等基本初等函數(shù),過渡到高中數(shù)學(xué)。
在數(shù)學(xué)1中,對通用的數(shù)學(xué)思想方法,如數(shù)形結(jié)合、配方法、待定系數(shù)法、數(shù)學(xué)建模等都給予足夠的重視與練習(xí)。這些通性、通法在整個(gè)高中數(shù)學(xué)教材中反復(fù)使用。
2.數(shù)學(xué)2中,學(xué)生將學(xué)習(xí)立體幾何初步、平面解析幾何初步
立體幾何初步的學(xué)習(xí)是沿著幾何歷史發(fā)展的足跡安排的,這更符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。在初中從直觀上認(rèn)識幾何體的基礎(chǔ)上,高中重點(diǎn)是發(fā)現(xiàn)并分析幾何體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì),由直觀認(rèn)識逐步過渡到理性思維。最后要求學(xué)生適當(dāng)學(xué)習(xí)形式化的推理。
在本章編制有較多課件,幫助學(xué)生發(fā)展空間想象力,形成空間概念,通過圖形的變化讓學(xué)生了解圖形之間的內(nèi)在聯(lián)系。
在解析幾何初步一章,從數(shù)軸開始,通過適當(dāng)?shù)卣f理推導(dǎo)出解析幾何的基本公式,然后開始學(xué)習(xí)直線與圓的方程。這樣編排是為學(xué)習(xí)坐標(biāo)幾何打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于解析幾何對學(xué)生今后學(xué)習(xí)非常重要,這章編寫加大了彈性,好學(xué)生可對自己提出較高的要求,通過思考與討論、探索與研究,適當(dāng)加大坐標(biāo)法解題的訓(xùn)練,初步形成用代數(shù)方法解決幾何問題的能力。
3.數(shù)學(xué)3中,學(xué)生將學(xué)習(xí)算法初步、統(tǒng)計(jì)、概率
在算法初步一章,重點(diǎn)學(xué)習(xí)數(shù)值算法,適當(dāng)?shù)芈?lián)系實(shí)際例子,幫助學(xué)生理解算法思想,使學(xué)生知道算法思想已是現(xiàn)代人應(yīng)具備的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。在這一章還著重學(xué)習(xí)中國算法實(shí)例,激發(fā)學(xué)生的愛國心和學(xué)習(xí)算法的興趣。
要不要學(xué)生把自己寫出的算法在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn),《標(biāo)準(zhǔn)》沒有明確要求。由于普通高中基本上都配備了計(jì)算機(jī),如果選用合適的自由軟件,有較為簡單的語言,讓學(xué)生上機(jī)實(shí)現(xiàn)自己編制的算法,將會激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)算法的興趣,也為學(xué)生盡快地掌握計(jì)算機(jī)技術(shù)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、研究數(shù)學(xué)打下良好基礎(chǔ)。為此選用了“Scilab”作為實(shí)現(xiàn)算法的語言進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教學(xué)中略去這一節(jié)基本上不會影響算法的學(xué)習(xí)。由于算法例習(xí)題都較為簡單,學(xué)生可通過手工計(jì)算(或借助計(jì)算器)實(shí)現(xiàn)算法。
在概率一章中,使用了集合語言,用集合語言描述基本事件構(gòu)成的集合、事件和事件之間的關(guān)系,避免了用自然語言描述概率的有關(guān)概念所產(chǎn)生的各種困難和歧義。
4.在數(shù)學(xué)4中,學(xué)生將學(xué)習(xí)三角函數(shù)、平面向量、三角恒等變換
三角函數(shù)一章是在旋轉(zhuǎn)變換思想指導(dǎo)下編寫的。把角定義為射線繞頂點(diǎn)的旋轉(zhuǎn),把三角函數(shù)定義為角終邊上單位向量在坐標(biāo)軸上的投影。用旋轉(zhuǎn)對稱、中心對稱和軸對稱引入誘導(dǎo)公式。通過單位圓中三角函數(shù)線的變化研究三角函數(shù)的性質(zhì)。到三角恒等變換一章把和角公式理解為研究旋轉(zhuǎn)變換的基本公式。通過用數(shù)量積的坐標(biāo)計(jì)算公式,證明和角公式,使學(xué)生體會向量的數(shù)量積與和角公式的內(nèi)在聯(lián)系。
平面向量一章中,向量概念是由“位移”引入的,因?yàn)閿?shù)學(xué)中的向量是物理學(xué)中的自由向量,只有大小、方向兩個(gè)要素,用“位移”有利于學(xué)生理解數(shù)學(xué)中的向量概念。把向量和向量運(yùn)算與幾何緊密地聯(lián)系起來,溝通平行、全等與向量的加法,相似與數(shù)乘向量,正投影的性質(zhì)與向量數(shù)量積之間的關(guān)系,把幾何學(xué)的研究代數(shù)化。由于向量是溝通幾何、代數(shù)和分析的橋梁,同時(shí)可為將來學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)打下良好的基礎(chǔ),所以本章的編寫較為細(xì)致,以便于教師教學(xué)和學(xué)生自學(xué)。
5.在數(shù)學(xué)5中,學(xué)生將學(xué)習(xí)解三角形、數(shù)列、不等式
解三角形一章中,在已有三角形的全等、相似與位似、解直角三角形等知識的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探索任意三角形中邊和角的關(guān)系,得到任意三角形中普遍存在的兩個(gè)結(jié)論──正弦定理和余弦定理,完美地解決涉及三角形度量的問題。應(yīng)用這些知識和方法解決一類與測量和幾何計(jì)算有關(guān)的實(shí)際問題。
數(shù)列一章中,重點(diǎn)研究等差數(shù)列和等比數(shù)列。從本質(zhì)上講,數(shù)列是一類特殊的函數(shù),它是函數(shù)知識的延伸。在本章中,通過研究它們的特殊性質(zhì),歸納出等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式。這些特殊性質(zhì)提供了一種數(shù)學(xué)模型,應(yīng)用它們可以很方便地解決諸如教育或購房貸款、放射性物質(zhì)的衰變、人口與國民經(jīng)濟(jì)增長等生產(chǎn)、生活中遇到的許多問題。
在不等式一章中,首先從現(xiàn)實(shí)世界和日常生活中存在的大量不等關(guān)系中,歸納得出不等式的基本性質(zhì)。然后研究基本不等式和一元二次不等式及其解法,通過圖象把一元二次不等式與相應(yīng)的函數(shù)、方程聯(lián)系起來,形成一個(gè)相對完整的知識體系。將一元二次不等式的解法與信息技術(shù)的應(yīng)用結(jié)合,讓我們再次看到算法思想的廣泛應(yīng)用。在本章中,還將運(yùn)用數(shù)形結(jié)合的思想,判定二元一次不等式(組)表示的平面區(qū)域,進(jìn)而學(xué)會從某些特定的情境中抽象出一些簡單的二元線性規(guī)劃問題,著重解決以下兩類簡單的實(shí)際問題。①在人力、物力、資金一定的條件下,如何利用這些資源來完成最多的任務(wù);②如何通過合理的安排和規(guī)劃,以最少的人力、物力、資金去完成一項(xiàng)給定的任務(wù)。
6.每章一般都有探索與研究專欄,內(nèi)容包括三個(gè)方面:其一是正文的延伸,是必學(xué)內(nèi)容,要求在教師的引導(dǎo)下學(xué)生自主探索完成;其二是正文內(nèi)容的加深,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng);其三是提高內(nèi)容,希望能在大學(xué)數(shù)學(xué)與中學(xué)數(shù)學(xué)之間建立一些聯(lián)系。
7.每章設(shè)數(shù)學(xué)文化專欄,通過閱讀和欣賞有關(guān)文章,尋求數(shù)學(xué)進(jìn)步的歷史軌跡,學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)家為科學(xué)獻(xiàn)身的精神,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
8.對于數(shù)學(xué)建模的教學(xué)分三步:開始安排簡單的例子,讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)建模的思想和主要過程,第二步根據(jù)已給的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,第三步進(jìn)行完整的數(shù)學(xué)建?;顒印?/p>
(四)選修板塊的內(nèi)容結(jié)構(gòu)
1.文科必選系列
選修11共三章:常用邏輯用語、圓錐曲線與方程、導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用。
常用邏輯用語一章中,編寫的重點(diǎn)是命題成立的充分條件、必要條件和充分必要條件。同時(shí)讓學(xué)生知道,過去數(shù)學(xué)課本的表述,除了數(shù)學(xué)符號,基本上使用的是自然語言,自然語言雖然容易接受,但歧義性較大,往往給學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)帶來一些困難。我們在編寫時(shí),注意引導(dǎo)學(xué)生掌握常用邏輯用語的用法,使學(xué)生盡量能夠搞清楚三個(gè)邏輯聯(lián)結(jié)詞和兩個(gè)量詞所表達(dá)的邏輯含義,并能初步學(xué)著應(yīng)用它們,從中體會用邏輯用語表達(dá)數(shù)學(xué)內(nèi)容的準(zhǔn)確性和簡潔性。
本章的主要特色是,把集合與邏輯結(jié)合起來,通過集合的包含關(guān)系理解推出關(guān)系,通過集合的交、并、補(bǔ)運(yùn)算理解邏輯聯(lián)結(jié)詞所表達(dá)的邏輯含義。
圓錐曲線與方程一章是數(shù)學(xué)2解析幾何初步一章的繼續(xù),學(xué)習(xí)的重點(diǎn)仍是用坐標(biāo)法研究圖形(圓錐曲線)的性質(zhì)。本章首先通過對直線和圓的方程的回顧,讓學(xué)生理解曲線與方程之間的關(guān)系,并指出用方程研究曲線性質(zhì)的一般步驟。我們把學(xué)習(xí)的重點(diǎn)放在如何用坐標(biāo)法和方程研究圓錐曲線的性質(zhì)上,把代數(shù)中的二次方程問題和圓錐曲線結(jié)合起來。這一章是文科選學(xué),主要是讓學(xué)生體會坐標(biāo)法(數(shù)形結(jié)合)這一重要思想在數(shù)學(xué)中的作用和地位,進(jìn)一步了解坐標(biāo)法及圓錐曲線的實(shí)際應(yīng)用,使學(xué)生能經(jīng)常想到用圖形去表達(dá)數(shù)量關(guān)系。
導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用一章編寫時(shí)的主要想法是,充分借助于直觀研究導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)和應(yīng)用。全章自始至終通過設(shè)置的“爬山情景”,讓學(xué)生體會“以直代曲”及“化曲為直”的微積分思想。導(dǎo)數(shù)可近似地看成“差商”和“微小直角三角形中兩直角邊的比”。盡量讓學(xué)生了解導(dǎo)數(shù)的直觀內(nèi)涵。
選修12共四章:統(tǒng)計(jì)案例、推理與證明、數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入、框圖。
統(tǒng)計(jì)案例一章首先在章前語中,通過介紹兩個(gè)實(shí)際例子,引起學(xué)生學(xué)習(xí)統(tǒng)計(jì)的興趣。全章分為兩節(jié),每節(jié)討論一種統(tǒng)計(jì)方法,每節(jié)編寫的特點(diǎn)是,把一個(gè)個(gè)案例直接呈現(xiàn)在學(xué)生面前,通過探究案例、解決問題,使學(xué)生了解這兩種統(tǒng)計(jì)方法的基本思想、解決步驟及其初步應(yīng)用。在這一章的編寫中,注意引導(dǎo)學(xué)生使用計(jì)算機(jī)技術(shù)來處理數(shù)據(jù)。還適當(dāng)?shù)厝谌胨惴ㄋ枷?。個(gè)別的算法給出了程序,供有興趣的學(xué)生學(xué)習(xí)。
推理與證明專設(shè)一章,在我國高中教材中還是首次,沒有實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)供參考,但推理與證明已是學(xué)生熟悉的詞語,因此,在編寫時(shí)主要通過實(shí)例引起學(xué)生對“推理”的興趣,并引導(dǎo)學(xué)生理解各種推理的作用。能夠運(yùn)用合情推理去探索、猜測和歸納出一些數(shù)學(xué)結(jié)論,并能證明結(jié)論的正確性。在編寫中,重點(diǎn)是通過分析一些定理的證明過程,總結(jié)并讓學(xué)生掌握數(shù)學(xué)證明的一些基本方法。
數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入一章,由于教學(xué)時(shí)間只有四課時(shí),課時(shí)少,所以在編寫時(shí),主要是通過方程的求根,讓學(xué)生了解引進(jìn)復(fù)數(shù)的意義和作用,了解數(shù)學(xué)中的內(nèi)部矛盾如何推動數(shù)系的擴(kuò)充,了解數(shù)學(xué)中理性思維的重要性。
框圖是《標(biāo)準(zhǔn)》中的新內(nèi)容,在我國高中數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容中還是首次。沒有教學(xué)經(jīng)驗(yàn),編寫時(shí),主要通過體會《標(biāo)準(zhǔn)》的精神,選定內(nèi)容,主要通過實(shí)例,進(jìn)一步學(xué)習(xí)程序框圖,了解工程流程和結(jié)構(gòu)圖。在用框圖的過程中理解它們的特征,初步掌握它們的用法。
2.理科必選系列
選修21共三章:常用邏輯用語、圓錐曲線與方程、空間向量與立體幾何。
常用邏輯用語一章編寫的指導(dǎo)思想同文科必選。
圓錐曲線與方程一章,編寫的指導(dǎo)思想基本上同文科必選,但加強(qiáng)了坐標(biāo)法解題的訓(xùn)練與要求。
空間向量與立體幾何一章內(nèi)容的編寫主要采取推廣與類比的方法,共分兩大節(jié)。第一大節(jié)集中講解空間向量概念、運(yùn)算和性質(zhì)。經(jīng)歷由平面向量向空間向量的推廣過程,讓學(xué)生理解空間向量與平面向量的異同。通過共線向量定理、共面向量定理和空間向量分解定理的學(xué)習(xí),讓學(xué)生理解向量空間的基本結(jié)構(gòu),并將空間向量運(yùn)算完全代數(shù)化,為將來學(xué)習(xí)理工科的學(xué)生打下較良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。第二大節(jié)重點(diǎn)討論空間向量在立體幾何中的應(yīng)用。通過例題讓學(xué)生理解用向量代數(shù)方法研究立體幾何的意義。通過這一章的學(xué)習(xí),使學(xué)生再一次體會坐標(biāo)法的意義。在用向量代數(shù)方法解題的同時(shí),也向?qū)W生指出綜合方法推理的一些優(yōu)點(diǎn),鼓勵(lì)學(xué)生靈活選用不同的方法解決立體幾何問題。
選修22共分三章:導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用、推理與證明、數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入。
導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用一章編寫的指導(dǎo)思想基本上同文科必選的相同內(nèi)容,但在理論上,要求相對高一些。加強(qiáng)了求導(dǎo)運(yùn)算及其導(dǎo)數(shù)在研究函數(shù)中的應(yīng)用。
推理與證明一章編寫的指導(dǎo)思想基本上同文科必選的相同內(nèi)容。
數(shù)系的擴(kuò)充與復(fù)數(shù)的引入一章編寫的指導(dǎo)思想同文科必選的相同內(nèi)容。
選修23共分三章:計(jì)數(shù)原理、概率、統(tǒng)計(jì)案例。
計(jì)數(shù)原理一章重點(diǎn)學(xué)習(xí)分類加法計(jì)數(shù)原理和分類乘法計(jì)數(shù)原理及其應(yīng)用。通過計(jì)數(shù)原理讓學(xué)生理解排列與組合的概念,并能推導(dǎo)排列數(shù)公式和組合數(shù)公式。會歸納證明二項(xiàng)式定理。讓學(xué)生考查楊輝三角,發(fā)現(xiàn)二項(xiàng)式定理中系數(shù)的規(guī)律和一些性質(zhì)。
概率一章是必學(xué)內(nèi)容概率的繼續(xù),進(jìn)一步學(xué)習(xí)概率的一些基本概念。本章編寫從實(shí)例出發(fā),引入隨機(jī)變量及其分布的概念,通過實(shí)際例子的計(jì)算引入超幾何分布,并了解它的實(shí)際應(yīng)用。在講條件概率與獨(dú)立事件的基礎(chǔ)上,介紹二項(xiàng)分布及其應(yīng)用。通過實(shí)例讓學(xué)生理解隨機(jī)變量的兩個(gè)數(shù)字特征:期望與方差。通過實(shí)例簡單地介紹正態(tài)分布。
統(tǒng)計(jì)案例一章的編寫指導(dǎo)思想同文科必選的相同內(nèi)容,但對理工科學(xué)生,學(xué)習(xí)本章之前,由于學(xué)生有了較好的概率基礎(chǔ),所以在編寫時(shí),進(jìn)行了必要說理和計(jì)算,以加深學(xué)生對統(tǒng)計(jì)原理的理解。
3.選修系列3和4
這兩個(gè)系列的編寫,力求體現(xiàn)《標(biāo)準(zhǔn)》精神,在編寫的過程中緊密聯(lián)系必修課程和選修系列1和2學(xué)過的內(nèi)容,盡量寫得通俗易懂,使教師和學(xué)生能夠通過自己的努力看懂所學(xué)內(nèi)容。三、本套教科書的主要特色
本套教科書力求落實(shí)《標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)課程、數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)教學(xué)活動、評價(jià)和現(xiàn)代信息技術(shù)的基本理念,著力突出了以下特色。
(一)精簡實(shí)用,返璞歸真。要做到精簡,必須抓住重點(diǎn)。在基礎(chǔ)數(shù)學(xué)中那些普遍實(shí)用的最基礎(chǔ)部分,那些有普遍意義的通性、通法就是重點(diǎn)。抓住這些重點(diǎn)內(nèi)容,盡量為它們提供實(shí)際背景,反映其應(yīng)用價(jià)值,努力揭示其發(fā)展過程和本質(zhì),使學(xué)生理解數(shù)學(xué)概念、結(jié)論逐步形成的過程,體會蘊(yùn)涵在其中的數(shù)學(xué)思想和方法。學(xué)實(shí)質(zhì)、本質(zhì),不拘泥于抽象的形式,講法上樸素,平易近人。
(二)深入淺出,易學(xué)好教。數(shù)學(xué)的深刻內(nèi)容盡可能地用通俗語言或?qū)W生的語言加以闡述,避免一些過于形式化的語言。深入淺出的一個(gè)重要方法是把定理與公式現(xiàn)實(shí)化、簡單化,用生活中的現(xiàn)實(shí)例子來闡釋規(guī)律,簡單明了,易學(xué)好教。定位于適應(yīng)廣大中等水平學(xué)生的接受程度。易學(xué)好教的一個(gè)措施是師生互助,就一個(gè)主題,師生都可提出問題,說出猜想,共同討論,由學(xué)生或教師小結(jié),形成共識。易學(xué)好教的另一重要方法是主要概念、定理與公式的教學(xué)一般要參照其發(fā)展演變的歷史過程,引導(dǎo)學(xué)生合乎規(guī)律學(xué)習(xí)這些概念、定理與公式。為了易學(xué)好教,我們注意了“溫故知新”,降低知識的起點(diǎn)。努力做好由初中內(nèi)容向高中內(nèi)容過渡的銜接。盡量從溫習(xí)舊知識中引出新知識,揭示新舊知識的聯(lián)系,使學(xué)生順利進(jìn)入高中階段的學(xué)習(xí)。
(三)力導(dǎo)積極主動,勇于探索的學(xué)習(xí)方式。教科書內(nèi)容素材的選取,力求貼近學(xué)生的生活實(shí)際和社會現(xiàn)實(shí);教科書的組織安排,注重知識的發(fā)生發(fā)展過程、學(xué)生的認(rèn)識過程和情感體驗(yàn)過程,為構(gòu)建豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境提供重要資源。內(nèi)容的呈現(xiàn)力求體現(xiàn)數(shù)學(xué)思維規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生積極探索,使他們經(jīng)歷“觀察、實(shí)驗(yàn)、比較、歸納、猜想、推理、反思”等理性思維活動的基本過程,優(yōu)化思維品質(zhì),提高數(shù)學(xué)思維能力,培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。精心選編現(xiàn)實(shí)生活和數(shù)學(xué)發(fā)展中的典型問題,創(chuàng)設(shè)問題情境,通過分析和問題解決,加深對知識本質(zhì)的理解,強(qiáng)化知識之間的聯(lián)系,領(lǐng)悟和掌握數(shù)學(xué)思想方法,使問題在教材中發(fā)揮更大的作用。注意問題的基礎(chǔ)性、思想性、開放性、趣味性等。設(shè)立“探索與研究”“數(shù)學(xué)建?!钡葘W(xué)習(xí)活動,為學(xué)生形成積極主動的、勇于探索的學(xué)習(xí)方式進(jìn)一步創(chuàng)造有利條件,以激發(fā)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中,養(yǎng)成獨(dú)立思考、積極探索的習(xí)慣。
(四)整合信息技術(shù),更新教學(xué)方式。本教科書各冊都用了現(xiàn)代信息技術(shù),以促進(jìn)教學(xué)方式的更新。有意識地引入帶有自己程序的應(yīng)用數(shù)學(xué)軟件,處理繁難計(jì)算、自動制表、智能繪圖、人機(jī)交互等,為學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有利的學(xué)習(xí)工具。為多數(shù)學(xué)習(xí)較困難的內(nèi)容編制了教學(xué)課件,使用這些課件可實(shí)現(xiàn)動態(tài)式的、交互式的教學(xué)方式或?qū)W習(xí)方式,以幫助學(xué)生掌握和理解這些內(nèi)容。另外,我們選用了中法合作開發(fā)的“Scilab”軟件系統(tǒng),作為開發(fā)數(shù)學(xué)教學(xué)課件和學(xué)生學(xué)習(xí)課件的平臺。這是一個(gè)自由軟件,學(xué)校、教師和學(xué)生都可以從有關(guān)網(wǎng)站上免費(fèi)下載。我們與中法實(shí)驗(yàn)室達(dá)成合作意向,共同開發(fā)中學(xué)數(shù)學(xué)教育軟件。
(五)滲透算法思想,提高數(shù)學(xué)素養(yǎng)。中國古代數(shù)學(xué)中蘊(yùn)涵有豐富的算法思想,并注重應(yīng)用,中國數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)教育有著自己獨(dú)有的發(fā)展道路。在《標(biāo)準(zhǔn)》中,增加了算法一章,并提出把算法思想滲透到相關(guān)內(nèi)容,這一理念啟發(fā)我們研究了我國數(shù)學(xué)教育的傳統(tǒng)和特色,并在教材中盡量體現(xiàn)。本教科書主要從數(shù)值計(jì)算的角度講授算法,而且與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合,滲透到高中數(shù)學(xué)的有關(guān)領(lǐng)域,給這些領(lǐng)域的教學(xué)帶來新的生機(jī)。學(xué)習(xí)算法不僅能使許多數(shù)學(xué)問題與實(shí)際應(yīng)用得到有效解決,而且可以使學(xué)生從中體會解決復(fù)雜問題的思想方法,提高數(shù)學(xué)素養(yǎng),為今后的學(xué)習(xí)和工作提供強(qiáng)大的思想武器。
數(shù)學(xué)教育策略頂層設(shè)計(jì),是提出一種“立體的數(shù)學(xué)認(rèn)識”教育方法,并希望這種方法在一定程度上能夠有效的解決一些數(shù)學(xué)教育上存在的問題,并在實(shí)踐中取得好的效果.我們希望這種方法能有效激發(fā)學(xué)生的認(rèn)知興趣,能發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,能伲使學(xué)生形成優(yōu)良的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu);同時(shí)也希望這種方法也能培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維和素養(yǎng),使學(xué)生具備一定的觀察、分析、解決問題的綜合能力.據(jù)作者所知,現(xiàn)在有一些M立體化教學(xué)”的教學(xué)實(shí)驗(yàn)和研究成果主要長在數(shù)學(xué)教學(xué)方面作出的努力和改進(jìn),其中浙江科技學(xué)院的薛有才老師對工科院校大學(xué)數(shù)學(xué)的教學(xué)改革怍了理論與實(shí)踐上的探索,創(chuàng)立了“大學(xué)數(shù)學(xué)立體化課程教學(xué)模式”?這神多樣性、分層次、個(gè)性化的立體式課程教學(xué)模式對發(fā)展學(xué)生個(gè)性、促進(jìn)學(xué)生發(fā)展和余面提高高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)暈是一條有效途徑.我們從學(xué)生的認(rèn)知角度出發(fā),提倡“立體的數(shù)學(xué)認(rèn)知”,主要立足于數(shù)學(xué)教育,而不僅僅是數(shù)學(xué)教學(xué)層面。
“立體的數(shù)學(xué)認(rèn)知”方法包含以下幾個(gè)層面:
1.發(fā)揮教師的認(rèn)知汞范作用.教師是教育的主導(dǎo)者和數(shù)學(xué)認(rèn)知與實(shí)踐的先行者,教師在教授學(xué)生數(shù)學(xué)知識的過程中所展現(xiàn)出來的理性思維,數(shù)學(xué)視角,問題的探討與解決等等行為都會直接影響學(xué)生對數(shù)學(xué)的理解和感悟.所以首先要提高教師的綜合素質(zhì),加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè),這樣才能給學(xué)生作出示范與指導(dǎo).教師不僅需要系統(tǒng)而理解深刻的專業(yè)知識,還需要數(shù)學(xué)教育與教學(xué)理論、知識與技能.教師應(yīng)在教學(xué)內(nèi)容的把握,教學(xué)活動的設(shè)計(jì)、開展,教學(xué)理念的具體實(shí)施,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維與能力方面做到胸中有數(shù).事實(shí)上,大學(xué)教師往往都在專業(yè)知識上具有較高的理論水平,而在教學(xué)水平與能力上有所不足,這不利于學(xué)生的發(fā)展與培養(yǎng).因此,大學(xué)教師應(yīng)加強(qiáng)職業(yè)培訓(xùn),特別是教育、教學(xué)的理論與實(shí)踐的學(xué)習(xí).教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)對優(yōu)化教師整體結(jié)構(gòu),改革教學(xué)內(nèi)容和方法,開發(fā)教學(xué)資源,促進(jìn)教學(xué)研討和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流,推進(jìn)教學(xué)工作的傳、幫、帶和老中青相結(jié)合,提高教師的教學(xué)和科研水平都有很好的效果。
2.認(rèn)知材料應(yīng)反應(yīng)時(shí)代要求.好的教材和教學(xué)資料不僅要傳遞學(xué)生數(shù)學(xué)知識,到達(dá)培養(yǎng)學(xué)生的目的,還應(yīng)該符合學(xué)生的認(rèn)知心理.教材的選取應(yīng)注重?cái)?shù)學(xué)概念的實(shí)際背景與幾何直觀的引入,強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)的思想和方法,緊密聯(lián)系實(shí)際,服務(wù)專業(yè)課程,精選一些實(shí)際應(yīng)用案例,教學(xué)內(nèi)容要體現(xiàn)數(shù)學(xué)的實(shí)用性,使數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值、文化價(jià)值、思想價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值展現(xiàn)出來,敦材的內(nèi)容不應(yīng)過分強(qiáng)調(diào)理論的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性和系統(tǒng)性,而忽視了基本概念的應(yīng)用背景和對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
激活主體的認(rèn)知能動性,滲透數(shù)學(xué)思想和文化于認(rèn)知體驗(yàn)中.人的認(rèn)知活動應(yīng)充分調(diào)動智力因素與非智力因素,發(fā)揮主體認(rèn)知的積極性,把握認(rèn)知對象的本質(zhì)思想與精神實(shí)質(zhì),才能構(gòu)建良好的認(rèn)識結(jié)構(gòu),具備認(rèn)知的可創(chuàng)造性與可持續(xù)性.作者認(rèn)為應(yīng)采用多層次的分班教學(xué)以適應(yīng)不同層次學(xué)生的需要,充分利用現(xiàn)代教育技術(shù),網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)資躕使學(xué)生從多方面,不同角度學(xué)到不一樣的數(shù)學(xué)知識.教學(xué)活動的展開應(yīng)以學(xué)生為本,轉(zhuǎn)變以學(xué)科為中心、片面重視專|教育的思想,樹立專業(yè)教育與人文教育并重的思想,采用靈活多樣的教學(xué)手段與方法激發(fā)學(xué)生的主體認(rèn)知意識,呈現(xiàn)數(shù)學(xué)問題的脈絡(luò),認(rèn)識數(shù)學(xué)思想的本質(zhì),感受數(shù)學(xué)文化的魅力,課堂教學(xué)方法科學(xué),教學(xué)手段先進(jìn),重視實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐性教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題的興趣和能力.教師不僅要教授學(xué)生數(shù)學(xué)知識,訓(xùn)練學(xué)生的數(shù)學(xué)思維,更要培養(yǎng)學(xué)生的探索精神與實(shí)踐能力?使得學(xué)生從“數(shù)學(xué)現(xiàn)實(shí)”出發(fā),在教師的幫助下自0動手、動腦做數(shù)學(xué),用觀察、模仿、實(shí)驗(yàn)、猜測等手段收集資料,獲得體驗(yàn),并作類比、分析、歸納,漸漸達(dá)到數(shù)學(xué)化、嚴(yán)格化和形式化.在課程的設(shè)置上,除了專業(yè)課外應(yīng)加強(qiáng)數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、數(shù)學(xué)文化、數(shù)學(xué)競賽等課程的學(xué)習(xí)與輔導(dǎo).講授內(nèi)容還需與經(jīng)濟(jì)發(fā)展適度的相結(jié)合,做到了解學(xué)科、行業(yè)現(xiàn)狀,追蹤學(xué)科前沿,及時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容。
4.豐富認(rèn)知活動,提高認(rèn)知的遷移性與可發(fā)展性.豐富多樣的課外數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)活動,不僅是教學(xué)活動的補(bǔ)充,而且是全面提髙學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì)的必要途徑,有利于學(xué)生形成“立體的數(shù)學(xué)認(rèn)知全面實(shí)行“導(dǎo)師制度”,讓學(xué)生能夠享受教師的全面指導(dǎo),做到個(gè)性化教育.導(dǎo)師要與學(xué)生保持良好的交流與溝通,以便及時(shí)了解學(xué)生的思想狀況、對學(xué)生的學(xué)習(xí)作出指導(dǎo)并給出合理的建議.鼓勵(lì)學(xué)生采取小組學(xué)習(xí)的模式,組員之間分工明確、互相協(xié)作共同探討數(shù)學(xué)問題,按時(shí)完成任務(wù).支持學(xué)生參加數(shù)學(xué)建?;顒樱瑪?shù)學(xué)建模是溝通數(shù)學(xué)理論與實(shí)際問題的中介和橋梁,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)建模能力是提高數(shù)學(xué)思維和應(yīng)用能力的重要手段,使學(xué)生了解利用數(shù)學(xué)理論和方法去分析和解決問題的全過程,提髙他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和應(yīng)用數(shù)學(xué)的意識與能力.“數(shù)學(xué)作為一種文化,具有比數(shù)學(xué)知識更為豐富和深邃的文化內(nèi)涵,數(shù)學(xué)文化是對數(shù)學(xué)知識、技能、能力和素質(zhì)等概念的高度概括.”數(shù)學(xué)文化屬于科學(xué)文化,是一種理性文化,可以表述為以數(shù)學(xué)科學(xué)體系為核心,以數(shù)學(xué)的思想、精神、知識、方法、技術(shù)、理論等所輻射的相關(guān)文化領(lǐng)域?yàn)橛袡C(jī)組成部分的一個(gè)具有強(qiáng)大精神與物質(zhì)功能的動態(tài)系統(tǒng).這種具有核心價(jià)值的文化理應(yīng)被我們的認(rèn)知結(jié)構(gòu)吸收并發(fā)揮潛移默化的功能,課外活動應(yīng)加強(qiáng)這方面的認(rèn)識與體驗(yàn)。
小結(jié)
本文根據(jù)數(shù)學(xué)的特點(diǎn)以及大學(xué)數(shù)學(xué)教育的目標(biāo),從數(shù)學(xué)認(rèn)知的角度,提出了“立體的數(shù)學(xué)認(rèn)知”這一教育理念與方法,并從教師示范作用,教材的與時(shí)俱進(jìn)性,教學(xué)內(nèi)容與方法,課外活動的開展等四個(gè)方面說明這種方法的必要性與實(shí)施辦法.“立體的數(shù)學(xué)認(rèn)知”在很大程度上能使學(xué)生從傳統(tǒng)數(shù)學(xué)教育的枯燥模式中活躍起來,從而能更全面、深人地認(rèn)識數(shù)學(xué)思想的實(shí)質(zhì),并能積極地將數(shù)學(xué)知識應(yīng)用于實(shí)踐,最終提高數(shù)學(xué)素質(zhì).這種方法契合當(dāng)前的教學(xué)、教育改革,能有效培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)思維與能力,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì),鍛煉學(xué)生的數(shù)學(xué)精神與品質(zhì),熏陶數(shù)學(xué)文化的價(jià)值,從而為促進(jìn)社會的發(fā)展與進(jìn)步培植具有理性與科學(xué)精神的文化種子。
1 探究實(shí)驗(yàn)中的科學(xué)方法
科學(xué)是人們研究自然、社會、思維的本質(zhì)及其規(guī)律所獲得的一種知識體系,是科學(xué)知識、科學(xué)方法和科學(xué)精神構(gòu)成的統(tǒng)一整體。高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)方法有著非常具體的敘述:發(fā)展科學(xué)探究能力,初步學(xué)會:① 客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象;② 通過觀察或從現(xiàn)實(shí)生活中提出與生物學(xué)相關(guān)的、可以探究的問題;③ 分析問題,闡明與研究該問題相關(guān)的知識;④ 確認(rèn)變量;⑤作出假設(shè)和預(yù)期;⑥ 設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案;⑦ 實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案,收集證據(jù);⑧ 利用數(shù)學(xué)方法處理、解釋數(shù)據(jù);⑨ 根據(jù)證據(jù)作出合理判斷;⑩ 用準(zhǔn)確的術(shù)語、圖表介紹研究方法和結(jié)果,闡明觀點(diǎn);??? 聽取他人的意見,利用證據(jù)和邏輯對自己的結(jié)論進(jìn)行辯護(hù)以及作必要的反思和修改。
“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化” 是《必修3?穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》的一個(gè)探究課題。在這個(gè)探究活動中用到了4種科學(xué)方法:① 微生物培養(yǎng)法;② 抽樣檢測法;③ 顯微觀察法;④ 數(shù)學(xué)模型法,所以該實(shí)驗(yàn)是一項(xiàng)有著多方面意義和價(jià)值的探究活動。
圖1是“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化”教學(xué)設(shè)計(jì)思路。
1.1 提出問題
科學(xué)研究始于問題,教材中提出的問題是:培養(yǎng)液中酵母菌種群的數(shù)量是怎樣隨時(shí)間變化的?教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生,依據(jù)所學(xué)知識,分析酵母菌生長的條件與種群數(shù)量增長之間的關(guān)系,提出探究的問題。例如,在不同溫度(或通氧、通CO2等)條件下酵母菌種群數(shù)量增長的情況如何?不同培養(yǎng)液(如加糖和不加糖)中酵母菌種群數(shù)量增長的情況如何?……
1.2 作出假設(shè)
作出假設(shè)可以使科學(xué)研究更有針對性,而不是盲目搜集資料進(jìn)行研究。作出假設(shè)需要立足于已有知識,當(dāng)然更需要學(xué)生充分發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。在教學(xué)中,教師要鼓勵(lì)學(xué)生積極大膽地提出假設(shè),但同時(shí),也應(yīng)提出“合理提出假設(shè)”的要求,要圍繞問題,根據(jù)預(yù)期結(jié)果作出符合邏輯的假設(shè)。
1.3 討論探究思路
這是開展探究活動的重要內(nèi)容之一,通過探討能使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理,在具體操作時(shí)做到心中有數(shù)。
1.4 制定計(jì)劃
本實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長(7 d),因此,教師事前一定要做好周密的計(jì)劃,定程序、定時(shí)間、定人員。在制訂計(jì)劃前,還需要討論以下問題:① 酵母菌培養(yǎng)液的準(zhǔn)備要注意哪些問題?② 怎樣進(jìn)行酵母菌的活化和接種?③ 怎樣進(jìn)行酵母菌的培養(yǎng)?④ 整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,從靜置的試管中取培養(yǎng)液計(jì)數(shù)應(yīng)怎么做?⑤ 如果一個(gè)小方格內(nèi)酵母菌過多,難以數(shù)清,應(yīng)當(dāng)怎么做?⑥ 怎樣進(jìn)行酵母菌的計(jì)數(shù)、記錄和計(jì)算?記錄表怎樣設(shè)計(jì)?計(jì)算的公式是什么?⑦ 本探究需要設(shè)置對照嗎?如果需要,請討論對照組應(yīng)怎樣設(shè)計(jì)和操作?如果不需要,請說明理由。⑧ 需要做重復(fù)實(shí)驗(yàn)嗎?⑨ 造成實(shí)驗(yàn)誤差的可能因素有哪些?如何減小實(shí)驗(yàn)誤差?
1.5 實(shí)施計(jì)劃
學(xué)生分小組,按計(jì)劃中確定的工作流程,課后認(rèn)真操作,做好實(shí)驗(yàn)記錄。
1.6 分析結(jié)果,得出結(jié)論
學(xué)生將記錄的數(shù)據(jù)用曲線圖表示出來,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否支持所做的假設(shè)。
1.7 討論與交流
① 各組向全班匯報(bào)本小組7 d的數(shù)據(jù),算出每一天全班各組數(shù)據(jù)的平均值,根據(jù)平均值重新畫出酵母菌種群數(shù)量的增長曲線。將這個(gè)增長曲線與本組的曲線進(jìn)行比較,分析其相似程度,并做出合理的解釋。② 各小組分析根據(jù)各小組平均數(shù)據(jù)畫出的增長曲線有沒有總趨勢,并作出說明。③ 各小組分析影響酵母菌種群數(shù)量增長的因素。
本次探究活動使學(xué)生掌握科學(xué)探究的一般過程和方法,養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)小組合作學(xué)習(xí)的能力。
2 探究實(shí)驗(yàn)中的操作技能
技術(shù)是根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐或科學(xué)原理而發(fā)展成的各種工藝操作方法和技能,以及相應(yīng)的材料、設(shè)備、工藝流程等等??茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是一種技術(shù)性很強(qiáng)的工作,它的成功與否很大程度上取決于能否找到和掌握一種巧妙的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)的技能。按照《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》,高中學(xué)生應(yīng)該掌握的實(shí)驗(yàn)操作技能主要有:① 熟練使用高倍顯微鏡;② 制作臨時(shí)裝片與徒手切片;③ 研磨與過濾;④ 紙層析;⑤ 水浴加熱;⑥ 物理模型的制作;⑦ 血球計(jì)數(shù)板的使用與計(jì)數(shù);⑧ 消毒與滅菌;⑨ 土壤中小動物的采集;⑩ 生物繪圖等。
“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量動態(tài)變化”的活動,在探究過程中涉及多項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作技能,如利用移液管(移液槍)準(zhǔn)確移取一定量的溶液;利用血細(xì)胞計(jì)數(shù)板對培養(yǎng)液中的酵母菌細(xì)胞進(jìn)行計(jì)數(shù);推導(dǎo)細(xì)胞總數(shù)的計(jì)算公式;顯微鏡的使用等。
2.1 示范與強(qiáng)化
以“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量動態(tài)變化”實(shí)驗(yàn)為例,血球計(jì)數(shù)板是一種實(shí)驗(yàn)者可以量化酵母菌種群密度的顯微計(jì)數(shù)工具。在血球計(jì)數(shù)板的使用過程中,需要用“滲入法”滴加菌液。先將血細(xì)胞計(jì)數(shù)板用擦鏡紙擦凈,在中央的計(jì)數(shù)室上加蓋專用的厚玻片,然后用拇、中二指夾住血球計(jì)數(shù)板一端的兩側(cè),無名指托在下面,食指尖輕輕壓住蓋片邊緣,稍稍傾斜計(jì)數(shù)板,再用另一只手持滴管吸取待測菌液,沿蓋片邊緣與計(jì)數(shù)平臺之間的空隙輕輕靠一靠,使菌液滲入計(jì)數(shù)室。多余的菌液用吸水紙吸取,稍待片刻,使酵母菌全部沉降到血細(xì)胞計(jì)數(shù)室的底部。教師示范操作后,學(xué)生開始獨(dú)立操作,反復(fù)訓(xùn)練。教師在示范的過程中,要多設(shè)計(jì)問題,不僅讓學(xué)生知道做什么、怎么做,也要讓學(xué)生懂得為什么要這么做。學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)技能是在不斷的實(shí)際操作中形成和發(fā)展的。只有通過動手做實(shí)驗(yàn),學(xué)生的操作技能才能得到提高,才能增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可信度和實(shí)驗(yàn)的成功率。
2.2 改進(jìn)與創(chuàng)新
高中生物學(xué)教材中對實(shí)驗(yàn)中的操作要點(diǎn)都有較為明確而科學(xué)的規(guī)定,但是在實(shí)驗(yàn)過程中也會由于操作技能和實(shí)驗(yàn)時(shí)間等原因受到一些限制。在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下,教師可以引導(dǎo)學(xué)生對一些實(shí)驗(yàn)的操作方法做一些改進(jìn)。如:① 樣品稀釋的方法是:如果酵母菌濃度過大,應(yīng)先稀釋。將9 mL無菌水用移液管移入1支滅菌過的試管里,然后立即將1 mL培養(yǎng)液移入試管里并充分混勻,使原培養(yǎng)液被稀釋10倍。樣品稀釋的目的是便于酵母菌懸液的計(jì)數(shù),以每小方格內(nèi)含有4~5個(gè)酵母細(xì)胞為宜,一般稀釋10倍即可。由于移液管操作難度較大,可以使用醫(yī)用注射器定量轉(zhuǎn)移溶液,一次性注射器不需滅菌,也減少了污染機(jī)會,便于對液體進(jìn)行定量操作,能有效避免對容器口部的污染,且推注過程還可以起到振蕩混勻的作用。② 為了避免學(xué)生多次取樣造成培養(yǎng)液污染,可采取多支試管分別培養(yǎng),每管只取樣一次等。在探究實(shí)驗(yàn)中,學(xué)生感受實(shí)踐,嘗試創(chuàng)新,提高創(chuàng)造力。
實(shí)驗(yàn)操作技能是對知識的應(yīng)用和能力發(fā)展水平的體現(xiàn),培養(yǎng)和提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能,有利于學(xué)生鞏固知識、發(fā)展能力、形成良好的行為習(xí)慣和意志品質(zhì)。
3 探究實(shí)驗(yàn)中的數(shù)學(xué)模型
數(shù)學(xué)模型是用數(shù)學(xué)語言描述的一類模型,對研究對象的生命本質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行具體的分析、綜合,用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式(如數(shù)學(xué)方程式、關(guān)系式、曲線圖和表格等)來表達(dá),并能依據(jù)構(gòu)建的模型作出判斷和預(yù)測。在科學(xué)史上,牛頓等很多偉大的科學(xué)家都是建立和應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的大師,如力學(xué)中的牛頓定律、電磁學(xué)中的麥克斯韋方程、化學(xué)中的門捷列夫周期表、生物學(xué)中的孟德爾遺傳定律等,都是經(jīng)典的應(yīng)用數(shù)學(xué)模型的光輝范例。
數(shù)學(xué)模型的建構(gòu)的一般步驟為:“觀察研究ο螅提出問題提出合理的假設(shè)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),用適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)形式對事物的性質(zhì)進(jìn)行表達(dá)通過進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)觀察等,對模型進(jìn)行檢驗(yàn)或修正?!痹谔骄拷湍妇N群數(shù)量的變動特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中,教師可以通過建立數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步解釋生物現(xiàn)象,揭示生命活動規(guī)律,具體過程如下。
3.1 模型準(zhǔn)備
要構(gòu)建一個(gè)數(shù)學(xué)模型,首先教師要求學(xué)生了解問題的實(shí)際背景,明確建模的目的,并搜集必需的各種資料和信息,盡量弄清楚對象的特征。在這一數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建中,研究對象是“酵母菌”,一般是進(jìn)行出芽生殖。建模的目的是通過觀察研究對象,發(fā)現(xiàn)問題,探究酵母菌種群數(shù)量的變動特點(diǎn),了解在封閉環(huán)境中酵母菌種群數(shù)量的變化規(guī)律。這是建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ),在這一基礎(chǔ)上運(yùn)用數(shù)學(xué)方法將生物學(xué)問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。
3.2 模型假設(shè)
合理提出假設(shè)是數(shù)學(xué)模型成立的前提條件,假設(shè)不同,所建立的數(shù)學(xué)模型也不相同。在此建模中提到的假設(shè)是“在資源和空間有限的環(huán)境中,酵母菌種群經(jīng)過一定時(shí)間的增長后,數(shù)量趨于穩(wěn)定的增長曲線為‘S’型曲線。”
3.3 模型建構(gòu)
對實(shí)驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用數(shù)學(xué)語言進(jìn)行表達(dá),根據(jù)記錄的表格數(shù)據(jù)平均值畫出培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化曲線,建立數(shù)學(xué)模型。教師引導(dǎo)學(xué)生討論分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與假設(shè)是否一致,從而得出結(jié)論。需要指出的是,當(dāng)呈現(xiàn)為某種數(shù)學(xué)模型時(shí),教師一定要讓學(xué)生認(rèn)識到數(shù)學(xué)模型所蘊(yùn)涵的生物學(xué)意義,要避免離開生物學(xué)討論數(shù)學(xué)的傾向。
3.4 模型的檢驗(yàn)和修正
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們要重視引導(dǎo)學(xué)生將生活經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn),有效積累實(shí)踐、操作、探究、思維等活動經(jīng)驗(yàn),讓數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)成為一種充滿情感體驗(yàn)、富有思維含量的探索和體驗(yàn)活動。
一、課前導(dǎo)學(xué),積累實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)
動手實(shí)踐和操作是小學(xué)生獲得感性知識、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)本質(zhì)的重要途徑。我們注意在每節(jié)課前根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容布置“走一走、圍一圍、折一折、量一量、畫一畫、剪一剪、拼一拼”等適合學(xué)生活動的內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)踐或操作,初步感受新知,并在頭腦中形成新知的表象,積累實(shí)踐和操作的活動經(jīng)驗(yàn)。
教學(xué)蘇教版二年級(下冊)《認(rèn)識分米》一課,我們設(shè)計(jì)的導(dǎo)學(xué)案是:
(1)請你用直尺量一量家里餐桌的長和寬,有什么想法?
(2)你知道比厘米更長的長度單位嗎?是什么?
這個(gè)小型的實(shí)踐活動主要是讓學(xué)生在測量活動中激活關(guān)于厘米的知識和測量的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)初步感悟用厘米作單位量餐桌的長度有點(diǎn)麻煩。
教學(xué)蘇教版五年級(上冊)《認(rèn)識公頃》一課,我們設(shè)計(jì)了如下導(dǎo)學(xué)案:
(1)邊長是多少米的正方形面積是1公頃?
(2)與同學(xué)手拉手圍成邊長10米的正方形,看看大約一共需要多少名同學(xué)。
(3)在校園里走一走,估一估多大的地方大約是1公頃。
這一實(shí)踐性課前活動著重引導(dǎo)學(xué)生在圍一圍、走一走、估一估的實(shí)踐中,初步形成1公頃的表象。
學(xué)生在預(yù)習(xí)活動中,對學(xué)習(xí)材料的直觀感受、體驗(yàn)一般是直接經(jīng)驗(yàn)。這類操作的直接價(jià)值并不是問題的解決,而是對學(xué)習(xí)材料的感性認(rèn)識。教師在預(yù)習(xí)這個(gè)環(huán)節(jié)上可以大膽放手,學(xué)生類似的經(jīng)驗(yàn)越豐富,新知就越容易主動納入到已有的知識體系之中。教師在課堂教學(xué)中所要做的就是將這些經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行提煉與梳理,幫助學(xué)生理解并掌握數(shù)學(xué)的本質(zhì)內(nèi)涵。
二、經(jīng)歷過程,將生活經(jīng)驗(yàn)提升為數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)
兒童的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)不僅包括已有的“結(jié)構(gòu)性”知識,更重要的是包括大量的“非結(jié)構(gòu)性”經(jīng)驗(yàn)背景。從某種意義上說,兒童數(shù)學(xué)是兒童“街頭數(shù)學(xué)”的繼續(xù)和延伸,每個(gè)兒童的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)背景都是如此地豐富而獨(dú)特。因此,教師要善于捕捉生活中的數(shù)學(xué)現(xiàn)象,將數(shù)學(xué)與生活緊密聯(lián)系,讓生活經(jīng)驗(yàn)與數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)“有效對接”,使生活經(jīng)驗(yàn)“數(shù)學(xué)化”讓學(xué)生親歷將生活經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn),并將感性的經(jīng)驗(yàn)逐步上升到理性的過程。
教學(xué)蘇教版六年級(下冊)《大樹有多高》這一實(shí)踐活動時(shí),首先提出問題:如何量出校園里一棵大樹的高度呢?學(xué)生們聯(lián)系自己的生活經(jīng)驗(yàn)想到,直接爬到樹上去量大樹的高度是有危險(xiǎn)的,可以利用影子的長度來推算大樹的高度。此時(shí),學(xué)生已經(jīng)將生活經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成了數(shù)學(xué)活動經(jīng)驗(yàn)。
接下來組織學(xué)生經(jīng)歷實(shí)踐活動過程。一個(gè)學(xué)生在4個(gè)不同的時(shí)間里分別測量了30厘米長的竹竿和10厘米長的鋼筆的影子長度,并記錄下來:
結(jié)果發(fā)現(xiàn),9:45和14:15的影長是差不多的,中午的影長最短;影子的長度隨著時(shí)間的變化而變化,呈“U”字形變化。
通過進(jìn)一步分析,我還發(fā)現(xiàn):在同一時(shí)間,同一地點(diǎn),不同物體的長度和其影長是成正比例的:30:10=33:11,30:10=3:1,30:10=31.5:10.5,30:10=34.5:11.5……
在交流活動體會時(shí),學(xué)生們踴躍發(fā)言,有的學(xué)生說:這個(gè)比例還真神奇,使原本很困難的事情變得簡單。有的學(xué)生說:只有多實(shí)踐,才能把書本上的知識化為自己的知識。他們在數(shù)學(xué)活動中深化了對數(shù)學(xué)知識的理解,積累了解決問題的方法和活動經(jīng)驗(yàn)。
三、啟發(fā)數(shù)學(xué)思維,積累數(shù)學(xué)思維經(jīng)驗(yàn)
數(shù)學(xué)教學(xué)是“數(shù)學(xué)思維活動的教學(xué)”,是學(xué)生根據(jù)自己的體驗(yàn),用自己的思維方式去“再創(chuàng)造”數(shù)學(xué)知識的活動。數(shù)學(xué)活動不僅僅指外顯的肢體活動,更重要的是內(nèi)隱的思維活動。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)該有效地對活動進(jìn)行調(diào)控,不能只圖活動的形式熱鬧,而應(yīng)在啟發(fā)學(xué)生展開數(shù)學(xué)思維上做文章。
教學(xué)四年級(上冊)《觀察物體》。有這樣一個(gè)問題:用4個(gè)同樣大小的正方體擺成一個(gè)立體圖形,從正面看是,從側(cè)面看是,可以怎樣擺?
學(xué)生經(jīng)過獨(dú)立操作,小組交流后,得出這樣3種方法:
面對學(xué)生的“常規(guī)思維”,教師及時(shí)啟發(fā),這樣的擺法符合要求嗎?
學(xué)生經(jīng)過討論,發(fā)現(xiàn)這樣的擺法也是符合要求的,進(jìn)而通過動手操作又發(fā)現(xiàn):只要前面擺3個(gè),緊貼著后面擺1個(gè)就行了,而這1個(gè)的擺法會有無數(shù)種。在這一活動過程中,學(xué)生就可能打破常規(guī)思維,積累大膽嘗試、創(chuàng)造性解決問題的經(jīng)驗(yàn)。
在此基礎(chǔ)上,教師又提出問題:如果從正面看、側(cè)面看形狀不變,至少需要多少個(gè)小正方體?學(xué)生在已有的操作經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,再一次經(jīng)歷猜想、操作、驗(yàn)證、回顧的過程,獲得正確的解答。
一、 博覽群書,提高人文素養(yǎng)
一名數(shù)學(xué)教師的閱讀,如果僅僅局限在數(shù)學(xué)教育范疇,那么他的發(fā)展必然有限。只有廣泛涉獵,博采眾學(xué),方能海闊天空。應(yīng)該嘗試關(guān)注歷史(尤其是數(shù)學(xué)史料)、文學(xué)、美學(xué)、哲學(xué)等,作為數(shù)學(xué)教師“不守規(guī)矩”的閱讀,會造就豐富的知識背景、開闊的知識視野和厚實(shí)的文化積淀。這些都將在教師的成長過程中發(fā)揮重要的作用,為別具一格的教學(xué)成長之路奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。作為數(shù)學(xué)教師的我們僅僅依附于教學(xué)參考和習(xí)題集,只憑經(jīng)驗(yàn)實(shí)施教育,是嚴(yán)重的教育能量“透支”,只有博覽群書,才能豐富自己的教學(xué)資源,在趣味教學(xué)中,引導(dǎo)學(xué)生主動參與、有效合作,最終達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展之目的。我們可以用哲學(xué)的眼光解讀數(shù)理的本質(zhì),以審美的方式分析數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu),以歷史的視野敘述科學(xué)的進(jìn)程,不同學(xué)科的交叉滲透將打造一個(gè)令人驚喜的課堂。只有追求課堂的“常新”“高效”,才能贏得學(xué)生的尊敬愛戴,才會得到更多同行的尊重和認(rèn)可,同時(shí)也能為自己打開一扇獲得社會承認(rèn)的大門。要想成為數(shù)學(xué)教學(xué)領(lǐng)域的優(yōu)秀者,提高綜合素養(yǎng)是十分重要的。每位教師所教學(xué)科不同,文化素養(yǎng)方面的要求也就有所不同,但有一點(diǎn)是共同的:那就是所有的教師都必須有較高的語言、文化修養(yǎng)。人文素養(yǎng)的高低不僅會決定教學(xué)水平,而且會滲透到人格與個(gè)性中,影響你的教育觀和教育方式,甚至造就你的一系列教育習(xí)慣。
二、 精讀專業(yè)書,提升專業(yè)素養(yǎng)
數(shù)學(xué)教師要具備深厚的數(shù)學(xué)專業(yè)文化底蘊(yùn)。專業(yè)知識不扎實(shí),難以適應(yīng)新形勢對數(shù)學(xué)教師的要求。如果將教學(xué)技巧當(dāng)作功夫的一招一式,那么數(shù)學(xué)專業(yè)知識就是我們俗稱的數(shù)學(xué)教師的內(nèi)功,扎實(shí)的專業(yè)知識基礎(chǔ)是數(shù)學(xué)教師專業(yè)成長的源頭活水。新課程中強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)情境的使用,數(shù)學(xué)能力的提升。作為數(shù)學(xué)教師要明確課堂中的數(shù)學(xué)知識與現(xiàn)實(shí)生活中的數(shù)學(xué)關(guān)系,要有一堆數(shù)學(xué)情境,有引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷數(shù)學(xué)化過程的經(jīng)驗(yàn)。這就要求教師不僅要廣泛涉獵課堂之外的數(shù)學(xué)風(fēng)景,還必須增加專業(yè)閱讀。
讀哪些呢?首先,要認(rèn)真研讀教材。教材是本常讀常新的書,每一次研讀都會有新的收獲。在研讀教材的問題上我認(rèn)為,一方面要將教材讀厚,如了解教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生和發(fā)展的背景,理解教學(xué)內(nèi)容在整個(gè)知識體系中的地位和作用,體會教材的編寫意圖等等。另一方面要將教材讀薄,把握好教學(xué)內(nèi)容的數(shù)學(xué)本質(zhì)。其次,要讀一些針對性、實(shí)用性強(qiáng)的書籍,這些書拿到手里,讀完就可以用到教學(xué)中。比如教學(xué)設(shè)計(jì)、評課之類能夠提高教學(xué)技巧的書籍。第三是讀一些關(guān)于數(shù)學(xué)建模、數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)評價(jià)等方面的書籍,最好根據(jù)自己的實(shí)際情況列讀書書目,系統(tǒng)閱讀,必有收獲。
教師專業(yè)化成長是新課改提出的要求,研讀數(shù)學(xué)特級教師、學(xué)科帶頭人的成長歷程,汲取間接經(jīng)驗(yàn)尤為重要。《成長•路徑》中的劉杰老師“追隨專家學(xué)者,發(fā)現(xiàn)他們每一個(gè)人都是一個(gè)巨大的寶藏”,“與優(yōu)秀的人在一起,洗腦充電,自己也逐漸優(yōu)秀起來”讓人感受到專業(yè)成長給她帶來的幸福感。
三、 研讀理論書,提高理論素養(yǎng)
教育的對象是學(xué)生,學(xué)生所處的家庭環(huán)境、社會環(huán)境、年齡特征、認(rèn)知水平、心理素質(zhì)等因素對教育效果都會產(chǎn)生影響。因此要求教師在施教過程中必須遵循教育學(xué)原理,依據(jù)學(xué)生心理設(shè)計(jì)教學(xué)。所以閱讀教育學(xué)、心理學(xué)書籍成為教師專業(yè)成長的需要。如現(xiàn)代教育心理學(xué)研究指出,在教育教學(xué)管理中,強(qiáng)化手段一般分為兩類:一類是消極強(qiáng)化手段――懲罰;另一類是積極強(qiáng)化手段――賞識,實(shí)踐證明,學(xué)生對懲罰往往容易產(chǎn)生抵觸情緒(逆反心理),而對他們的賞識卻欣然接受。因此,我們在教育教學(xué)中應(yīng)貫徹以賞識為主的原則。根據(jù)這一原理,教師在教學(xué)中都應(yīng)該注意運(yùn)用欣賞,把它作為提高教學(xué)效率的積極強(qiáng)化手段?!冻砷L•路徑》中的沈?qū)幚蠋熖岢觥袄蠋煈?yīng)該踮起腳尖看孩子,而且是小心翼翼地向孩子們學(xué)習(xí)?!比绻覀兌寄苓@樣賞識尊重孩子,并“因材施賞”,激發(fā)學(xué)生自信、自尊,使他們看到自己的進(jìn)步,那么他們的學(xué)習(xí)成績定會突飛猛進(jìn)。
四、 選讀報(bào)刊,整合新信息
江蘇徐州的秦曉華老師認(rèn)為“讀書的最好聯(lián)結(jié)方式有兩個(gè):一是理性質(zhì)疑,二是讀寫思行四位一體。”即教師要通過活學(xué)與整合,達(dá)到活用。作為教師應(yīng)至少選讀兩至三種專業(yè)性的數(shù)學(xué)期刊,一般來說,數(shù)學(xué)期刊刊載的都是數(shù)學(xué)或數(shù)學(xué)教育研究的最新成果,討論的是數(shù)學(xué)教改中的熱點(diǎn)問題,反映的是數(shù)學(xué)及數(shù)學(xué)教育的最新動態(tài)。所有這些,對更新教育教學(xué)觀念、提高教育教學(xué)水平將起到積極的作用。另外,很多專業(yè)期刊都會邀請一些數(shù)學(xué)教育名家就教育改革中的熱點(diǎn)問題發(fā)表自己的觀點(diǎn),這些大家的數(shù)學(xué)功底精深,觀點(diǎn)獨(dú)到,往往能一針見血的點(diǎn)中要害,使老師們豁然開朗。
1.正確對待高中數(shù)學(xué)在新課程實(shí)施過程中存在的一些問題
1.1 高中新課程數(shù)學(xué)教材設(shè)置的問題與我國歷次數(shù)學(xué)課程改革相比,本次改革無疑力度最大
新課標(biāo),與現(xiàn)行高中數(shù)學(xué)教學(xué)大綱比較,無論在基本理念,知識結(jié)構(gòu)、內(nèi)容安排,還是在實(shí)施操作上都有較大的變化。人教版新教材比原有教材有較大改變,知識體系上,如三視圖、二分法,算法等內(nèi)容的加入,一元二次不等式的解法,解三角形,數(shù)列等內(nèi)容的后置等;引入與闡釋知識也有很大不同,體現(xiàn)了新課程改的思想,有些知識的編排體系還有一些不妥當(dāng)?shù)牡胤?,前后知識銜接不上等。事實(shí)上,無論是新的高中課程方案,還是高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),都還只是專家們的一種設(shè)計(jì)。雖然它經(jīng)過數(shù)百名數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)教育家、一線的教師和教研員的研討,由于地域原因、學(xué)生原因但它離實(shí)用仍有距離。因此在實(shí)踐時(shí)還存在一定的問題,我們教學(xué)時(shí)就是希望由此發(fā)現(xiàn)問題,并加以解決。
1.2 教師對新教材的認(rèn)識存在問題從學(xué)科能力方面來說,課標(biāo)是最低標(biāo)準(zhǔn),考綱是最高標(biāo)準(zhǔn)
對"課時(shí)不夠",固然課程標(biāo)準(zhǔn)和教材有值得商榷之處,但反思我們的教學(xué),恐怕有些原因還是出于自身。不少教師習(xí)慣參照高考命題,對某些知識點(diǎn)延拓加深。教學(xué)內(nèi)容相對較少、課時(shí)較多,可以這樣做。但新課程對內(nèi)容的處理和教學(xué)要求與原有教學(xué)大綱有較大不同,如果仍延緩原有習(xí)慣,課時(shí)量就可能不夠。又如,過去習(xí)慣要求學(xué)生完成教材全部習(xí)題(包括練習(xí)和復(fù)習(xí)題),但新教材卻有些習(xí)題很多學(xué)生不會做,于是有人認(rèn)為教材習(xí)題太難。事實(shí)上,高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)要求,數(shù)學(xué)課程要適應(yīng)人性選擇,使不同的學(xué)生得到不同的發(fā)展。為適應(yīng)這一要求,教材將習(xí)題編成三種層次,供學(xué)生選做。因此有些習(xí)題有學(xué)生不會做也不奇怪。這說明過去的某些觀念要改。另外教材的編寫意圖教師是不是真正領(lǐng)會了,哪些該是讓學(xué)生了解的,哪些是該讓學(xué)生掌握的,是不是把握好了教學(xué)要求,這都是課時(shí)不夠的原因。
2.采取積極的措施加以解決
2.1 認(rèn)真學(xué)習(xí)和領(lǐng)會高中數(shù)學(xué)新課標(biāo)的教學(xué)目標(biāo)和理念
創(chuàng)造性的使用教材新教材的特點(diǎn)是:突出學(xué)生是主體,教師為主導(dǎo);突出雙基,刪除了過時(shí)的內(nèi)容并且補(bǔ)充了適合學(xué)生發(fā)展和社會進(jìn)步的新內(nèi)容,注重對數(shù)學(xué)思維能力的提高;強(qiáng)調(diào)發(fā)展學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識;體現(xiàn)數(shù)學(xué)的文化價(jià)值;注重現(xiàn)代信息技術(shù)與課程的整合。較好的把握了新的課程標(biāo)準(zhǔn)對高中數(shù)學(xué)內(nèi)容的要求。在教學(xué)中,要求教師以課標(biāo)為綱,創(chuàng)造性地使用教材,即用教材教而不是教教材。
2.2 要轉(zhuǎn)變教學(xué)理念尊重學(xué)生的個(gè)體差異
滿足多樣化的學(xué)習(xí)需要改變教與學(xué)的方式,是高中新課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師應(yīng)把學(xué)生當(dāng)成學(xué)習(xí)的主人,充分挖掘?qū)W生的潛能,處處激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
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榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
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