时间:2022-05-13 09:45:13
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【关键词】数学文化;数学教学;内容;方式
一、前 言
传统数学教学常常只将重点放在知识与技能的传授方面,而在培养学生对数学这一门学科的文化内涵、思想体系的认识上往往重视不够.这种教学的结果常常使学生感到枯燥无味而失去学习数学课程的热情与兴趣.而且,随着人们文化水平的不断提高与对数学文化知识重要性的不断了解,其巨大的教育价值更加受到教育工作者的重视.
数学课程应该是数学历史及发展趋势以及对人类文明发展作用的反映.张奠宙教授曾强调,数学文化应当与数学教学相结合,使学生在实际教学中真正感受数学文化并与之产生共鸣.在推崇综合发展、文理交融的现代社会,我们更要转变教学观念,将数学文化与大学数学教学很好地结合在一起.
二、数学文化内涵及其对高等数学教学的重要性
“国家级教学名师”、南开大学数学科学院院长顾沛教授对数学文化内涵的定义分为:数学文化从狭义来讲,指的是数学思想、方法、精神、语言、观点及其形成与发展;从广义上来讲,还包括数学美、数学史、数学与人文的交叉、数学教育、数学与其他文化的关系.大学数学教学的目的不仅是向学生传授知识,更应当培养学生适应社会发展所必需的判断力、理解力以及解决实际问题的能力,最大可能地激发学生的创造力.所以,现代大学数学教学应将更多的精力倾注在学生数学能力的培养上,而这个目标的实现就是要将数学文化与数学教学有机结合起来.
三、如何将数学文化与数学教学有效相结合
1.更新教师教育观念,提高其文化素养
教师更新数学教学观念,提高自身文化素养,是传授数学文化学生的前提条件.现代的大学教师不仅要专业知识扎实,而且要知识面足够宽广,对数学哲学、数学史等方面的基本知识足够熟悉,掌握高等数学的历史背景、发展现状、应用价值与前景,并能将课程知识与这些知识很好地融合后再传授给学生.具体来说,应做好以下几方面的工作.
首先,教师应深入钻研教材,合理组织教学,加强与其他专业老师的合作.由于所有教材都有其缺点,因此在备课过程中教师应尽可能地参考多种教材,选择优秀部分进行教学.由于所教学生的专业不同,特点也不同,大学数学教师在教学时就应当根据学生的专业选择内容,根据专业需要的内容进行细讲,而那些用不到的知识就可粗讲甚至忽略.比如傅里叶级数这部分知识对计算机专业学生的专业知识学习比较重要,因此应进行重点讲解;在讲解重点内容时,还可以将人多的大课堂分成小班教学,并依据学生的基础不同进行合理教学,使所有学生都能很好地学到知识.
其次,教师间也要重视对教学思路的探讨,在进行教学内容顺序的安排时,既要遵循由浅入深、从特例引出一般的原则,又要具体情况具体分析.比如,由于微分与定积分、不定积分联系非常密切,因此可以将定积分与不定积分合为一章,先讲解定积分概念和性质,然后依据微积分基本定理,建立定积分与不定积分(原函数)之间的联系,最后讲解基本积分法,这样安排既方便学生理解,还能突出重点.
2.优化课堂教学内容
第一,以数学内容自身作为出发点,体现其文化价值.大学数学教育的最高境界是培养学生的理性精神.严谨规范的数学知识,有益于学生形成团结协作、踏实细微、严肃认真的作风.数学中的常量与变量、有限与无限、微分与积分等都是量变与质变、对立统一等辩证唯物主义的极好的教学材料,有助于学生形成科学的方法论与世界观.
第二,让学生多了解数学家的事迹与思维过程,以及数学的有关史料和应用前景,使学生从中认识到所有科学都是经过认识与再认识、成功与失败的循环往复才不断发展的,科学上每一个小进步都是科学家不懈努力、刻苦钻研的结果,这将很好地调动学生学习数学的非智力因素.以我国数学家陈景润为例,他学习的条件极端艰苦,但是仍然热爱痴迷于数学,坚持不懈地进行数学研究,最终攻克“哥德巴赫猜想”这一世界著名难题.通过这一事例必将激发学生热爱数学和献身数学的精神.
第三,数学课程还应重视数学史料的教学,反映出数学文化的方法、思想、精神、语言、工具的作用,强调数学内容与日常工作生活相结合,突出思想方法与生活紧密联系的原则,增加统计、估算、线性规则、数据分析、运筹、图论等知识,提高学生学好数学的自信心与自觉性.
3.注重改变学生学习方式
数学教学的最终目的是使学生掌握独自学习的本领,而加强数学文化的教学能够很好地提高学生的自学能力.一方面,引导学生多接触和阅读有关的论文与文化书籍,使学生首先对数学知识的发展与应用过程有一定了解,进而更深刻地理解数学知识的意义,这样在增加学生知识面的同时又使其学会了一定的自学方法.另一方面,增设一些活动课与探讨课,鼓励学生积极走入社会,具体实践过程可采用“提出问题建模求解应用”的模式.鼓励他们合作交流与自主探索,增强他们学好数学的决心与愿望,提高他们应用数学知识的能力与意识,认真体会到不同知识的联系,得出研究问题的科学方法与宝贵经验.
四、总 结
现代的大学数学教学,应当是传授数学技能、知识与加强文化熏陶相结合,这样的教育方式才能使学生喜欢数学,更加理解数学,掌握数学的精髓,从而终身受益.而作为教书育人的高校数学教师,要不断提高自己的文化素养,更深层次地研究大学数学教学与数学文化的联系,在数学教学过程中使学生真正感受数学文化的魅力.
【参考文献】
当前,高中数学教学中,仍把数学的形式化、逻辑性视为教学重点,忽视对数学的人文价值方面的挖掘与运用,数学文化在高中数学教学中出现偏差,主要表现为以下几个方面:
(一)教学目标形式化,缺乏对数学文化的准确定位
在实际教学中,教师只将数学知识作为目标,不能结合数学文化来设定教学目标,只关注课本上的数学知识,特别是一些公式、定理的应用,过于工具性,没有把数学的知识与数学的人文相融合作为教育的首要目标,不能很好地了解和运用数学的思想、方法、精神等人文价值,弱化了学生数学素养的培养。
(二)教学方法落后,缺乏多样化的教学方式
长久以来,课堂教学以教师为中心,教学没有活力与生机,无法兼顾到个别学生的需要,难以进行师生互动,也不能让学生进行探究和合作学习,使学生的探究精神、合作意识、创新意识和动手实践能力受到捆绑,难以发挥其主动性。数学文化得不到全面体现,很难激发学生的学习兴趣,甚至产生厌学情绪。
(三)教学评价简单化,缺乏对数学文化的考量
教学评价能够根据教学行为形成量化的考评结果,从而给出相应的教学指导意见。传统的数学教学评价不太重视具体学习过程,不能反映学生的心理过程和变化,更无法体现学生的人文素养的提高。而现实数学教学中,很多教师仍然沿用传统的数学教学评价方式,不能从数学文化方面入手,不能凸显数学的人文价值。
二、数学文化与高中数学教学结合在一起的方法
数学教育必须以提高学生能力为目标:第一,是理解能力;第二,是学习能力;第三,是判断能力;第四,是解决问题能力;第五,是创造能力。具体内容包括:
(一)做好文化取向是奠定数学文化的重要基础
站在文化取向的角度来看,数学教学的主要目的是利用数学文化完成对学生知识的提升,所以,将数学文化与教学结合在一起,不仅是考虑到教学安排,同时还考虑到整体目标计划。对于数学文化教学主要围绕以下几个方面开展:第一,是数学意识;第二,是数学思想;第三,是数学精神;第四,是数学品质。
(二)以教育理念为指导,构建新型的高中教学思想
过去一段时间里,大部分教学都将教学重点放在了知识的学习,而忽略了教学的逻辑性和思维性。将数学文化与实际教学内容结合一起,与实际生活融合在一起,使学生产生学习数学的兴趣。学习的过程中,正确引导学生掌握学习方法,鼓励学生积极参加不同形式的教学活动,在活动中历练,不仅掌握知识,还学会团结合作。
(三)以学生的需求为指导构建多元化的教学体系
在整个教学过程中,数学教育是以多元的姿态出现的,因此,对于数学文化学习来讲,不仅要培养内涵,同时还要注意培养学习方法。在高中数学教材中,数学文化的定义学生是不能直观看到的,它是在不断学习中体现出来的。对于数学文化来讲,它不仅是内容丰富多样,同时学习方法也是渠道甚广,既包括了一些隐性的理论教学,同时也可以将整个学习态度直接展现出来,尤其是对学生学习数学的兴趣来讲,更能体现出其潜在的意义。在教学过程中将数学文化融入进去,通过教师生动,简洁的文字叙述,不仅能够使学生将注意力转移到学习上来,同时也可以提升其它知识学习,不仅提升了学生学习成绩,同时也促进了他们对数学的认知度和兴趣度。
(四)实现文化教学,提高高中数学的影响力
“数学文化”作为文化的一个重要组成成分。它的内涵丰富多彩,所以应采取更多、更灵活的教学方式,教师可根据教学内容和个人的教学风格进行选择,要注意教学的深入浅出,尽可能对有关内容作形象化的处理。强调数学非形式化的一面,弘扬数学的人文精神,除了知识的学习外,更应强调数学的思维方式、理性精神及数学在实际生活的应用。将课堂教学与课外指导相结合,让学生到生活中去寻找所需的素材和资料,以此有效的培养学生的动手和实践能力,促进其情感、态度、价值观的发展。
(五)构建先进的教学评价体制
显性的数学教学文化浓郁厚重,比较直观、直接,容易使学生振奋;隐性的数学教学文化淡雅,讲究委婉、逐渐渗入,能够起到潜移默化的作用。这两种数学教学文化相辅相成,变换运用则能使得数学教学文化有内容、有内涵,从而达到理想的效果。如在教学《勾股定理》一课时,可以利用显性文化,给学生讲解勾股定理的发展历史,让学生从中品味其厚重而悠久的历史传承与发展:从中国周代商高的“勾广三,股修四,径隅五”到古希腊毕达哥拉斯的“勾股树”;从三国时代赵爽的“勾股弦方图”到西方欧几里得的演绎推理;从清代的梅文鼎证明到美国总统加菲尔德的“构造法”证明,让学生在头脑中形成一幅勾股定理发生、发展及不断丰富的历史文化图景,使其深深感受到其中浓郁而厚重的数学文化气息。又如在教学“一次函数图形平移”这一知识点时,先重点教授学生以坐标轴为参照系平移直线图像,然后把原来的参照系移动,让学生思考直线函数关系的变化。在动与不动的矛盾中,学生发现:图像向左(右)移相当于y轴向右(左)平移,图像向上(下)平移相当于x轴向下(上)移,实际上它们的相对位置并没有改变。这进一步巩固了学生对“运动的相对性”的理解,加深了其对“辩证意识”“数形结合”等思想的认知。这种认识文化的培养是隐性的,润物无声般浸润着学生的心灵。这样循序渐进、日积月累的持续渗透,对学生数学素养的形成有着极为重要的作用。
二、培养通透的数学教学文化感悟,让学生体验其美
数学是理性思维和想象的结合,其本身就是一种美的体现,体现在对称性、简洁性等诸多方面。如在研究三角形、函数时,会更加关注等腰三角形、二次函数的轴对称性,这体现了轴对称的美;在研究四边形时,会更加关注平行四边形的中心对称性,这体现了中心对称之美;对于最完美的图形———圆来说,我们则更加关注垂径定理……这种对称之美让学生感受到学数学不再是抽象的、枯燥的,而是一种美的享受和体验。数学的简洁美最直接地表现在数学符号上,它是全世界的通用语言,每个人都能从简单的表达式中读出其确切的含义。比如一些常见的数学符号及公式定理:圆周率π,三角函数sin,三角形的面积公式S=12ah,勾股定理a2+b2=c2等。这些符号公式言简意赅,学生可以从简洁的符号语言中明白其中的道理,体验到数学的简洁之美。数学之美包罗万象,不同的问题从不同的角度体现出一定的数学之美。比如列方程解决问题,要从复杂的问题中抽象出一个简单的等式,这既有抽象之美,又有简洁之美,还有逻辑之美。教师应着重引导学生去体验和感受这些美。
三、孕育严谨的数学教学文化精神,让学生改革其新
数学教学文化具有理性思考、客观认知、不断追求的精神,而这种精神的孕育就是在课堂上、在师生双边的教学活动中。在教学《三角形的内角和》一课时,笔者先设计了“量一量”这个环节:让学生利用量角器测量一个三角形的三个内角度数。通过测量学生发现,三角形三个内角之和大致在180°左右,这使得学生初步认识到三角形的内角和可能是一个定值,但是还难以达成一致。笔者接着让学生进行“拼一拼”:将三角形的三个内角按照顺序拼在一起。学生经过“拼一拼”就会发现三个内角组成一个平角,这使得学生在活动中巩固了对“三角形内角和为180°”的认识。但这样同样具有局限性,于是,笔者顺势引导学生进行推理证明:过一个顶点做对边的平行线,利用内错角互补的原理,将另外两个内角等量转换出来,使得三个内角成为一个平角。“拼一拼”“量一量”的教学环节目的是让学生初步感受到三角形的内角和为180°,同时也让学生对此操作的局限性有一定的认识:操作的粗糙性,测量和拼图总会存在一定的误差,严密性不足;操作的特殊性,测量和拼出某一个三角形的内角和180°这一结论难以推至其他三角形,普遍性不足。因此,适时恰当的推理证明可以有效提高学生的数学学习积极性,培养学生的改革创新的精神及思维的严谨性,并使这些逐步内化为学生的能力和习惯。
四、提高数学文化的素养,使学生内化于心
有些化学基本概念的理解比较抽象,为了让学生较快的理解,应用数形结合思想可以达到事半功倍的效果.例如,化学平衡概念的建立是很抽象的,但利用图像教学,学生会更容易掌握.从图象中可以直观地看到随着反应的进行正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,当正反应速率和逆反应速率相等时,可逆反应达到化学平衡状态,从而建立了化学平衡.从图象中还可以看出,虽然正反应速率和逆反应速率相等了,但是反应还在继续进行,从而很容易理解化学平衡是动态的平衡.
二、构建数学图形,使化学规律具体化化
学是一门具有高度抽象性和概括性的科学.要让学生熟练地掌握这部分内容,需要用具体形象的方法呈现给学生,学生通过由“具体—形象—抽象”的思维规律来认识掌握化学知识,并通过多次的这种思维方法训练,培养发展学生的抽象思维能力.例如,在镁、铝盐的学习中,与氢氧化钠的反应经常出现在考题中,其变化多、反应复杂,学生往往难以准确把握要点.如果能合理构建图形进行讲解,把问题具体化,学生很会容易接受.首先通过分析图象找出图中的关键点(如图形的起点,终点,折点,特殊点等)观察曲线的变化趋势,然后通过化学反应将图形中的数据联系起来,实现以“数”解“形”。
三、构建数学图形,使微观原理直观化
原子的核外电子排布属于微观化学内容,比较抽象,而原子的结构与其化学性质密切相关,所以这部分内容即使重点也是教学难点,在一些有关化学性质的讲解中也可以构建数学图形,使微观原理直观化,容易理解和记忆.
四、构建数学图形,使复杂问题简单化
计算教学在整个小学阶段的数学学习中占有很大的比重,培养小学生“会计算、懂算理”也是小学数学教学的主要目标。尽管数的运算有各种不同题型不同的运算方法,但每一种运算都是由一步运算演变成二步、三步运算,而且由简单转化为复杂的。在这个过程中,渗透化归思想能很好的帮助学生理解算理,提高运算的正确率,起到事半功倍之效。例如:北师大教材一年级上册中,学生学习20以内进位加法,虽然方法多样但最重要的方法是“凑十法”,即通过将大数拆成小数(或者小数拆成大数)和其它另一小数(大数)凑成十,将20以内进位加法转化成简单的十加几的计算题,如:8+5=13从而使计算变得比较简便。再如,北师大教材五年级上册的异分母分数加减法,北师大教材五年级上册,异分母分数加减法的教学。由于有了同分母分数加减法的铺垫,笔者在教学这部分知识时,直接将异分母的分数加减法式题呈现给了学生:①这些分数与我们以前学过的有什么不同?②不是同分母分数,还能算吗?问题一出,绝大部分学生就意会了,只要把异分母分数转化为同分母就可以计算了。当学生完成转化、计算之后,笔者适时追问:为什么不能直接计算?进一步强化了学生的认知:分数的分母不同就是分数单位不同,而分数单位不同的分数是不能直接相加减的,必须要转化成同分母的分数才能计算。其实在小学阶段很多的计算中,如多位数乘法、小数除法、分数除法等都运用了化归方法,可见化归的方法运用的广泛性。
二、图形教学中的渗透
“图形与几何”是小学阶段重要的学习内容。无论从认识各种图形的特征到探究面积、体积的计算,无处不体现化归的思想方法。尤其在探索面积的计算公式时,渗透化归思想方法是极好的机会。在图形面积计算方法的学习上,北师大教材是分三次安排的:第一次安排在三下学习长方形、正方形的面积计算;第二次安排在五上学习平行四边形、三角形和梯形的面积计算;第三次安排在六上学习圆的面积计算。我们知道长方形面积的计算是平面图形面积计算的起始课,是以后学习平行四边形、三角形、梯形及圆等平面图形面积的基础,而平行四边形面积计算又是学生探究图形面积计算方法的节点,在这个节点上,化归思想方法得到很大体现。所以在探究平行四边形面积计算方法的教学中,引导学生从已有的知识和经验出发,通过数、剪、拼等一系列操作活动把平行四边形转化为我们已知的长方形或正方形,从而很容易的得出平行四边形面积的计算方法。教学中,要通过追问:你是怎样把一个平行四边形拼成了一个长方形?怎么剪的?为什么要拼成一个长方形?什么变了、什么没变?从而使学生明白:沿着平行四边形的任意一条高剪开都可以拼成一个长方形,拼成的长方形和原来的平行四边形相比,形状虽然变了,但面积没变。这样就可以化新为旧、化未知为已知。有了这部分化归方法的渗透,后面的三角形、梯形、圆面积计算方法的探究过程就会水到渠成。从而让学生真正体会到数学学习的成就感,享受数学探究的乐趣。
三、解决问题中的渗透
几何画板在几何知识的教学中同样有着非常好的应用.几何画板不仅能够清晰地呈现各种几何图形,而且应用起来十分灵活,教师可以随时改变图象以及图形中几何体的位置关系,进而引导学生进一步进行思考.几何画板和常规的多媒体教具有着一些本质差异.多媒体课件一般设计完成后就不能再变更,几何画板则不一样,教师可以依据具体的教学情况、学生的思维以及知识的发散等灵活地进行图形的变换.这不仅能够丰富课堂教学,也能够促进学生对于几何知识有更为深入的理解与更加灵活的应用实践.例如,在讲“勾股定理”时,教学的难点就在于证明勾股定理.教师可以应用几何画板,引入“勾三股四弦五”的计算方法,在黑板上直接画出三个正方形,让学生探究这三个正方形的关系,在引导学生判断正方形面积的大小过程中,进一步让学生理解三角形三边之间的关系.在几何画板作图的过程中,充分发挥了“度量面积”的功能.通过计算正方形的面积,教师可以验证勾股定理的准确性,并利用赵爽弦图,引导学生加以推算证明.这些都体现了几何画板在几何知识教学中的优越性,合理地利用几何画板对于课堂教学效率的提升同样有着积极的推动作用.
二、在数据处理中的应用
在数学教学中,往往会涉及一些数据分析与处理的内容.在这部分知识的教学中,几何画板同样能够起到很好的效用.数据的分析与处理能力是一种非常重要的数学素养,这也是初中数学教学中需要培养学生具备的一种重要技能.不少学生在面对庞杂且无规律的数据时,都会觉得找不到头绪,让他们对这些数据进行统计与分析更是十分困难.有了几何画板后,能够有效地给予学生引导,尤其是利用“制表”功能,能够实现数据的准确收集和有效统计,并且能迅速找出其中规律,这对于学生数据处理能力的培养与提升有很大的帮助.数学中有许多问题需要收集数据、统计数据、分析数据,学生通过工具测量获得的数据不准确,借助几何画板则能够准确地收集、统计数据,从而迅速找出其中的规律所在.例如,在探索“三角形内角和公式”时,让学生画任意的三角形,再进行测量、计算,由于量角器测量存在误差,不一定能验证定理,可以在学生探索后,再用几何画板产生随机数据进行验证.这个过程往往能够帮学生较为准确地找出其中隐藏的一些规律,并且帮助学生更好地认识三角形内角和的公式.这对于知识教学能够起到积极的推动作用.
三、总结
生活化的数学课堂教学过程将学生的日常生活经验同数学知识有效结合起来,还给学生提供了更多的机会让他们能够在课堂教学中将日常的生活经验运用出来,自觉的实践可以说是培养和提升学生数学实践意识和能力的有效方式之一。例如,教师可以让学生在课堂上扮演售货员与顾客,让他们在模拟的买卖中实现对生活情境的再现。在这个过程中,学生有了充分的实践经验,而且对货币、交易等都有了深刻的意思,使他们的数学应用意识得到了提高。
2、有利于提升学生学习数学的兴趣
在小学数学课堂教学中引入生活化教学,可以让学生将自己的生活经验同数学知识联系起来,从而感觉到学习数学的必要性。应对于用枯燥的数学公式和符号来解决模拟的问题,生活化的教学方式能够使学生感到新奇与兴趣,提升他们对数学在日常生活中的重要性的认识。
3、小学数学课堂教学生活化的策略
(1)创设生活化的情境
在教学的过程中,教师可以选择一些发生在学生身边的熟知的情境进行改编和加工,从而让学生感受到生活中处处有数学,提升学生对学习数学的兴趣。例如,在学习两位数的加减法时,教师可以将全班学生分成两组,每一组的人数确定之后,相互之间可以邀请对方的同学加入,同组的学生也可以自愿到别的组去。这样在调整之后又会得到一个数字,教师就可以让学生们计算现在每一组人数同原来人数之间的关系。如,原来A组有学生21人,邀请加入的学生有5人,到其他小组去的人数有11人,那么现在哟多少人。在这个过程中,教师让学生通过直观的观察来感受人数的变化,在此情境之上在让学生做出计算,就可以最大限度地调动学生的兴趣,让他们发现数学的作用。
(2)通过解决生活中的数学问题激发学生的兴趣
整堂课下来,自始至终学生们的注意力都被牵动着,吸引着,对所学的知识也都很感兴趣。这样既解决了学生学习的烦脑,又提高了学生对知识的接受能力。对于每节课的导入过程,必须以学生自身的发展思维为主线去引导及教育,每节课之前都给学生留有神秘,每节课结束同样也留有神秘,这样学生会非常期待下一次课的到来,从而让学生能够从一种环境到另外一种环境,实现“师生共振”。给学生空间间就是给教师自己留有空间,让自己身临其境,也让学生身临其境,可以将课堂变成一个“原始森林”。
二、让数学美丽心灵
一位中科院数学院士曾经在他的演讲中提到了一个很有意思的问题“:到底是想象美重要,还是逻辑理性重要?”或许在我们看来,答案似乎是毫无疑问的,因为他是从事数学研究,讲究思维的理性,严格的逻辑推理。但这位院士却说,想象美比逻辑理性更重要。在这位数学院士看来,即使是数学研究这等枯燥的事,也在追求着美,让我们的生活更有趣味。其实,想象美和逻辑理性孰前孰后这个问题并不重要,数学和美本身就是一体的,在数学中寻求美,在美中进行数学推算。数学家保罗?埃尔德什说:“为何数字美丽呢?这就像是在问贝多芬第九号交响曲为什么会美丽一般。若你不知道为什么,其他人也没办法告诉你为什么。我知道数字是美丽的。且若它们不是美丽的话,世上也没有事物会是美丽的了。”当我们去体会数学之美时,我们才能真正理解数学。艺术品并非只属于艺术家,数学同样有着他们的艺术品,就像毕达哥拉斯的勾股定理、高斯的代数基本定理、祖冲之的圆周率,美在解决问题,美在化繁为简……这些作品就如同米开朗琪罗的《大卫》、凡高的《向日葵》、贝多芬的《命运交响曲》一样,凝聚着人类最闪耀的智慧。数学之美不仅仅是本身的美,更是解决问题之美。和数学有关的电影《美丽心灵》堪称经典,几乎囊括了当年所有著名电影节大奖。该影片改编自数学家纳什的真实故事。纳什与病魔苦苦斗争数十年始终没放弃,依靠在数学生涯中对博弈论的基础研究,获得诺贝尔经济学奖。后来,纳什本人到中国访问,听众中有人问他作为数学家获得经济学奖有什么感受时,他说,用数学去解决问题很美。或许正是这种在数学中寻找的美的信仰,支撑着纳什与病魔抗争,并最终走向诺贝尔领奖台。其实,关于数学解决问题之美,在生活中有着太多案例,不胜枚举。学数学是学的一种思维,这种思维本身充满着令人着迷的魅力,而运用这种思维去解决问题更是一种美。因此,作为教师,应该通过我们的教学,让学生深刻感受到数学之美,真正理解数学,爱上数学,才能真正体会到数学这一学科的大美无疆。
三、结语
关键词:学习兴趣;主体性;信息技术
随着社会信息进程的日益加快,人类面临一个新的教育命题:掌握和运用信息技术。
《数学课程标准》前瞻性地指出:数学课程的设计与实施应重视运用现代信息技术,把现代信息技术作为学生学习数学和解决问题的强有力工具,致力于改变学生的学习方式,使学生乐意并有更多精力投入到现实的、探索性的数学活动中去。
以计算机为核心的信息技术主要指多媒体计算机,教室网络,校园网和因特网等。作为新型的教学媒体,当数学教学与它们密切整合时,它们能给新型教学结构的创建提供最理想的教学环境,它们能为数学课程改革提供全新的教学方式和学习方式。
初中数学与信息技术的整合,是从数学教学的需要出发,确定哪些环节、哪些教学内容适合使用现代信息技术,并选用合适的软件,创造相应的学习环境,推进现代信息技术在数学中的辅助教学,达到优化数学教学的作用。
下面根据笔者数学教学中的实践经验,谈谈初中数学与信息技术整合的几点尝试作法。
一、巧借信息技术的交互性,激发学生学习数学的兴趣
1.人机交互是计算机的显著特点,计算机可以产生出一种新的图文声色并茂的、感染力强的人机交互方式,而且可以立即反馈。
这种交互方式对于数学教学过程具有重要意义,它能有效地激发学生的学习兴趣,使学生产生强烈的学习欲望,因而形成学习动机。
题组训练是数学课堂教学的一个重要环节,传统的方法是点几位学生(或自愿)到黑板上演板,完毕后教师再讲评强调。人机交互则会出现一片新天地。
用Authorware制成题组训练课件,学生笔算后,选择正确答案。若答对了,窗口立即弹出激励性文字:“你答对了,真了不起!”若答错了,窗口马上显示“你答错了,请再试一次!”直至出现正确结果,如果三次尝试失败,则显示解题步骤。这样处理,学生学习兴趣浓、效率高。
若在网络教室上课,每个学生都有参入机会,教师也能从服务器上迅速查出答题的正误率,借此调整自己的教学方式。
2.人机交互有利于发挥学生的主体作用,有利于激发学生自主学习的积极性。
传统的数学教学,教师是主宰,学生是配角,从教学内容、教学方法、教学步骤,甚至练习作业都是教师事先安排好的,学生只能被动参入这个过程。而优秀的多媒体课件所提供的交互式学习环境中,学生可以按照自己的学习基础,学习兴趣来选择所学的内容的深浅,来选择适合自己水平的练习作业。
初中数学复习课或习题课,特别适合人机交互的学习环境,因为初中数学教师完全有能力制作这类课件。从前置知识复习,精选例题讲解,到巩固练习作业,每一教学环节都可以设置成不同的层次,学生根据自身情况,选择性地进入相应层次,当然还有机会进入高一层次。这种交互性所提供的多种的主动参与活动,为学生的主动性、积极性的发挥创造了良好的条件,从而使学生能真正体现出学习主体作用。
二、巧借信息技术,完成学生对数学知识的获取与保持
信息技术提供的外部刺激是多种感官的综合刺激,它既能看得见(视觉),听得着(听觉),还能用手操作(触觉),这种多样性的刺激,比单一地听教师讲解效果好的多。同时信息技术的丰富性、交互性、形象性、生动性、可控性、参与性大大强化了这种感官刺激,非常有利于知识的获取和保持。
1.化无形为有形
初中数学理性知识成分太重,传统的教学只片面强调逻辑思维训练,缺乏充分的图形支持,缺乏供学生探索的环境,于是只能靠学生的死记和教师的说教了。比如,学习九年级几何“点的轨迹”一节后,学生最终会知道“轨迹”是一些直线或射线,但对“轨迹”是毫无想像力的。《几何画板》能有效地解决这一问题,它显示的“点”一步步动态有形地组成直线或射线,旁边还能显示轨迹中“点”的条件,这种动态的有形的图形是十分完整的、清晰的,它远远超出教师的“把轨迹比喻成流星的尾巴”。
2.化抽象为直观
初中数学的概念教学是教学中的难点,学生几乎被动地从教师那里接受数学概念,只有靠强化记忆知道概念的共性和本质特征。九年级代数中的“函数”是一个典型的概念教学,教学时关键是让学生“对于x的每一个值,y都有唯一值与它对应”,有一个明晰直观的印象。运用多媒体的直观特性,分别显示解析式y=x+1,《数学用表》中的平方表,天气昼夜变化图像,用声音、动画等形式直观地显示“对于x的每一个值,y都有唯一值与它对应”,最后播放三峡大坝一期蓄水时的录像,引导学生把水位设为y,时间设为x,就形成了y与x的函数关系。这不仅能引起学生的自豪感,而且让学生对函数概念理解的非常透彻。
3.化静止为运动
运动的几何图形能更加有效地刺激大脑视觉神经元,产生强烈的印象。初中几何《圆》这一章,各知识点都是动态链接的,许多图形的位置发生变化,图形间蕴藏的规律和结论是不变的。
熟悉《几何画板》的教师,无一例外会用《几何画板》来演示“圆幂定理”,即相交弦定理割线定理切割线定理切线长定理,鼠标一动,结论立现,效果相当好。其实像“垂经定理”、“圆心角、弧、弦、弦的弦心距关系定理”等等,需要用“翻折”“旋转”“平移”等知识证明的定理,都可用《几何画板》动态揭示知识的形成过程。有些题目,不经意用鼠标移动一个点,图形变化了,结论仍然成立。
4.化繁琐为简明
计算机辅助教学的一个重要出发点是更好地实现教学目标,突破重难点,提高课堂教学效率。九年级代数“频率分布”,在传统的教学中,教师引着学生在“60名女学生身高”数据中,找最大值,最小值,再分组,一个一个地数出每组中数据的个数,计算频率,绘频率分布表,画频率分布直方图,既繁琐又费时。
用计算机辅助教学,简洁明了,把60个数据输入Excel,排序,最大值和最小值,各组中的频数,一目了然,用Excel还能方便地绘出柱状图,类似频率分布直方图。若教师重点讲透步骤、方法和道理,把非智力过程交给计算机处理,这样才能提高课堂效率。培养学生运用信息技术的能力,是信息社会对基础教育的需要,也是教育面向现代化的需要。
三、巧借信息技术,培养学生的创新精神和发现式学习
信息技术的丰富资源,能为数学教学提供并展示各种所需的资料,包括文字,声音,图片,视频等,能创设、模拟各种与教学内容相适应的情境,为所有学生提供探索复杂问题、多角度理解数学思想的机会,开阔学生数学探索的视野。
九年级几何“探究性活动:镶嵌”,可分三个阶段进行:
第一阶段为进入问题情景阶段,教师投影“美丽的镶嵌世界”,把学生引进一个五彩缤纷的图案王国之中,并提出探究的各种问题。
第二阶段为实践体验阶段,学生利用校园网资料,搜集一些平面镶嵌图案,在教师的启引下,由简单到复杂,逐步探究各种问题,并总结规律和归纳结论。
第三阶段为表达交流阶段,每组学生把探究成果贴在“我的成果”目录中,互相交流,对比,归纳。
特别一提的是,教师提供了边长相等的3-24边正多边形,配上不同颜色,鼓励学生设计一、二个地板的平面镶嵌图,课堂气氛顿时高涨起来,学生经过设计,复制、粘贴、组合,排列出的图案千姿百态,有些图案大出教师意外,很有创意。
由此可见丰富的信息资源,开拓了视野,激活了思维,增强了想像,从而培养了学生的创新精神,改变学生学习方式,让学生乐意并有更多的精力投入到现实的探索性的数学活动中去。
当然,初中数学与信息技术的整合,并非强调所有的数学内容都适合计算机辅助教学,它只可巧用,不能滥用。
就如《数学课程标准》所指出的:我们不提倡用计算机上的模拟实验来代替学生能够从事的实践活动;我们不提倡利用计算机演示来代替学生的直观想像,来代替学生对数学规律的探索。凭风巧借力,送我上青云,初中数学的课程改革只有巧借现代信息技术的优异性能,才能使二者的有机整合提升到一个新的高度,从而达到优化数学的学习过程和学习资源的目的。