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摘要:普通高中新课标明确指出,要倡导自主探索、动手实践、合作交流等数学学习方式.高中数学课程设立“数学探究”、“数学建模”等学习专题,旨在培养学生高技能的要求,转变思想、改变教学方法、加强数学实验教学,创新普通高中数学教学模式.在这种课程改革背景下,高中数学应提倡信息技术与课程内容的有机整合,适时有效地使用计算机、TI图形计算器、各种数学软件平台等进行探索和发现数学.而实现这一理念的有效方式是开展数学实验教学.
关键词:高中数学;数学实验
一、开设数学实验课势在必行
在高中数学课的教育中,教师讲的是定理、公式,重视数学公式推导和利用公式来计算,学生利用纸笔通过习题巩固定理、公式.理论脱离实际的问题一直存在,学生学习数学后,不知道怎么用.例如,只会计算函数的导数,却不知道导数表示函数的变化率、运动的速率、曲线切线的斜率、经济学中的边际概念,无法由实际问题建立起含有导数的微分方程的模型;尽管积分技巧十分熟练,却不知道定积分表示一个和式的极限,就无法利用微元法引入实际问题的积分模型.另外,随着科学技术的发展,数学的计算越来越依赖计算机技术,如现有的mathsmatics,mtlab等软件.这种忽视数学应用,忽视现代计算机技术对数学的作用,已不再适应学生对数学技能的需求.因此,应该引入新方法和新理念,着重培养学生应用数学处理实际问题的技能.开设数学实验课,进行数学教学改革是势在必行之事.
二、高中数学实验课教学的主要目的
数学实验是一种崭新的数学学习形式,是在教师的指导下,学生独立自主地探索学习数学,是在国际教育改革的大趋势下产生的.我提出在高中开设数学实验课,是因为在高中数学实验中,学生根据教师提出的问题,设计自己的解题思路,通过计算机实现自己想法.在整个过程中,学生独立操作、实验,学生学习的主体地位得到充分体现,学生学习数学的积极性被充分调动起来,通过数学问题解决的实践,学生对自己所积极建构的数学知识理解掌握得更加深刻,看待周围世界的数学意识和数学能力都会有很大的提高.通过实验让学生自己系统地复习数学知识,提高解决问题的能力.
(1)计算能力.从自然数加减到负数的开方,从多项式加减到求导运算,从一元一次方程到微分方程数值求解,以及插值逼近,特征值数值计算这些都属于计算范畴.在这些方面具有的能力叫计算能力.随着计算科学的发展,我们可以利用相关的计算机软件来求解.这样对于高中学生计算能力的培养应该重新定义,不妨把计算能力重新定义为使用计算机的能力.
(2)推理能力.不论科学多么发达,智能工具多么先进,人本身还是应该具有一定的推理能力,人的推理能力也分许多种,其中逻辑推理能力主要靠数学训练获得,直觉推理能力与数学也有一定关系.推理即是判断,这与人类的生存发展关系最为密切.人的推理能力是有限的,如何开发智能工具不是数学能力研究的内容,但如何借助于智能系统工具进行更有意义的新的推理应该是高职学生学习数学的任务.
(3)图形处理能力.它包括对客观事物形体的抽象;对平面图形的有选择抽取组合重构;对残缺图形的完美化;对平面图形的立体感知与处理.以前人们常说的空间想象力是一种凭经验来虚拟实现的能力,也可以归入到图形处理能力之中.
(4)建模能力.数学无所不在,无所不能,这主要指它的建模功能,数学建模意义非常广泛,可以说凡是数学在实际中的应用都叫建模,也可以说含有数学的每一个学科领域问题都属于数学建模.数学的重要也在于此.
三、加强数学实验课的教学
数学实验课是指,为获取或验证某种数学结论,解决某些数学问题,实验者运用一定的物质手段,在数学思想活动的参与下,在特定的环境下进行的探索、研究活动.在这一过程中,教师可以根据教学要求着重培养学生在四个方面的技能,只要实验设计的恰当,不但可以提高学生学习的兴趣,还能从中获取相应的思维能力.
四、数学实验课教学实践
数学实验课是数学教学改革中的一种尝试,还处于探索阶段,其课程开设的思路和教学方法,各个高校会有不同的想法和做法,这些年来部分高中学校进行了自己的探索和试点.参照其它学校的做法,结合我校对实验课的安排情况,在数学实验教学实践中采用讲授与上机相结合的方式.
其教学过程大致分以下三步进行:
第一步:讲解数学实验中问题的具体背景,相关的建模方法和数值计算的方法以及实验的目的和任务.其中建模方法和数值计算的方法具体包括条件的化简、因素分离和选择变量,以及建立变量之间关系的教学方法,并对所建立的数学模型求解,培养学生熟练使用各种常用的数学软件,激起他们学习的欲望,然后让学生在实验室中操作.
第二步:学生自己思考,分组在课外进行讨论、建立模型、做好解答的准备.教师只做一些引导工作.让学生阅读相应的实验指导、教材以及参考资料,相互讨论,也可以师生共同讨论,但以学生为主,目的让学生自己探索,通过发现问题、提出问题、分析问题、综合已有的知识去创造性地解决问题等步骤来获取和掌握新知识.
第三步:上机操作,用数学软件求出解析解或数值解,最后写出实验报告.
参考文献:
[1] 萧树铁,姜启源.数学实验[M].第一版,北京:高等教育出版社,2006.
关键词:高中数学;数学实验
一、开设数学实验课势在必行
在高中数学课的教育中,教师讲的是定理、公式,重视数学公式推导和利用公式来计算,学生利用纸笔通过习题巩固定理、公式.理论脱离实际的问题一直存在,学生学习数学后,不知道怎么用.例如,只会计算函数的导数,却不知道导数表示函数的变化率、运动的速率、曲线切线的斜率、经济学中的边际概念,无法由实际问题建立起含有导数的微分方程的模型;尽管积分技巧十分熟练,却不知道定积分表示一个和式的极限,就无法利用微元法引入实际问题的积分模型.另外,随着科学技术的发展,数学的计算越来越依赖计算机技术,如现有的mathsmatics,mtlab等软件.这种忽视数学应用,忽视现代计算机技术对数学的作用,已不再适应学生对数学技能的需求.因此,应该引入新方法和新理念,着重培养学生应用数学处理实际问题的技能.开设数学实验课,进行数学教学改革是势在必行之事.
二、高中数学实验课教学的主要目的
数学实验是一种崭新的数学学习形式,是在教师的指导下,学生独立自主地探索学习数学,是在国际教育改革的大趋势下产生的.我提出在高中开设数学实验课,是因为在高中数学实验中,学生根据教师提出的问题,设计自己的解题思路,通过计算机实现自己想法.在整个过程中,学生独立操作、实验,学生学习的主体地位得到充分体现,学生学习数学的积极性被充分调动起来,通过数学问题解决的实践,学生对自己所积极建构的数学知识理解掌握得更加深刻,看待周围世界的数学意识和数学能力都会有很大的提高.通过实验让学生自己系统地复习数学知识,提高解决问题的能力.
(1)计算能力.从自然数加减到负数的开方,从多项式加减到求导运算,从一元一次方程到微分方程数值求解,以及插值逼近,特征值数值计算这些都属于计算范畴.在这些方面具有的能力叫计算能力.随着计算科学的发展,我们可以利用相关的计算机软件来求解.这样对于高中学生计算能力的培养应该重新定义,不妨把计算能力重新定义为使用计算机的能力.
(2)推理能力.不论科学多么发达,智能工具多么先进,人本身还是应该具有一定的推理能力,人的推理能力也分许多种,其中逻辑推理能力主要靠数学训练获得,直觉推理能力与数学也有一定关系.推理即是判断,这与人类的生存发展关系最为密切.人的推理能力是有限的,如何开发智能工具不是数学能力研究的内容,但如何借助于智能系统工具进行更有意义的新的推理应该是高职学生学习数学的任务.
(3)图形处理能力.它包括对客观事物形体的抽象;对平面图形的有选择抽取组合重构;对残缺图形的完美化;对平面图形的立体感知与处理.以前人们常说的空间想象力是一种凭经验来虚拟实现的能力,也可以归入到图形处理能力之中.
(4)建模能力.数学无所不在,无所不能,这主要指它的建模功能,数学建模意义非常广泛,可以说凡是数学在实际中的应用都叫建模,也可以说含有数学的每一个学科领域问题都属于数学建模.数学的重要也在于此.
三、加强数学实验课的教学
数学实验课是指,为获取或验证某种数学结论,解决某些数学问题,实验者运用一定的物质手段,在数学思想活动的参与下,在特定的环境下进行的探索、研究活动.在这一过程中,教师可以根据教学要求着重培养学生在四个方面的技能,只要实验设计的恰当,不但可以提高学生学习的兴趣,还能从中获取相应的思维能力.
四、数学实验课教学实践
数学实验课是数学教学改革中的一种尝试,还处于探索阶段,其课程开设的思路和教学方法,各个高校会有不同的想法和做法,这些年来部分高中学校进行了自己的探索和试点.参照其它学校的做法,结合我校对实验课的安排情况,在数学实验教学实践中采用讲授与上机相结合的方式.
其教学过程大致分以下三步进行:
第一步:讲解数学实验中问题的具体背景,相关的建模方法和数值计算的方法以及实验的目的和任务.其中建模方法和数值计算的方法具体包括条件的化简、因素分离和选择变量,以及建立变量之间关系的教学方法,并对所建立的数学模型求解,培养学生熟练使用各种常用的数学软件,激起他们学习的欲望,然后让学生在实验室中操作.
第二步:学生自己思考,分组在课外进行讨论、建立模型、做好解答的准备.教师只做一些引导工作.让学生阅读相应的实验指导、教材以及参考资料,相互讨论,也可以师生共同讨论,但以学生为主,目的让学生自己探索,通过发现问题、提出问题、分析问题、综合已有的知识去创造性地解决问题等步骤来获取和掌握新知识.
第三步:上机操作,用数学软件求出解析解或数值解,最后写出实验报告.
参考文献:
[1] 萧树铁,姜启源.数学实验[M].第一版,北京:高等教育出版社,2006.