高中数学新课程教学研究

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  一、新课程的内涵认识
  
  1、什么是数学课程及数学课程标准
  数学课程是对学校数学教育内容、标准和进度的总体安排和设计,它反映着学生在教师指导下进行的一切数学学习活动。
  数学课程标准是对各个特定阶段(如:初中、高中)学生数学学习目标的规定,它体现着数学教育的目标。
  2、确立数学课程标准的意义
  在制定课程标准的时候,已经考虑学生达到该学段时已有的数学知识经验、数学认知发展水平、数学思维的发展水平与特点,以及学生在教师的指导下以上方面可达到的水平;不同民族、不同环境下成长的学生,在思维发展顺序上同一,但达到各阶段的时间有差异等因素。因此,课程标准仅规定了学生在相应学段应该达到的基本水平,编教材者及各地区、学校,特别是教师可以根据学生的学习愿望及其发展的可能性,实施因材施教。同时,课程标准并不规定内容的呈现顺序和形式,教材可以有多种编排方式。
  
  二、新课程设立的背景
  
  1、源于对高中数学学习及原有教材的反思
  在应试教育和旧的教育观念影响下,原中学数学教学大纲强调教学内容的增删,较少考虑学生的学习;教学内容相对偏窄、偏深、偏旧,未能反映数学的发展;学生的学习方式单一、被动,缺少自主控索、合作学习、独立获取知识的机会。长期以来,许多教师把数学教学重点放在了数学知识的认知和解题技能的训练上。在某些人看来,衡量一堂课的成功与否的标准,主要看这节课学生学会了多少数学知识点,掌握了多少解题方法。正因为如此,在传统教学下,中国中学生学习方法的绝对被动与知识面的相对广博几乎是同样出名。时有听闻获得奥林匹克大奖的中国学生却被一个很小的实践操作所难倒。据报载:参加第29届国际中学生生物奥林匹克竞赛的5名中国学生全部获得金奖,但赛后举行的接受选手提问的专家报告会上,中国选手无一能提出问题,“金牌选手为什么不会提问题?”引起教育界的广泛关注。
  2、基于新世纪高中数学教学与改革发展的需要
  20世纪中叶以来,数学自身发生了巨大的变化,特别是与计算机的结合,使得数学在研究领域、研究方式和应用范围等方面得到了空前的拓展。数学作为一种普遍适用的技术,在人们生活、劳动和学习中发挥出越来越大的作用,成为必不可少的工具。
  ⑴、社会发展提出了新的要求:必须关注学生终身学习的需要,必须突出创新精神和实践能力的培养,必须重视培育人的道德品质和社会责任感。
  ⑵、数学教育面临着新的挑战:科学技术的快速发展,特别是现代信息技术的飞速发展和广泛普及,改变了人们的生活面貌、工作方式和思维观念;同时激发了数学的应用,数学又成为表示、解释、预测信息的有力手段和普遍适用的技术。
  
  三、解读新课标内容
  
  《数学新课程标准》要求:高中教育要坚持面向全体学生,因材施教,充分发挥学生学习的自主性,培养学生独立思考、自主学习的能力;发展学生创新精神和实践能力,逐步形成适应社会化需要的终身学习的能力。与以往的大纲相比,在数学研究对象的范畴上发生了变化,对教学目的作了调整,对教学内容作了较大改动,教材的编排顺序也进行了重新组合。具体表现在:
  1、数学研究对象的范畴变化
  旧的大纲对数学研究对象的范畴是这样来阐述的:“数学是研究现实世界空间形式和数量关系的科学”,而在新标准中提出:“数学是研究空间形式和数量关系的科学”,不难看出,新标准在对数学研究对象的范畴上,比旧大纲少用了“现实世界”四个字。从中,我们可以看出,随着社会的发展,人们对数学研究对象有不同的认识。随着时代的变化、科技的发展,数量已不仅仅是实数、复数,还有向量、张量、集合中的元等;空间也不只限于二维空间、三维空间,还有n维空间、无穷维空间以及某些结构的抽象空间等,从而超现实的形式与关系也正成为数学研究对象的一部分。
  2、教学目的的调整
  在教学强调落实“双基”的基础上,新标准作了符合高中生年龄特征与数学教育实际、数学教学改革发展趋势相适应的调整。虽然原有大纲中所提的教学目的基本上符合对学生各项能力培养的要求,但是,由于过于偏重对双基的培养,因此容易忽视对学生思维品质以及实际能力的培养,所以,新标准把旧大纲中延续多年的“培养学生的逻辑思维能力,运用数学知识来分析和解决实际问题的能力”,提高为“进一步培养学生的思维能力、运算能力、空间想象能力、解决实际问题的能力”,并把“培养创新意识”新增入教学目的之中。
  3、教学内容的较大改动
  新标准确定教学内容的原则是“有用、基本、能接受”,在保证基础知识教学、基本技能训练和基本能力培养的前提下,对旧大纲的教学内容有增有减,对传统的初等数学中次要的、用处不大的、陈旧老化的,而且学生接受起来有一定困难的、因知识的深挖掘而发展得过极过热已走进死胡同的内容,进一步精简或降低目标要求。在此基础上,新教材规范了部分数学语言及符号;同时在内容上增加了许多与日常生活、现代数学密切相关的知识,如:小试验,小发明,小游戏,股市行情,医疗保险、体育、工、农业、环保、旅游、统计等。
  4、教材编排顺序重新组合
  新教材以函数的思想为主调的代数知识,以平面和空间的基本关系为基础的几何和以在生活、生产实际中广泛应用的概率统计初步知识连成了一条“数学基本方法—式—方程”和“不等式─函数—平面图形—空间图形-概率”这样一个平面式的知识网络。
  5、新课标中蕴涵的改革思路
  课程设置注重时代、社会对学科的要求,在不失其科学性、系统性的前提下,增加其灵活性和适用性;课程设置注重对学生创新意识和实践能力的培养;实现将教育的价值置于数学的价值之上,对学生的学习评价不仅应“测量学生理解和掌握数学基础知识与数学基本技能的情况,又要测量学生的数学基本能力和综合应用数学的能力,并注意评价学生的创新意识和能力的发展情况”。
  
  四、新课程实施策略
  
  新课程理念认为,学生是学习的主体,而且是有差异、有个性、有情感的实实在在的人,教师的一切教学活动设计与开展都应围绕如何促进学生发展。提倡教学方式的变化,由重教轻学转变为以学为主、教学相长;改变传统的学习方式,渗透独立思考、自主探索、合作交流等;重视知识过程的教学,增加趣味性、直观性、现实性,让学生亲身体验学习过程,发展积极情感;建立多维教学目标:知识与技能,过程与方法,情感、态度与价值观,促进学生和谐、健康发展。在实施过程中,应从以下几方面着手:
  (一)、树立现代课程理念,建立创新教育教学理论平台
  1、确立全面发展的高中数学教学新思维
  传统高中数学教学的最大问题是过于关注了知识和技能方面的发展,而忽略了学生其他领域的发展,新课程理念下的高中数学教学的根本宗旨,在于促进学生的全面发展(知识与技能、数学思考、解决问题、情感与态度等四个目标领域)。例如:直觉思维与逻辑推理思维之间是截然不同的,但是又是互补的两种思维类型,在传统数学教学中,往往偏重逻辑推理思维的培养而忽略直觉思维的开发。因此,在新课程背景下,我们要倡导全面发展的数学教学新思维,以此带动学生数学创新思维的培养和综合素质的培养。
  2、重新确立教师在教学中的角色定位
  我国长期以来形成的传统师生关系,实际上是一种不平等的关系,教师不仅是教学过程的控制者、教学活动的组织者、教学内容的制定者和学生学习成绩的评判者,而且是绝对的权威。多年来,教师已经习惯了根据自己的设计思路进行教学,他们总是千方百计地将学生虽不大规范、但却完全正确、甚至是有创造的见地,按自己的要求“格式化”。
  新课程强调,教师是学生学习的合作者、引导者和参与者,教学过程是师生交往、共同发展的互动过程。交往意味着人人参与,意味着平等对话,教师将由居高临下的权威转向“平等中的首席”。在新课程中,传统意义上的教师教和学生学,将不断让位于师生互教互学,彼此形成一个真正的“学习共同体”,教学过程不只是忠实地执行课程计划(方案)的过程,而且是师生共同开发课程、丰富课程的过程,课程变成一种动态的、发展的,教学真正成为师生富有个性化的创造过程。
  教师在课堂上所扮演的角色直接影响着教学效果。按照新课程的要求,教师应当帮助学生制定适当的学习目标,并确认和协调达到目标的最佳途径;指导学生形成良好的学习习惯,掌握学习策略;创设丰富的教学环境,激发学生的学习动机,培养学生的学习兴趣;为学生提供各种便利,为学生的学习服务;建立一个接纳的、支持性的、宽容的课堂气氛;作为学习参与者,与学生分享自己的感情和想法;和学生一道寻找真理,并且能够承认自己的过失和错误。
  因此,教师要完成自身“由传授者转化为促进者”、“由管理者转化为引导者”、“由居高临下转向平等中的首席”的角色转换。
  3、在实践中更新工作方式
  教师职业的一个很大特点,是单兵作战。在日常教学活动中,教师大多数是靠一个人的力量解决课堂里面的所有问题。而新课程的综合化特征,需要教师与更多的人、在更大的空间、用更加平等的方式从事工作,教师之间将更加紧密地合作。可以说,新课程增强了教育者之间的互动关系,将引发教师集体行为的变化,并在一定程度上改变教学的组织形式和教师的专业分工。
  新课程提倡培养学生的综合能力,而综合能力的培养不是靠一个教师个人能力能够实现的,它需要靠教师集体智慧的发挥。因此,教师必须学会与他人合作,与不同学科的教师打交道,而且要改善自己的知识结构,使自己具有更开阔的教学视野。除了专业知识外,还应当涉猎科学、艺术等领域。
  (二)、加大课堂教学改革力度,着力构建创新型课堂教学模式
  1、充分发挥学生的主体性
  传统的教材设计体现学科的系统性和完整性,采用的是演绎式推理结构,即:先定义(或定理、公式等),后例题,从一般到特殊,而新教材顺应了改革的潮流,改变了教材的编排顺序,从特殊到一般,从具体到抽象,符合学生的认识过程;注重知识的发现、探索过程,让学生亲身经历观察、实验、分析、归纳、解释与应用等做数学的过程,学会学习,体验积极情感。
  例如:在讲解《空间几何体的结构》第一知识板块柱、锥、台、球的结构特征时,
  教师利用投影仪,展出柱、锥、台、球的各种模型(见教材),设置如下问题串:
  (1)、观察图片中的物体具有什么几何结构特征?(学生独立观察并思考)
  (2)、能否按照某种标准,对它们进行分类?(小组合作讨论)
  在合作讨论过程中,老师适时介入,提供必要宏观指导和帮助。
  合作讨论结束后,教师请各小组的代表轮流发言、归纳,教师分别板书柱、锥、台、球的相关概念。(略)
  2、提倡“问题解决”课堂教学模式
  “问题解决”课堂教学是指在一定的问题情境背景下,学生可以利用必要的学习材料,借助教师和同伴的帮助,通过意义建构,主动获得知识的教学过程。它主要通过以下几方面来实现:
  首先,创设问题情境,激发学生探究兴趣
  从生活情境入手,或者从数学基础知识出发,把需要解决的问题有意识地、巧妙地寓于符合学生实际的基础知识之中,把学生引入一种与问题有关的情境之中,激发学生的探究兴趣和求知欲。
  其次,尝试引导,把数学活动作为教学的载体
  学生在尝试进行问题解决的过程中,常常难以把握问题解决的思维方向,难以建立起新旧知识间的联系,难以判断知识运用是否正确、方法选择是否有效、问题的解决是否准确等,这就需要教师进行启发引导。
  再次,自主解决,把能力培养作为教学的长远利益
  让学生学会并形成问题解决的思维方法,需要让学生反复经历多次的“自主解决”过程,这就需要教师把数学思想方法的培养作为长期的任务,在课堂教学中加强这方面的培养意识。
  最后,练习总结,把知识梳理作为教学的基本要求
  根据学生的认知特点,合理选择和设计例题与练习,培养主动梳理、运用知识的意识和数学语言表达能力,达到更好地掌握知识及其相互关系和数学思想方法的目的。
  总结是把数学知识与技能通过同化或顺应的机能平衡认知结构的必要步骤。适时组织和指导学生归纳知识和技能的一般规律,有助于学生更好地学习、记忆和应用。
  3、加强应用性问题教学,渗透数学建模思想
  新课标强调:重视发展学生搜集处理信息的能力、自主获取新知识的能力、分析解决问题的能力。可见,数学建模的课堂教学已不容忽视。
  所谓数学建模,是指根据生产、生活中遇到的实际问题的特点和规律,抽象和提炼出一个数学问题,用数学的工具,包括计算机、信息查询等手段来求解,并将结果经解释验证后用于解决实际问题,指导生产、生活的过程。教学过程中,教师应立足双基,结合教材的内容,自行编拟一些开放性题,以促进学生探索、研究能力的发展。在教学中,可以改变过去单一的旧题论题的教法,而引导学生积极主动参与教学活动,打破学生对数学习题的神秘感,增强学生的主体意识,有利于唤醒学生的创新意识和对学生进行创造力的培养,使学生真正体会到学数学是为了用数学。这样,既巩固了双基,又达到了创新发展的目的,也为数学建模打下了坚实的基础。
  (三)、以课程改革为龙头,大力培养学生的创新精神与实践能力
  1、在教学中,培养学生的创新能力
  创新能力在数学教学中主要表现为对已解决问题寻求新的解法。“学起于思,思源于疑”,学生探索知识的思维过程总是从问题开始,又在解决问题中得到发展和创新。教学过程中,学生在教师创设的情境下,自己动手操作、动脑思考、动口表达,探索未知领域,寻找客观真理,成为发现者,要让学生自始至终地参与这一探索过程,发展学生创新能力。如:在球的体积教学中,可将学生分成三组,第一组每人做半径为10厘米的半球;第二组每人做半径为10厘米、高10厘米的圆锥;第三组每人做半径为10厘米、高10厘米的圆柱。每组分出一人又组成许多小组,各小组分别将圆锥放入圆柱中,然后用半球装满土倒入圆柱中,从中发现它们之间的关系:半球的体积等于圆柱与圆锥体积之差。在这一过程中,公理化思想、转化思想、等积类比思想及割补转换的方法蕴于其中,通过展现体积问题解决的思路分析,形成系统的、条理的体积公式的推导线索。这样,学生才能从中领悟到当初数学家的创造思维进程,激发学生的创造思维和创新能力。
  2、在教学中,培养学生经营和开拓市场的能力
  一切数学知识都来源于现实生活中,同时,现实生活中的许多问题都需要用数学知识、数学思想方法去思考解决。比如:洗衣机按什么程序运行有利节约用水;渔场主怎样经营,既能获得最高产量,又能实现可持续发展;一件好的产品,怎样设计营销方案,才能快速得到市场认可,产生良好的经济效益。为此,在数学教学中,应有意识地培养学生经营和开拓市场的能力。善于经营和开拓市场的能力在数学教学中主要体现为:对一个数学问题或实际问题如何设计出最佳的解决方案或模型。如:经营和开拓市场时,我们常常需要对市场进行一些基本的数字统计,通过建立数学模型进行分析研究来驾驭和把握市场的实例也不少。这类问题的讲解不仅能提高学生的智力和应用数学知识解决实际问题的能力,而且对提高学生的善于经营和开拓市场的能力大有益处。
  3、在数学教学中,培养学生团队精神
  团队精神就是一种相互协作、相互配合的工作精神。在教学中,数学教师多设计一些学生通过互相配合能解决的问题,增进学生协作意识,培养他们的团队精神。
  总之,新时代的进步,促进着教育的新形势,同时新课标的提出,代表着教育的进化,指引着数学课堂的不断更新、不断完善,作为新时代的教学,同样要求能善于利用新课标的教师。课程改革的核心环节是课程实施,而课程实施的基本途径是课堂教学。只有教师真正改变多年来习以为常的教学方式,工作方式,才能稳健地推进课程改革。教师只有不断学习先进的教育教学理论,不断反思自己的课堂教学,才能真正走进新课程。
  
  参考文献
  1、《全日制普通高中数学课程标准》国家高中数学课程标准组,2002年8月。
  2、(著作)作者:钟启泉等《普通高中新课程方案导读》,华东师范大学出版社,2003年。
  3、(论文)作者:王林全《高中数学课程标准对数学教学的启示》,http://www.gjs.cn/show.asp?id=1478。
  4、(论文)作者:张洪虎《浅论基于新课程理念下的高中数学教学改革 》,http://www.xedu.net/news_view_2868.html。
  (作者单位:533300广西省田林县教研室)
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