高中数学选修专题“开关电路与布尔代数”的教学设计与实验

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2003年4月国家教育部颁布了《普通高中数学课程标准(实验)》。2004年9月海南、广东、山东、宁夏为首批实验区,2005年、2006年实验范围逐渐扩大,至2007年秋季新学期,全国已有15个省、自治区成为高中新课程实验省区。共有16个选修专题进入高中数学新课程。这16个选修专题中有很多是新增内容,甚至有些是高中数学教师在大学时也没有学习过的内容。在首批进入新课程实验的省区中,有很多高中数学教师对新增的选修内容不太熟悉,尤其是选修专题“开关电路与布尔代数”的熟悉率最低。2010年高中新课程将在全国铺开,对于现在还未进入新课程的贵州来说,高中数学教师也面临如何开设自己不熟悉的选修专题如“开关电路与布尔代数”等的挑战。笔者作为一名研究生,也是曾经的中学数学教师,对这一专题开始也是不熟悉的。因此,本文将站在一个研究生兼中学教师的角度去研究“开关电路与布尔代数”在中学开设的可行性及教师在开设这一选修专题时可能存在的知识性和操作性的障碍。本文首先收集高中数学教师对“开关电路与布尔代数”的了解程度的资料。其次,针对高师数学专业学生、高师非数学专业学生、高中生依次进行选修专题“开关电路与布尔代数”的教学设计。再次,依次对高师数学专业学生、高师非数学专业学生、高中生进行选修专题“开关电路与布尔代数”的教学实验。最后,对三次教学实验进行总结。得出的结论是:选修专题“开关电路与布尔代数”在高中开设是可行的;教师在选修专题“开关电路与布尔代数”上存在的知识性障碍是布尔代数的化简方法和物理背景知识(如门电路)等;教师在开设选修专题“开关电路与布尔代数”时可能存在的操作性障碍是,如何把开关电路的反相及布尔多项式的标准形和化简用学生容易接受的形式呈现出来。
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