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物理离不开数学,其中包含着大量的数学运算和广泛的数学思想方法.旧教科书中,数学教科书与物理教科书的衔接性问题主要体现在力学部分所需数学知识的滞后:
其一,关于力的表示本质上是向量,但旧教科书中因为向量知识的滞后性,所以未能很好的将力的表示与向量联系.其二,力的合成与分解本质上是“向量运算”,同时相关力的求解问题实际上是解三角函数问题.然而,三角函数和向量部分均属于高一下册的数学内容,因此与物理教科书之间出现衔接性问题.此外,曲线运动涉及一部分空间立体几何知识,远远先于数学课程.新课程改革,模块课程的编排使得数学教科书与物理教科书的衔接性有了明显改善,例如表1关于高一数学、物理新旧教科书的比较.表1中数学新旧教科书的整体内容前置,但各部分内容编排顺序基本不变;
物理教科书的整体内容基本不变,但部分内容的顺序有所调整,并与数学课程相衔接.例如,物理新教科书高一上期的微调就显得非常智慧——将旧教科书中的“力”与“运动”部分交换,使“相互作用”部分置于后半学期展开教学,并与数学新教科书的“三角函数”、“平面向量”衔接.教科书之间衔接性的改善直接受益于教学,受访的物理教师认为,过去“三角函数”、“向量”等数学知识滞后于物理教学的现象在新教科书中得到了。
数学教科书与化学教科书的衔接性更为紧密
高中化学对数学的要求除了运算和思维方法以外,知识方面主要体现于立体几何.旧版本数学教科书与化学教科书的衔接性问题并不明显,主要体现于化学第一册的NaCl、C60结构示意图,第二册涉及分子立体结构等,对学生的空间立体几何的理解及空间思维有一定要求.数学新教科书中,立体几何部分提前至高一下期教学,为学生理解必修三中的化学分子结构、晶体结构等打下基础,衔接性得到基本改善.访谈中,化学教师谈到学生在学习立体几何知识并具备一定的空间思维能力后,有助于对空间结构模型和部分示意图的理解,如甲烷分子呈正四面体结构、干冰晶胞、金刚石晶体结构和晶胞示意图等.
数学教科书与生物教科书的衔接性存在突出问题
高中生物对于数学知识的需求主要体现在“统计与概率”部分.旧教科书中,生物所需的“统计与概率”知识集中体现于必修二的第六章“遗传和变异”,这部分是高二下期的起点;
然而,数学教科书中的“概率”是高二下期最后一部分,显然滞后于生物教学的需要.与旧教科书相比,生物新教科书与数学新教科书之间的衔接性问题更为突出,其主要表现在生物课程的起点从高二下放至高一,并包含了需要求解概率的相关遗传知识,同时数学教科书的“统计与概率”部分设置于高二上期的必修三中.
3影响高中数学教科书与其它理科教科书衔接性的原因探析
新课改高中数学教科书与其它理科教科书衔接性有所变化:
既有衔接性改善的方面,例如数学教科书与物理、化学教科书;
也有衔接性问题加剧的方面,例如数学教科书与生物教科书.影响教科书之间衔接性的因素是多方面的,主要体现在学科体系内在关系,学科课程标准间的衔接性,学科课标和教科书编写过程中的交流与共识,模块课程的使用顺序.
各学科体系的内在关系影响教科书的衔接性
衔接性问题产生的根源在于教科书不易兼顾各学科体系发展的联系.数学、物理学、化学、生物学等科学都有各自的学科体系,各学科教科书首先保证各学科体系的完整性与科学性,然而各学科与数学的联系紧密程度是不同的,例如物理学与数学的联系较化学、生物学更密切,所以物理教科书与数学教科书的衔接性得到较好改善;
生物学作为近现代快速崛起的一门科学,需要应用数学的支撑,而统计推断思想到18、19世纪才开始萌芽,以概率论为基础、以统计推断为主要内容的现代意义的数理统计学直到20世纪才建立[8].受访数学教师认为,统计与概率属于应用数学的范畴,应该置于代数与几何教学之后,不可将其设置为高中数学内容的起点,所以生物教科书与数学教科书的衔接性问题突出.
各学科课标间的衔接性影响教科书的衔接性
课程标准是教科书编写的主要依据,各学科课程标准之间的衔接性将直接影响学科教科书的衔接.高中数学与物理、化学、生物学科的课程标准的衔接性呈现差异,不甚乐观.《高中数学课程标准》加强与其它学科的联系并为学生提供发展综合能力的素材[9],其中指出“高中数学课程是学习高中物理、化学、技术等课程和进一步学习的基础”,“中国的数学教育在很长一段时间内对于数学与实际、数学与其它学科的联系未能给予充分的重视,因此,高中数学在数学应用和联系实际方面需要大力加强”.数学《课标》明确指出数学与其它学科衔接性的重要性,并出现“物理”10次、“化学”4次,举例指出数学与物理、化学的联系:
“能用向量语言和方法表述和解决数学和物理中的一些问题”,“能借助几何直观求出一些几何图形和具有一定对称性的简单化学分子模型的对称群”等.但是,数学《课标》对数学与生物的衔接缺少明确要求[10].与此同时,物理《课标》中出现“数学”4次[11],化学《课标》中没有出现“数学”[12],并且对同数学之间的衔接性均没有明确指出;
生物《课标》略微关注衔接性问题,其中出现“数学”1次,并指出“随着与物理学、化学、数学以及其它各学科之间不断交叉、渗透和融合,生物科学已经日益呈现出主导学科的地位”,“教科书内容的选择既要充分考虑学生已有的知识和经验,注意与有关课程的衔接”[13].可见,各学科课程标准之间缺乏对学科衔接的高度重视,作为教科书编写的指南,不利于学科教科书衔接性的改善.
各学科课标和教科书编者的交流影响教科书衔接性
数学课标、教科书与学科课标、教科书编写过程中,编者之间的交流影响不同学科课标、教科书之间衔接性.课标与教科书编写过程,往往是由本学科的专家、教授、教研员和一线优秀教师等共同完成的,然而却缺乏对其它相关学科的系统、深入的认识,缺乏其它学科人员的参与,显然编者主要关注本学科的知识体系,容易忽视学科之间的衔接性,尤其是学科之间深层次的兼容与发展.数学教科书编者与学科教科书编者之间的交流,与一线数学教师、学科教师之间的交流都将影响教科书之间的衔接性.
模块课程的使用顺序影响教科书的衔接性
2007年颁布了新课程标准,模块课程成为新课改的亮点,备受关注的同时也备受争议.一方面,模块课程学习时间短,灵活多样,易于组织实施;
另一方面,教科书数量增加,模块顺序选取不易把握,容易造成教科书内部、教科书之间的衔接性问题.模块间的衔接性不仅包括学科内部的模块衔接,也包括学科之间的模块衔接;
从结构上讲,包括传统的单向递进结构、横向并列结构以及交叉结构.可见,模块课程使得教科书的使用呈现多样化和复杂化,模块课程使得新教科书之间衔接性更为复杂,其使用顺序成为影响教科书衔接性的新因素.各省市提出了不同的必修模块教学顺序供学校参考选择,使得衔接性问题情况多样.例如,数学必修模块的不同使用顺序导致教科书衔接性问题的差异性情形中,“14523”与“12345”是较为广泛的两种使用顺序,假如其它理科学科模块使用顺序不变,那么对于生物遗传部分的学习,后者比前者的衔接性更好,但同时后者也拉开了与物理教科书的衔接性.这里的衔接性问题只是冰山一角,因此,模块课程从衔接性角度讲,将不具有灵活性;
倘若各学科模块因地制宜的搭配,学科衔接性将不同层度的受到严重影响.可见,如何选择各学科教科书模块的使用顺序直接影响教科书的衔接性.
4高中数学教科书与其它理科教科书衔接性改善的建议
加强学科与学科教育的发展与衔接
教育主管部门不仅要大力加强学科发展,也要关注学科教育的发展;
不仅要重视对学科研究的支持与投入,也应该加强对学科教育的支持与投入.首先,加强学科之间的衔接是当今科学发展的必经之路,各学科交叉、兼容的发展促进了科学技术的创新,这需要人类意识的提高,例如杨振林先生对数学与物理的关系认识“真是奇迹,一些数学概念提供了支配物理世界的基本结构”[14].其次,加强对高校学科教育的重视,是推动学科融合、发展的关键,是推动中国教育事业发展的重要一环.中国学科教育起步较晚,例如发展相对较快的数学教育,直到1982年全国也才只有1本教材,直到1983年全国只有3位教授,目前也尚无专门的学科理论体系.尽管这些年,学科教育得到了较快发展,但相比大教育的重视程度还远远不够,需要各级教育部门进一步加强对学科教育的重视与支持.再者,学科研究者应该立足于多角度、多学科进行研究,加强学科交叉和学科整合,从理论层面突出学科之间的关系.学科教育研究者应该关注学科研究者的研究,清楚认识学科问题的产生背景、原因、意义、作用以及研究思路、研究方法等,理清学科之间的关系,为学科教育、学科课程标准和学科教科书编写的衔接创造条件.
加强各学科课标和教科书编写的衔接性
课标编写过程中,需要加强各学科编者之间的交流,加强对学科衔接性的重视,这是教科书编写的标准与指南;
各学科教科书编写中也应该体现学科编者之间的交流,以及对学科之间内容的衔接.首先,数学教科书编者与其它理科教科书编者之间应该深化交流与认识,促进各学科教科书的相互照应.数学教科书编者应该了解物理、化学、生物等学科教科书的编写情况,重视一线数学教师及其它学科教师的反馈意见,及时与学科教科书编者交流,把握学科体系,关注学科衔接.其次,学科教科书应该遵从各自学科体系发展的内在关系,兼顾学科之间的衔接.其中,数学教科书应该遵从数学体系,同时物理、化学、生物等学科教科书也应该充分兼顾数学教科书的内容编排.数学教科书与其它学科教科书之间应该增加必要的关系性提示,使教科书之间的衔接性外显化,促进教科书对教师、学生的导引功能.例如,生物教科书必修二中的“遗传”部分,应该呈现类似于“概率相关知识请查阅数学必修三”的提示;
同时,数学必修三中的“统计与概率”部分,也应该呈现类似于“统计与概率普遍应用于生物等学科当中”的提示.与此同时,配套教辅资料可以对学科之间的关联性提示做出详细的阐释和引申.
加强各学科模块课程设计与使用的科学性
新课改将模块化教学引进高中是一种大胆的尝试和探索,但是模块课程是否适合中国高中教育之水土还有待实践检验,不可轻易断言.尽管有学者认为“模块与模块之间有一定的衔接关系,可以方便地进行组合”[15],但实际上组合方式并非想象的多样性,传统教育模式及其学科体系等限制使得看似灵活多样的模块课程遇到阻碍.针对数学课程的设置存在的一些问题提出以下要求:
首先,加强各学科模块课程设计的科学性,需要关注各区域教科书的使用情况,需要重视不同模块课程顺序搭配对各学科教学的影响,特别是对学生发展的影响,不可将学科模块课程的“混搭”视作“特色”,以学生发展为核心,遵从学科发展规律,设计较为科学、较为全面的学科模块课程.其次,加强各学科模块课程使用顺序的科学性,需要加强模块课程理念的宣传与推广,深入落实对各省、各地区相关教育部门的宣传,加大对一线教研人员、教师的培训,在课程模块选取和搭配中,应该尽可能避免学科课程模块的独立性,充分体现学科全局观念,考虑各学科模块之间的联系.
加强数学教师与学科教师的交流与合作
舒尔曼认为,教师知识主要由学科内容知识,学科教学知识以及一般课程知识组成[16].其中,从学科角度谈教师知识应该不局限于本学科领域的相关知识,而应该有更为广泛的涉及,加强教师知识的宽度与深度是改善教科书衔接性的积极措施.此外,加强数学教师与学科教师的交流与合作是改善教科书衔接性的当务之急.一方面,调研数据显示:
大部分数学教师认为衔接性问题很少,并且有13%的数学教师从未发现有衔接性问题;
学科教师均认为衔接性问题存在,并且大部分学科教师认为衔接性问题偶尔存在.与此同时,近乎一半的数学教师认为同学科教师交流衔接性问题的情况很少,但大部分学科教师认为交流情况相对更多.对比可知,学科教师比数学教师更清楚衔接性问题及其影响,数学教师缺乏同学科教师的交流,学科教科书衔接性问题没有在教学中得到改善.因此,需要加强数学教师与学科教师的交流.面对新课标数学教科书与其它理科教科书之间的衔接性问题,应该加强学科教师的数学教学意识和数学教师的学科教学意识,通过教师之间的交流形成共识,合作互补,共同改善教科书之间的衔接性.另一方面,教师访谈中,学科教师们普遍认为数学知识需要之时予以补充,对于衔接性问题由谁来补充,数学教师与各学科教师表示出了不同的态度.85%的教师都不认同滞后的数学知识由数学教师补充,其中数学教师偏向于双方共同补充,学科教师更偏向于自己去补充:
数学教师认为尽管自身教学任务重,但是滞后的数学知识属于自己的学科内容之一,所以只能根据学科教师的需求适当补充;
学科教师认为尽管滞后的数学知识属于数学课程内容,但数学教师很难根据学科需要补充知识,所以倾向于自己凭借已有的经验去补充.此外,大多数学科教师认为自己有能力去补充相关数学知识,例如生物教师通过抛硬币的方式为学生引入概率和相关公式.与此同时,学生们表示滞后的数学知识大部分是由学科教师补充的,讲解匆忙、不具体,甚至不加解释直接应用于解决学科问题.因此,滞后的数学知识不能单凭学科教师补充,需要数学教师的协助,只有数学教师与学科教师共同合作,才能更好的应对和改善教科书衔接性问题.学科之间相互联系,相互促进,共同发展.数学教育与学科教育均应考虑利用数学思想方法解决实际生活或其它学科中的问题,进而认识数学的实用价值,从而对其它学科的实用价值有所理解[17],并在数学应用中发展思维,在发展思维的同时注重数学应用[18].学科教科书也应符合学科发展的规律,兼容并包.新课改以前,中学数学知识在生活和实际中的应用毕竟是简单的、有限的,再加上学生的知识总量少,综合运用知识能力的限制,能为中学生所接受的实际应用问题并不多[19],并未充分意识到物理、化学、生物等学科作为数学学科的实际应用价值.新课改以来,各学科教科书从数量、使用上都有明显变化,数学教科书与学科教科书之间的衔接性呈现新气象,高中数学教科书与物理、化学教科书之间的衔接性得到较大改善,同生物教科书之间的衔接性问题亟待解决.各学科课程标准、教科书编写、教学均应加强联系、相互照应,促进教科书使用的顺利开展.数学与其它学科的联系可以采用多种形式,数学与其它学科的联系能拓广学生的知识面,为学生提供多学科性数学素材,让学生懂得数学对整个科学领域的贡献。
作者:
陈朝东工作单位:
西南大学数学与统计学院
第二篇:
高中数学信息技术课程整合
一、数学课程与信息技术整合的内涵
要注重数学课程与信息技术的整合,首先得明确何谓整合.整合,在教学中是指将涉及教师的教学目标、内容等要素与学生的认知、情感和态度相结合的一个过程.而数学课程与信息技术的整合就是利用信息技术的优点,选用合适的信息技术,将高中数学的知识合理呈现,创造良好的学习情境,让学生发挥自己的探究能力,培养自身的创新精神,来获取、建构数学知识的过程.通过整合,学生能利用信息技术掌握基本的数学学习方式,更好的理解数学的本质,形成一定的数学认知结构.此外,在学习基本知识和技能的同时,学生的思维能力、信息素养也得以提高.整合也即发展.是学生、教师在信息资源的帮助下全面和谐的发展.这种发展具体表现为信息技术与课程整合的目标,也就是期望达到可测量、可操作的一种理想状态.在这种状态下,教师能提高数学教学水平、拓展数学教学视野;
学生也能了解数学的本质、勇于发现和探索,提高自己对资源优化组合的能力.
二、数学课程与信息技术整合的必要性
首先,信息技术与高中数学课程的整合是新教学理念的重要内容之一.新教学理念明确强调了信息技术要与高中数学课程的内容相整合,并提倡在教学中要善于利用信息技术来辅助教学,以便将较难的课程内容展示给学生.在保证基本训练的前提下,尽可能使用各种数学教育技术平台,来加强信息技术与数学教学的有机结合,并鼓励学生运用以计算机为核心的信息技术来进行探索和发现.根据这一理念,应用信息技术将成为数学教学过程的重要组成部分.其次,高中数学教学需要新技术的参与和支持.随着社会的发展,学生在高中阶段除了要具备基础知识和基本技能外,还要求学生有适应社会需要的的能力,如,收集和处理信息、发现和解决问题的能力.对于新的教学理念,完全沿用旧的教学方法是难以胜任的,因此,高中数学教学需要新技术的参与和支持.于是,计算机、多媒体技术等已被普遍应用于中学教学,尤其是数学等理科类的教学.
三、数学课程与信息技术整合在教学中的作用
1.信息技术以它强大的功能实现着数学教学模式的变革.信息技术的广泛应用,使得数学教学从单一的静态模式向着多样的动态模式转变;
从教师讲、学生听到“师生互动”教学;
从“学数学”向“做数学”迈进.信息技术改变了教与学的方式,真正实现了教师和学生主导作用的共同发挥.
2.信息技术为数学研究提供了必要的工具.数学研究是指学生以某个数学问题为核心,进行自主研究、学习的过程.例如,通过利用“几何画板”创设正弦函数概念的形成过程情景,任意做出一个角的,终边,从终边上任意取一点P,度量出点P的坐标(x,y),计算该点到原点的距离,再计算比值,拖动P点改变位置,发现比值不变,然后再取一个角的终边,进行同样的操作,发现比值仍然不变,但是前后两个比值不同,这就会引起学生的思维冲突,因而他们会主动调整认知结构,对相关信息进行同化和顺应,最终达到对正弦函数概念的“意义建构”,认识到比值确实是角的函数.
3.信息技术是信息处理的重要方式.如今的社会是信息化社会,信息普遍存在于我们的生活中.在生活中,我们总会通过对信息的选择、加工,得到我们觉得有价值的信息,进而将这些信息进行存储和传递.而在这个过程中,我们往往就是利用信息技术来获取信息、加工信息、存储和传递信息的,因此信息技术可以作为信息处理的工具.在数学课程的整合中,我们首先需要将数学教学内容信息化处理,然后利用信息化环境展开教学.同时学生利用信息技术来获取有价值的信息,最终完成对数学知识的意义建构.信息技术可以提供学习资源,并能够存储形成资源库;
信息技术可以搭建传递交流信息的平台,为师生共同完成学习任务做出了保障;
信息技术可以为数学教学设计提供丰富的背景资源,能使学生充分的发挥视觉、听觉等多种感官的同一作用,因而提高数学学习的效率.
4.信息技术可以增强学生的数学文化意识.众所周知,数学文化是人类文化的重要组成部分,数学课程应当反映出数学的历史、应用和发展,反映出数学对社会发展的推动作用,反映出社会发展对数学的促进作用,反映出数学科学的思维体系,反映出数学的价值观和数学家的创新精神等.为了从事好数学教学工作,教师一个人的力量显然是不足的.作为教师,要善于利用图书馆,并借助于网络资源,来获取最全面、最新的相关资料.经整理和归纳后进行教学,这样不仅能提高自己的能力,同时学生学习的效果也会提高.总之,信息技术与高中数学课程的整合是现代社会发展的必然要求,信息技术的应用对高中数学的学习产生了深远的影响.因此,作为教师,应该充分学习和运用信息技术,并在先进的教育理论和思想的指导下,进行信息技术与高中数学课程的整合教学,通过呈现数学知识发生发展的过程、创设数学合作与探究的情景模式、开展数学实验和报告,让学生能够积极主动地参与进来,去体验、感受和建构知识,进而转变学习方式,学会自主学习,并能够应用数学知识解决实际生活中的问题.
荀广超工作单位:
江苏省射阳县陈洋中学
第三篇:
高中数学成绩影响原因分析
一、影响高中数学成绩的主要原因
基于高中数学知识客观上的一些难度以及不少学生数学学习方法的不合理,导致高中阶段学生的数学成绩出现明显的两极分化现象,影响学生数学成绩的主要原因主要体现在以下几点。
(一)缺乏学习兴趣
兴趣是学生最好的老师,试想,如果学生缺乏兴趣,那么就只能在教师的压力之下被动地学习,兴趣的缺乏,也无法引导学生开展积极探究。
笔者发现班里不少学生其他功课很好,但是数学功课非常不理想,其中主要的的原因还是来自于学生对数学学科兴趣的淡薄。
(二)缺乏学习信心
有人说“信心决定命运”,如果缺乏了信心,那么很难在内心形成一股正能量,去克服学习之路上遇到的“拦路虎”。
有的学生面对困难,往往采用消极的态度去对待,遇到难题,首先想到的是求助他人或者放弃,对于考试缺乏信心,久而久之,很难取得理想的数学成绩。
(三)缺乏科学方法
科学的方法是取得理想成绩的前提条件,但是综合不少学生数学成绩不理想的原因,主要在于缺乏科学方法的引导,有的学生学习很累、很吃力,但是收效甚微。
笔者曾经就遇到一个学生,在数学学习方面花费了大量的时间与精力,但是成绩依旧不理想,原因是学习方法不合理、不科学。
二、提高高中学生数学成绩的几点策略
综合上述几个方面的原因,笔者认为要提高高中学生数学成绩,要注重多个方面的协调,所谓“功在平日”,结合教学经历,笔者认为可以从以下三个方面来改善教学,提高学生的数学学习成绩。
(一)营建和谐师生关系,激活兴趣
所谓“亲其师才能信其道”,和谐的师生关系是提高数学课堂学习效率的关键,也是激发学生学习数学兴趣的关键所在。
教师在教学中应该改变以往传统意义上的“一言堂”的局面,营建和谐的师生关系,促进师生交融,教师要营造出公平、和谐、向上的数学教学氛围,引导学生循着教师的思路,开展积极的探索。
在教学中,精彩的课堂导入有助于激活学生的学习兴趣,所谓“良好的开端是成功的一半”,良好的课堂导入是取得有效课堂的有利导向。
特别是在新课教学环节,我通常会在课堂导入环节下一番功夫。
比如教学立体几何的时候,我就让学生联系生活中熟悉的立体事物感受立体几何的实用性。
我用多媒体展示了金字塔、水立方等一些视觉效果较好的图片,促进学生的感官体验,引发他们对立体几何的兴趣。
在解析几何椭圆定义的引入中,我选取一根细绳将其两端用钉子固定在黑板上,两端设为F1,F2(F1,F2小于绳长),用铅笔尖把绳子拉紧,让笔尖在黑板上慢慢移动,就可以画一个椭圆,从而引入椭圆的定义。
在基本不等式的公式的引入中,我会先举一实例:
某金店用一架不准确的天平(两边臂不等长)称黄金,一顾客要购买10g黄金,售货员先将5g的砝码放在左盘,将黄金放在右盘使之平衡后给顾客,然后又将5g的砝码放在右盘,将另一黄金放在左盘使之平衡后又给顾客,则该顾客所得黄金是否为10g?
在这个导入的环节中,笔者并没有一上来就把概念、公式等一股脑儿抛给学生,而是让学生联系实际生活,把抽象的概念、公式放到实例中来,激发他们的求知欲,进而在随后的新课讲授中,学生才能一步步进入探究课堂的过程之中。
(二)培养学生坚强意志,增强信心
雨果曾说:
“世人缺乏的是毅力,而非气力。
”在学习中也是如此,顽强的毅力、坚强的意志是学生取得优良成绩的关键因素,在求学之路上没有人会一帆风顺,在困难和挫折面前,学生是迎难
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