中日高中数学教科书圆锥曲线内容比较研究

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圆锥曲线包括椭圆(特例为“圆”)、双曲线、抛物线三种曲线,是高中学习的重点内容。圆锥曲线是解析几何的重要内容,进入中学课堂已经有一百多年的历史。圆锥曲线所涉及到的数学史之多,从古希腊阿波罗尼奥斯到十六世纪的天文学开普勒及近现代笛卡儿坐标系等涉及到许多的数学史。圆锥曲线还涉及到纯几何的证明方法如Dandelin双球探究圆锥曲线的性质和解析几何两种证明方法。圆锥曲线作图涉及到尺规作图和《几何画板》两种。通过对中国人教A版和日本东京版圆锥曲线内容的比较分析,希望可以对中国新课程改革下教科书的重新编写和高中有关圆锥曲线的教学提供借鉴之处。本文运用比较法、内容分析法、文献研究法、模型法四种方法,首先对比中日高中数学的课程标准和“圆锥曲线”的教学要求;其次从宏观的角度对中日教科书中圆锥曲线内容的整体进行比较分析(中国教科书选取选修2-1、选修4-1、选修4-4)包括:课程编排、“圆锥曲线定义”、数学史、内容设置、离心率以及例习题及其综合难度的比较;再次从微观的角度对中日圆锥曲线——椭圆、双曲线、抛物线三部分分别进行比较分析(该部分中国教科书只选取选修2-1),分别从概念导入及性质、具体内容设置和课程难度三个维度进行比较分析;最后分析中日教科书圆锥曲线内容比较的相同点和不同点,得出结论并提出建议。通过比较,得出以下结论:两国课程标准均注重时代特征和数学史的引入;中国教学要求注重通过Dandelin双球纯几何和解析几何两种方法探究圆锥曲线性质的来源,日本教学要求为阶段性学习:识记——了解——理解(灵活运用)——掌握。在宏观整体比较方面,两国的课程编排不同;人教A版圆锥曲线的定义除了运用解析几何来定义圆锥曲线,还增加了用论证几何方法定义圆锥曲线;两国均注重数学史的融入,但是融入的内容不同;内容设置上,东京版知识点数量多于人教A版,人教A版没有“圆锥曲线的平行移动”的内容;例题编排上人教A版只有“例题”一种形式,东京版分为难易程度不同的“例”“例题”两种;习题编排上东京版多设置了“问”的形式;人教A版例题题型设置的难易程度难于东京版,两版教科书习题题型设置的难易程度相同;两版教科书例题数量几乎相同;人教A版的习题数量较低;东京版例习题综合难度较高,但东京版例习题没有与“背景”相结合。在微观——椭圆、双曲线、抛物线三部分比较方面,概念导入上,人教A版主要是“实例导入”;东京版主要是“直接给出”;几何性质上,两版教科书大体相同;具体内容设置上,中日教科书略有不同;两版本课程时间相近,东京版课程深度大于人教A版,人教A版课程广度和课程难度均大于东京版。通过中日教科书圆锥曲线内容的比较结论,对中国教科书的编写和一线教学提出几点建议:(1)优化教科书的可阅读性,确保内容的可实施性。(2)优化教科书的内容编排,增加知识的连贯性。(3)优化例习题的结构体系,扩展开放性题型。(4)优化圆锥曲线的内容,降低教科书的课程难度。
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