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第16章 信息技术化的未来数学(2)

③与时俱进地审视基础知识与基本技能

随着时代和数学的发展,高中数学的基础知识和基本技能也在发生变化,教学中要与时俱进地审视基础知识和基本技能。例如,统计、概率、导数、向量、算法等内容已经成为高中数学的基础知识。对原有的一些基础知识也要用新的理念来组织教学。例如,立体几何的教学可从不同视角展开——从整体到局部,从局部到整体,从具体到抽象,从一般到特殊,而且应注意用向量方法(代数方法)处理有关问题;不等式的教学要关注它的几何背景和应用;三角恒等变形的教学应加强与向量的联系,简化相应的运算和证明。又如,口头、书面的数学表达是学好数学的基本功,在教学中也应予以关注。同时,应删减繁琐的计算、人为技巧化的难题和过分强调细枝末节的内容,克服“双基异化”的倾向。

(3)注重联系,提高对数学整体的认识

数学的发展既有内在的动力,也有外在的动力。在高中数学的教学中,要注重数学的不同分支和不同内容之间的联系,数学与日常生活的联系,数学与其他学科的联系。

高中数学课程是以模块和专题的形式呈现的。因此,教学中应注意沟通各部分内容之间的联系,通过类比、联想、知识的迁移和应用等方式,使学生体会知识之间的有机联系,感受数学的整体性,进一步理解数学的本质,提高解决问题的能力。例如,教学中要注重函数、方程、不等式的联系;向量与三角恒等变形、向量与几何、向量与代数的联系;数与形的联系;算法思想在有关内容中的渗透、在不同内容中的应用等。此外,还要注意数学与其他学科及现实世界的联系。例如,教学中应重视向量与力、速度的联系,导数与现实世界中存在的变化率的联系等。

(4)注重数学知识与实际的联系,发展学生的应用意识和能力

在数学教学中,应注重发展学生的应用意识;通过丰富的实例引入数学知识,引导学生应用数学知识解决实际问题,经历探索、解决问题的过程,体会数学的应用价值。帮助学生认识到:数学与我有关,与实际生活有关,数学是有用的,我要用数学,我能用数学。

在有关内容的教学中,教师应指导学生直接应用数学知识解决一些简单问题,例如,运用函数、数列、不等式、统计等知识直接解决问题;还应通过数学建模活动引导学生从实际情境中发现问题,并归结为数学模型,尝试用数学知识和方法去解决问题;也可向学生介绍数学在社会中的广泛应用,鼓励学生注意数学应用的事例,开阔他们的视野。

(5)关注数学的文化价值,促进学生科学观的形成

数学是人类文化的重要组成部分,是人类社会进步的产物,也是推动社会发展的动力。教学中应引导学生初步了解数学科学与人类社会发展之间的相互作用,体会数学的科学价值、应用价值、人文价值,开阔视野,探寻数学发展的历史轨迹,提高文化素养,养成求实、说理、批判、质疑等理性思维的习惯和锲而不舍的追求真理精神。

在教学中,应尽可能结合高中数学课程的内容,介绍一些对数学发展起重大作用的历史事件和人物,反映数学在人类社会进步、人类文明建设中的作用,同时也反映社会发展对数学发展的促进作用。例如,教师在几何教学中可以向学生介绍欧几里得建立公理体系的思想方法对人类理性思维、数学发展、科学发展、社会进步的重大影响;在解析几何、微积分教学中,可以向学生介绍笛卡儿创立的解析几何,介绍牛顿、莱布尼茨创立的微积分,以及它们在文艺复兴后对科学、社会、人类思想进步的推动作用;在有关数系的教学中,可以向学生介绍数系的发展和扩充过程,让学生感受数学内部动力、外部动力以及人类理性思维对数学产生和发展的作用。

(6)改善教与学的方式,使学生主动地学习

丰富学生的学习方式、改进学生的学习方法是高中数学课程追求的基本理念。学生的数学学习活动不应只限于对概念、结论和技能的记忆、模仿和接受,独立思考、自主探索、动手实践、合作交流、阅读自学等都是学习数学的重要方式。在高中数学教学中,教师的讲授仍然是重要的教学方式之一,但要注意的是必须关注学生的主体参与,师生互动。高中数学课程在教育理念、学科内容、课程资源的开发利用等方面都对教师提出了挑战。在教学中,教师应根据高中数学课程的理念和目标,学生的认知特征和数学的特点,积极探索适合高中学生数学学习的教学方式。特别应注意以下几个方面。

①高中数学课程增加了一些新的内容,对于这些内容,教师要把握标准的定位进行教学。例如,对算法内容,应着重强调使学生体会算法思想、提高逻辑思维能力,不应将算法简单处理成程序语言的学习和程序设计,同时应通过具体实例的上机实现(或编程)帮助学生理解算法思想及其作用。标准对传统内容的编排和要求也有新的变化,为了更好地理解和把握,有效地进行教学,教师应进行必要的探索和研究,提高自身的数学专业素质和教育科学素质。

②教学中,应鼓励学生积极参与教学活动,包括思维的参与和行为的参与。既要有教师的讲授和指导,也有学生的自主探索与合作交流。教师要创设适当的问题情境,鼓励学生发现数学的规律和问题解决的途径,使他们经历知识形成的过程。

③加强几何直观,重视图形在数学学习中的作用,鼓励学生借助直观进行思考。在几何和其他内容的教学中,都应借助几何直观,揭示研究对象的性质和关系。例如,借助几何直观理解圆锥曲线,理解导数的概念、函数的单调性与导数的关系等。

④在数学教学中,学习形式化的表达是一项基本要求,不能只限于形式化的表达,应注意揭示数学的本质。例如,有些概念(如函数)的教学是从已有知识和实例出发,再抽象为严格化的定义;有些内容(如统计)的教学是通过案例来学习它的思想和方法,理解其意义和作用;又如,对导数概念的理解,是通过实例,让学生经历从平均变化率过渡到瞬时变化率的过程,进而了解导数概念的实际背景以及瞬时变化率就是导数,体会导数的思想及其内涵。

⑤对不同的内容,可采用不同的教学和学习方式。例如,可采用收集资料、调查研究等方式,也可采用实践探索、自主探究、合作交流等方式,还可采用阅读理解、讨论交流、撰写论文等方式。

⑥教师应根据不同的内容、目标以及学生的实际情况,给学生留有适当的拓展、延伸的空间和时间,对有关课题作进一步探索、研究。例如,反函数的一般概念、概率中几何概型的计算等都可作为拓展、延伸的内容。拓展、延伸的内容不作为考试的要求。

⑦教师应充分尊重学生的人格和学生在数学学习上的差异,采用适当的教学方式,在数学学习和解决问题的过程中,激发学生对数学学习的兴趣,帮助学生养成良好的学习习惯,形成积极探索的态度,勤奋好学、勇于克服困难和不断进取的学风。

⑧教师应不断反思自己的教学,改进教学方式,提高自己的教学水平,形成个性化的教学风格。

(7)恰当运用现代信息技术,提高教学质量

应重视信息技术与数学课程内容的有机整合,整合的原则是有利于对数学本质的认识。例如,算法初步已经作为必修系列内容,教师在教学中应注意它与有关内容的整合。又如,统计中数据的处理、方程的近似求解等都体现了信息技术与数学课程内容的整合,教师在教学中应予以关注。信息技术与数学课程内容的整合还有较大的开发空间,教师可在这方面进行积极的、有意义的探索。

3.数学学习与教材

(1)数学评价

数学学习评价,既要重视学生知识、技能的掌握和能力的提高,又要重视其情感、态度和价值观的变化;既要重视学生学习水平的甄别,又要重视其学习过程中主观能动性的发挥;既要重视定量的认识,又要重视定性的分析;既要重视教育者对学生的评价,又要重视学生的自评、互评。总之,应将评价贯穿数学学习的全过程,既要发挥评价的甄别与选拔功能,更要突出评价的激励与发展功能。

数学教学的评价应有利于营造良好的育人环境,有利于数学教与学活动过程的调控,有利于学生和教师的共同成长。

①重视对学生数学学习过程的评价

相对于结果,过程更能反映每个学生的发展变化,体现出学生成长的历程。因此,数学学习的评价既要重视结果,也要重视过程。对学生数学学习过程的评价,包括学生参与数学活动的兴趣和态度、数学学习的自信、独立思考的习惯、合作交流的意识、数学认知的发展水平等方面。

下面给出一些具体评价内容的建议与要求。

通过数学学习过程的评价,应努力引导学生正确认识数学的价值,产生积极的数学学习态度、动机和兴趣。

独立思考是数学学习的基本特点之一,评价中应关注学生是否肯于思考、善于思考、坚持思考并不断地改进思考的方法与过程。

学习过程的评价,应关注学生是否积极主动地参与数学学习活动、是否愿意和能够与同伴交流数学学习的体会、与他人合作探究数学问题。

学生学好数学的自信心、勤奋、刻苦以及克服困难的毅力等良好的意志品质,也是数学学习过程评价的重要内容。

评价应特别重视考察学生能否从实际情境中抽象出数学知识以及能否应用数学知识解决问题。

评价应当重视考察学生能否理解并有条理地表达数学内容。

评价应关注学生能否不断反思自己的数学学习过程,并改进学习方法。

②正确评价学生的数学基础知识和基本技能

学生对基础知识和基本技能的理解与掌握是数学教学的基本要求,也是评价学生学习的基本内容。评价要注重对数学本质的理解和思想方法的把握,避免片面强调机械记忆、模仿以及复杂技巧。

下面给出一些具体评价内容的建议与要求:

评价对数学的理解,可以关注学生能否独立举出一定数量的用于说明问题的正例和反例。特别地,对核心概念学习的评价应该在高中数学学习的整个过程中予以关注。

评价应关注学生能否建立不同知识之间的联系,把握数学知识的结构、体系。

对数学基本技能的评价,应关注学生能否在理解方法的基础上,针对问题特点进行合理选择,进而熟练运用。

数学语言具有精确、简约、形式化等特点,能否恰当地运用数学语言及自然语言进行表达与交流也是评价的重要内容。

③重视对学生能力的评价

学生能力的获得与提高是其自主学习、实现可持续发展的关键,评价对此应有正确导向。能力是通过知识的掌握和运用水平体现出来的,因此对于能力的评价应贯穿学生数学知识的建构过程与问题的解决过程。

如何评价能力既是课程改革面临的一个重要的课题,也是一个挑战。下面以数学地提出、分析、解决问题能力的评价为例,给出评价中应关注的方面。

在日常的数学学习,尤其是数学探索与数学建模活动中,是否具有问题意识,是否善于发现和提出问题。

能否选择有效的方法和手段收集信息、联系相关知识、提出解决问题的思路,建立恰当的数学模型,进而尝试解决问题。

能否在解决问题的过程中,既能够独立思考,又能够与他人很好地交流与合作。

能否对解决问题的方案进行质疑、调整和完善。

能否将解决问题的方案与结果,用书面或口头等形式比较准确地表达并进行交流,根据问题的实际要求进行分析、讨论或应用。

评价应当关注学生能否对自己提出问题和解决问题的过程进行自评与互评。

在评价中,要注意肯定学生在数学学习中的发展和进步、特点和优点。

④实施促进学生发展的多元化评价

促进学生发展的多元化评价的涵义是多方面的,包括评价主体多元化、方式多元化、内容多元化和目标多元化等,应根据评价的目的和内容进行选择。

主体多元化,是指将教师评价、自我评价、学生互评、家长和社会有关人员评价等结合起来;方式多元化,是指定性与定量相结合,书面与口头相结合,课内与课外相结合,结果与过程相结合等;内容多元化,包括知识、技能和能力,过程、方法,情感、态度、价值观以及身心素质等内容的评价;目标多元化,是指对不同的学生有不同的评价标准,即尊重学生的个体差异、尊重学生对数学的不同选择,不以一个标准衡量所有学生的状况。

下面给出一些评价方式的具体建议:

评价应以尊重被评价对象为前提,评价主体要参与学校数学教育活动,并注意主体间的沟通。

笔试仍是定量评价的重要方式,但要注重考察对数学概念的理解、数学思想方法的掌握、数学思考的深度、探索与创新的水平以及应用数学解决实际问题的能力等。

定量评价可以采取百分制或等级制的方式,评价结果应及时反馈给学生,但要避免根据分数排列名次的现象发生。

定性评价可采取评语或成长记录等形式,评语或成长记录中应使用激励性语言全面、客观地描述学生的状况。

要重视学生做数学的过程,充分发挥数学作业在学生评价中的作用。作业的类型应多样化,例如常规作业,开放性、探索性数学问题,数学实验,数学建模,课题研究作业,专题总结报告等;作业结果的呈现形式也应是多样的,例如习题解答,数学学习体会,数学小论文,研究、实验或调查报告(书面、口头)等;对作业的评价可以是量化的,也可以是定性的。评价过程应积极主动、简单可行,避免增加学生负担。

应重视计算器、计算机等现代教育技术手段在评价学生学习中的运用。

总之,通过多元化的评价,可以更好地实现对学生多角度、全方位的评价与激励,努力使每一个学生都能得到成功的体验,有效地促进学生的发展。

⑤根据学生的不同选择进行评价

学生可以根据个人不同的条件以及不同的兴趣、志向,在高中阶段选择不同的数学课程组合进行学习(参见“对学生选课的建议”)。学校和教师应当根据学生的不同选择进行评价。

学生选择了自己的课程组合以后,学校和教师应为学生建立相应的学习档案,当学生完成课程模块或专题的学习时,将反映学生水平的学习成果记入档案。

当学生调整自己的课程组合时,学校和教师应及时地帮助学生做好已完成课程的评价,以及系列转换工作。

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