发布时间:2023-09-18 16:32:56
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微课(micro leaming reSource),是指运用信息技术按照认知规律,呈现碎片化学习内容、过程及扩展素材的结构化数字资源。“微课”的核心组成内容是课堂教学视频(课例片段),同时还包含与该教学主题相关的教学设计、素材课件、教学反思、练习测试及学生反馈、教师点评等辅教学资源,它们以一定的组织关系和呈现方式共同“营造”了一个半结构化、主题式的资源单元应用“小环境”。因此,“微课”既有别于传统单一资源类型的教学课例、教学课件、教学设计、教学反思等教学资源,又是在其基础上继承和发展起来的一种新型教学资源。
一、高中数学微课教学的特点
高中数学与其他的科目相比较,学科的知识体系较为完整,系统性比较强。要求学生在学习数学的过程中必须具备较好的抽象思维能力和数理推理能力。微课可以将有效的教学资源加以整合和运用。能够最大程度的将较为枯燥乏味、平面的课堂转化为形象生动的立体课堂。综合高中生数学微课的特点,主要体现在实效性、针对性、广泛性等方面。
(一)实效性
微课教学不同于课堂教学,也不是视频课的缩减版。微课是以某种题型、模型、方法、知识点、方法等为主题展开教学的,教学的主要资源除了有效的文本资源外,还包括现代多媒体技术,集合网络、视频、动画制作等多种手段对课堂进行全方位包装。高中数学采用微课教学可以有效的弥补课堂教学的不足。高中数学涉及集合、三角函数、不等式、数列、空间几何、复数、排列组合、平面几何等知识点。每一知识板块都有诸多的知识单元需要学生认真的学习和掌握。绝大部分的学生由于时间和精力的原因,在对每个知识单元理解的过程中难免有所偏差。高中数学实行微课教学后,教师可以将易错易混、重点难点、典型例题、基本的思维方法等板块作为主题,分层、逐点的加以剖析和讲解。
微课可以优化教师和学生的时间,教师在录制视频的过程中,时间、主题、方式方法、类型等要素可以自主的选择和安排。学生在听课的过程中也是如此,可以自由选择所要学习的内容,可以自主的选择自己所喜欢的老师和授课方式。听课的地点也是可以灵活选择的,既可以是在家,也可以通过手机或平台电脑在学校或是其他场所。
(二)针对性
微课的针对性相对较强。就内容而言,教师可以根据学情有针对性的选择上课的主题。可以根据学生所处的年龄段、学习层次、学习能力、学习进度,灵活的选择和挑选授课的内容。微课上课的时间通常为5~15分钟。采取板块化、c对点的授课模式,可以有效的解决学生的困惑,激发学生学习数学的信心和情趣。就授课形式而言,微课可以针对不同的授课群体选择不同的授课方式。视频的制作既可以采用大众的普世的方式,也可以以个性化的方式进行。在教学设计、课件制作、教学反思方面,教师可以以模块化、知识单元等方式展开设计与制作。
(三)广泛性
微课的受众面比常态课的受众面要广的多。微课通常是以视频的方式呈现的,当视频与网络相结合,大大提高了微课的效率。当教师将视频录制好后,通过反反复复的核对、修改尽量做到尽善尽美。然后将视频通过校讯通、校园网、微课备课网、微信、QQ等平台加以,让学生根据自己的需求和情趣选择相应的内容加以学习。学习的对象既可以是本学校的学生,也可以是外校的学生。从视频包涵的内容来看,既有知识板块、模型、方法、习题、考点等内容,也有态度情感价值观方面的内容。从视频的呈现方式来看,既可以以时间为模块展开录制、也可以以授课的主题为单位展开录制。既可以以平面的形式呈现,也可以以动态的立体的方式呈现。
二、高中数学微课效果述评
1.微课的概念
微课又名微型课程,最早由美国新墨西哥州圣胡安学院的高级教学设计师、学院在线服务经理戴维.彭罗斯(DavidPenrose)于2008年秋首先把微课程称为"知识脉冲"(Knowledge Burst)。"微课程"是运用建构主义方法、以在线学习或移动学习为目的的教学。从教学上来说,就是将重点、难点、考点、疑点等精彩片段录制下来给教师,整合成微教案、微课件、微练习、微反思、微点评五个配套资源,共同组成微课。五个部分可以根据实际应用,任意组合。这一概念引入国内之后,国内的一些专家学者将这一概念进行改造与完善。率先提出微课程概念的是广东佛山教育局的胡铁生,他对微课程在教与学两个方面的革新提出建设性观点。
2.微课的基本特征
微课只讲授一两个知识点,没有复杂的课程体系,也没有众多的教学目标与教学对象,看似没有系统性和全面性,许多人称之为"碎片化",但是微课是针对特定的目标人群、传递特定的知识内容的,一个微课自身仍然需要系统性,一组微课所表达的知识仍然需要全面性。微课的特征有:
2.1主持人讲授性。主持人可以出镜,可以话外音。
2.2流媒体播放性。可以视频、动画等基于网络流媒体播放。
2.3教学时间较短。5~10分钟为宜,最少的1~2分钟,最长不宜超过20分钟。
2.4教学内容较少。突出某个学科知识点或技能点。
2.5资源容量较小。适于基于移动设备的移动学习。
2.6精致教学设计。完全的、精心的信息化教学设计。
2.7经典示范案例。真实的、具体的、典型案例化的教与学情景。
2.8自主学习为主。供学习者自主学习的课程,是一对一的学习。
2.9制作简便实用。多种途径和设备制作,以实用为宗旨。
2.10配套相关材料。微课需要配套相关的练习、资源及评价方法。
3.微课在高中数学教学中的运用
3.1激发学习热情。高中数学许多知识点与生活息息相关,微课以某一概念、定理、案例为中心展开教学,模拟现实生活情境,将学生带到感兴趣的问题探索中,微课应用于高中数学教学,是课堂教学的有效补充,教学知识点零碎,表现形式直观,声音、图形、文字相结合,生动形象,学生乐于接受,能提高课堂教学效果,激发学生自主学习的兴趣,便于集中学生的注意力,学生可以有一个自定进度的学习,即利用视频的暂停、重播,有利于学习者根据个人情况,按照自己的节奏学习,防止学困生出现学习困难。微课虽小,但知识内涵丰富,教学意义巨大,微课讲解一两个知识点,稳步推进,积少成多,聚沙成塔,通过微知识、微学习,形成大道理、大智慧。通过多种感官刺激获取信息,适合学生个性化学习的需求。例如,"长方体的体积"教学,教师可以借助微课展示"牛奶盒中牛奶量的多少",引出"长方体的体积"计算公式,将数学知识置于一个生活化的情境中,培养学生的学习热情,引导学生主动探究,利用微课丰富数学教学内容,向学生展示更多的数学知识,拓展学生思维,提高学生的数学思维能力,通过微课展示具有一定探索性的数学内容,让学生在课余时间自主探索。例如,数学公式的由来及数学家的科学研究故事,教师以微课的形式向学生展示,学生体验数学情境、感受数学知识、领悟数学思想、思考数学问题,能发挥学生的积极性和创造性,调动学生学习的积极性,取得良好的教学效果。
3.2创设课堂情境。利用微课教学,有利于创设课堂情境数学教学过程,事实上就是学生在教师的引导下,对数学问题的解决方法进行研究,探索的过程,继而对其进行延拓,创新的过程。于是,教师如何设计数学问题,选择数学问题就成为数学教学活动的关键。而问题又产生于情境,因此,教师在教学活动中创设情景就是组织课堂教学的核心。但是情景的创设引入不宜过长,要在最短的时间内准确的引入课题,微课程视频正适合这种教学形式。例如:我在"平面向量的基本概念"及"平面向量的坐标表示"的教学中,利用Flash制作动态的平面向量微课课件,学生通过探索,发现了平面向量的基本概念,深刻的理解了平面向量的坐标表示的意义和作用。
《普通高中数学课程标准(2017年版)》指出:高中数学教学要在学生有意义学习的基础上发展学生的数学学科核心素养。对此,数学教师应切实做好基于深度学习的数学教学设计,即深入理解分析教学内容、挖掘教学内容蕴涵的思想方法、梳理教学内容内在的框架结构、遵循教学内容严密的逻辑生成。简言之,基于深度学习的高中数学教学设计要体现“注重理解性”“渗透思想性”“把握整体性”“恪守逻辑性”等方面的基本要求。
1.注重理解性
深度学习是学习者提高学习质量的有效方式,学习者可通过深度学习灵活理解学科知识并应用其解决实际问题。所谓注重理解性,是对知识通性、通法、共性的深度认识,它是数学教学中的基本要求,是学生掌握数学知识、发展数学素养的有效手段。《普通高中数学课程标准(2017年版)》指出要培养学生学科核心素养,主要指学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力,但相关研究表明学生仅通过简单记忆和机械式应用无法达到课标的要求。而深度学习作为一种教学理解和教学设计模式,旨在通过理解分析教学内容,设计有助于学生深度思考的教学活动,使体现学科本质、关注学习过程和富有深度思考的学习活动真正发生。可见,深度学习的重点在于引导学生在学习过程中产生认知冲突,进而组织学生全身心地参与学习活动,让学生体验成功、获得发展,以提升学生的综合素养。因此,在深度学习的数学教学过程中,学生要理解数学的核心内容,并在经历数学知识的发生发展历程中把握所学内容的数学本质,从而促进学生核心素养的发展。总之,要实现学生的深度学习,落实数学核心素养,数学教学设计就必须基于学情,确立“适切”的深度学习目标,且精心设计教学及评价任务,进而引导学生深度理解。
2.渗透思想性
在深度学习的数学教学过程中,渗透数学思想是培养学生思维能力的一种有效路径,它能促使学生形成自己的学习方式,逐步提升学习效率。所谓数学思想,是指数学知识、方法在更高层次上的抽象概括和最本质的认识。但如何在数学教学中渗透数学思想?研究发现:教师深度教学与学生深度学习相结合是渗透数学思想的重要方式,即深在学生参与,倡导积极主动的学习态度;深在课程内容,倡导知其所以然的思想意识;深在学习过程,倡导学以致用的教育理念;深在学习结果,倡导批判思维的学习策略。因此,教师在设计数学课堂教学时,要让学生学会通过深度学习将自身获取的点状、片段、孤立的知识、思想内化为必备品格和关键能力。让学生经历深度学习的思维过程,促使学生分析问题、解决问题、批判思维、创造思维等能力得到显著发展,从而强化学生的数学思想意识,发展学生的数学核心素养。
3.把握整体性
整体把握数学学科主题,聚焦核心素养主线,系统设计课堂教学是指向深度学习的数学教学设计基本策略。所谓把握整体性,即数学知识不是孤立的“点”,数学教师要从整体上把握彼此联系的基本命题或概念体系等。从深度学习的目标来看,数学整体性教学设计培养学生会用数学的眼光观察现实世界,从中体现数学的抽象性;会用数学的思维思考现实世界,从中体现数学的严谨性;会用数学的语言表达现实世界,从中体现数学的应用性。从深度学习的内容来看,数学整体性教学设计一方面要求教师在讲解教材中显性知识时,应引导学生透过现象发现数学的本质,深度理解数学的思想方法等隐性知识,进而达到显隐知识的动态转化;另一方面要求学生能将零散的数学知识整合,能系统梳理知识框架,能架构科学的、合理的知识体系。因此,教师在设计教学时应把握整体性,积极引导学生在知识迁移与应用的过程中发展数学核心素养。总之,整体把握数学教学设计需要有效解决课时间的零散性与知识间的孤立性,单元间的割裂性与学科间的无关联性等问题,从而更好地揭示数学知识的本质,促进学生学习的迁移类推,进而达到深度学习,为学生的自我发展奠定基础。
4.恪守逻辑性
问题是数学教学的引领和驱动,而数学教学实质上是数学问题不断得以解决的认知过程,故问题特色是设计教学的逻辑起点,它贯穿于目标、过程、评价及反思等环节之中。同时教材的内容体系编排总是遵循知识点间的相互联系及其框架的逻辑结构。对此,基于深度学习的高中数学教学设计要恪守逻辑性是重中之重。所谓恪守逻辑性,是指教学内容设计符合逻辑框架、具有一定的逻辑特点和逻辑规则。可见,教师需按照合情合理、合乎逻辑的学习要求,整体梳理数学知识框架、把握数学本质促进知识理解,培养学生逻辑思维能力,促进其深度学习。因此,高中数学教师在设计教学时,应结合数学课程标准的相关理念及要求,从知识逻辑结构的视角研究课程、组织学材,关注知识点间的内在逻辑,使得相关知识形成一个完整的知识链条和结构体系,从而把握知识的系统性,进而促进学生数学核心素养的发展。
二、基于深度学习的高中数学教学设计优化策略
指向深度学习的教学设计是教师对学科知识本质和学生学习的具体的、深入的设计。这就要求教师在整体理解教学内容、目标、学情的基础上完成教学设计,具体应掌握如下教学设计优化策略。1.密切联系实际生活,引导学生理解数学本质数学本质是教学设计的本意和本然状态,教学中的创意不能偏离教学的本真意义,不能脱离学生的原有经验,更不能背离教学目标制造虚假的创造。如“三角函数的概念”的情境引入环节,教师可设计:一个游乐场的摩天轮设施,假设它的中心离地面高度为h0,它的直径为2,以逆时针方向匀速转动,转动一周需2分钟,若此刻座舱中的你从初始位置OA出发,过了15秒后,你离地面有多高?过了30秒呢?45秒呢?教师借此引导学生理解抽象知识,培养学生数学思想及解决实际问题的能力。可见,基于深度学习的数学教学设计要从学生的学情出发,借助信息技术整合相关数学教学资源,教学素材要密切联系学生生活实践,在引导学生自主探索、动手实践的过程中理解数学本质,从而构筑栩栩如生的数学课堂。
2.精心创设问题情境,帮助学生掌握思想方法
数学教学中的深度探究由数学问题情境引发,在解决数学认知冲突中展开,并在不断解决数学问题的过程中实现知识技能与思想方法总结两个核心目标。如“三角函数的概念”的探索新知环节,教师可设计:若在摩天轮座舱中的你从初始位置OA出发,过了15秒后,你在什么位置呢?你离地面有多高呢?过了30秒呢?45秒呢?60秒、75秒、90秒、105秒呢?让学生感知数学与生活的紧密联系,探究其中蕴含的数形结合等思想方法。可见,在基于深度学习的教学设计中,教师要精心创设有效的、丰富的教学情境,培养学生的问题意识,既让学生理解数学知识,更让学生掌握研究问题的方法、探究问题的思路及如何构建知识体系的能力,进而发展学生的数学核心素养。
3.整体把握教学思路,引领学生实现知识迁移
数学,与我们的生活紧密相连,生活中处处都有数学.在日常生活中,我们无时无刻不在使用数学.高中数学对抽象思维、逻辑思维、空间想象能力要求较高,具有一定的难度,多数学生或多或少地都会对数学学习存在一定的抵触心理,认为数学无用,尤其是在日常生活中不会用到数学,不愿意学习数学.因此,为了改变学生对数学的这种认知,提高学生学习数学的兴趣和激情,提升学生学习数学的能力,我们要适当地将生活中的素材、用具与我们的数学教学、学习结合起来.本文基于几个高中数学教学片断,分析探讨了如何将高中数学教学、学习与生活相结合.
一、将新课情境引入和生活结合
为了迎合新课程改革对高中数学的教学要求[1],我们必须明确教学过程和生活息息相关,在新课伊始使用生活中的案例帮助学生对即将学习的新的知识感受到熟悉的气息,从而引起学生对新知的学习兴趣和注意,进而促使学生提高学习效率.因此,笔者认为,在新课的教学之前,教师可以将事先准备的生活化气息浓厚的教学案例列举出来,逐步引出新课的知识点,从而帮助学生顺利过渡到新知识的学习中.
教学片断1:[上课前教师用一张报纸包着一辆依维柯汽车模型(仅仅露出汽车的头部),和学生有了下面的交流]
师:今天,我将和大家一起学习数学,学习过程中大家要分成小组进行活动,教师带来了一个礼物,奖励给合作最有成效的小组.这是什么?
生:汽车模型!
师:什么汽车?
生:依维柯!
师:这辆依维柯汽车模型有多长?
生:……(一时无语,继而杂乱地叫嚷起来)老师,您得将汽车模型转过来,再把报纸拿掉,我们就知道了.
师:看来,仅仅从一面,并不能全面地了解一个几何体,需要多从几个角度(方向)看,今天我们就一起研究从不同方向看――空间几何体的三视图……[2]
空间几何体的三视图这一节课选自人教版必修2第一章中的第二节.上面教学片段中,教师通过一辆汽车模型引导学生发现要想全方位、全面地了解一个物体,只看一面、只从一个角度看是不够的,我们要想窥到一个事物的全貌,必须要从多角度、多方向看待事物.进而顺利进入新课的学习.
教学片断2:(学习“线面垂直性质定理”的那节课,班长喊“起立”,师生互相问好致意后,教师让大家先别坐下,师生之间有了下面的对话)
师:当大家都起立站直时,每个人与地面是怎样的位置关系?
生:与地面垂直.
师:你们相互之间又有怎样的位置关系?
生:互相平行.
师:这就是我们今天要学习的线面垂直的性质定理,请坐下,你能叙述这个定理的内容吗?用符号语言该如何表述?怎样证明这个定理?[3]
线面垂直性质定理@节课选自人教版必修2第二章第三节中的第二小节,这样的问题与对话生动活泼、印象深刻、先声夺人、简单有效.教师巧妙使用学生上课起立站直时这样一个生活化场景,问学生问题,通过师生之间的对话来进入新课题的学习.实际上通过这一场景以及师生的对话,学生就能够很容易猜测出线面垂直的性质定理是什么,同时借助这一场景学生也很容易理解这一定理,也便于记忆.通过这样一个日常的起立上课的生活场景引入新课、灌输数学知识,长此以往,学生的数学意识也会逐步提高.
二、将习题和生活相结合
新课标提倡学生经历“问题情境―建立模型―解释或应用”这一重要的数学活动过程[4].《普通高中数学课程标准(实验)》在基本理念中指出:“高中数学课程应力求使学生体验数学在解决实际问题中的作用、数学与日常生活及其他学科的联系,促进学生逐步形成和发展数学应用意识,提高实践能力.”[5]目的在于逐渐提高学生的数学问题意识与提出数学问题的能力,逐步增强学生应用数学知识解决实际生活中的问题的能力.
习题练习是高中数学学习中比较重要的环节,是通过运用知识解决数学题目的实践运用环节,是巩固所学的知识的环节.因此,新知识学习结束后,还需要精心设计一些立足于本节课知识点、与日常生活相关的习题进行选择性的练习,让学生在运用所学知识解决生活化的数学问题时充分感受到数学的有用之处.通过对实际问题的解决让学生认识到数学来源于生活,同时又服务于生活.
教学片断3:
师:刚才是一个明确给出我们首项、项数、公差、末项的例题,我们直接代入公式很容易就得到了结果.但是有的题目不会明确给出我们数据信息,那么你能不能从题目中抽取出有用的数据信息呢?大家看下面一个题目.(PPT呈现,教师读题)
师:2000年11月14日教育部下发了《关于在中小学实施“校校通”工程的通知》,某市据此提出了实施“校校通”工程的总目标:从2001年起用10年的时间,在全市中小学建成不同标准的校园网.据测算,2001年该市用于“校校通”工程的经费为500万元.为了保证工程的顺利实施,计划每年投入的资金都比上一年增加50万元.从2001年起的未来10年内,该市在“校校通”工程中的总投入是多少?[6]
学生独立思考、讨论交流.
学生讲解、补充.
(PPT展示具体的解题计算过程)
该片段是选自人教版必修5第二章第二节中的第三小节“等差数列的前n项和”.教师选择了这样一个生活化背景的课堂习题,将数学信息隐藏在这样一个生活化问题中,学生需要一步步将多余的、具有干扰性的背景信息略过,提取出有用的数据信息,进而变为一个熟悉的数学问题,再选择已学过的公式进行求解.让高中生在真实生活情境中体验数学知识,结合自身所学,既有利于学生逐渐养成理解问题、分析问题、提取关键信息、解决现实生活中的实际问题的能力,又有利于学生巩固掌握所学的数学知识.同时,学生会发现数学就在我们的生活中,就在我们的身边,能够让学生发现数学的有用之处,有利于激发学生热爱生活和热爱学习数学的情趣.当然,要让学生自己思考、讨论、分析、解决问题,教师适当引导,提高学生的自主性,体现学生的主体地位,提高学生的合作意识和能力.
三、将生活中的多媒体技术、用具与数学教学相结合
由于多媒体教学工具可以将传统教学中难以表述的抽象知识直观地、具体地描述给学生或者展示在学生面前,可以将一些图像(尤其是动态的图像)通过多媒体技术快速、精确地呈现给学生,学生可以通^观察图像自主地发现其性质和规律,既体现了学生的主体地位同时又省时省力、提高教学效率.因此,越来越多的数学教师在教授一些难以表述的知识时倾向于借助多媒体来呈现,使其为数学教学服务.由此可见,多媒体技术也符合生活化的要求.
因此,在平时的教学过程中我们要善于学习多媒体技术、使用多媒体技术,使之更好地为我们的教学进行服务.
教学片断4:(在学生描点画出几个指数函数图像后)
师:我们想能不能再进一步了解对所有的可能取值的a,它的图像如何呢?(打开事先做好的几何画板文件,此时图像自己在动)
师:这就是它的分布,根据这个分布,你能发现什么特性?
学生独立思考、讨论交流.
学生回答、补充.
(PPT展示指数函数的性质)
本节课选自人教版高中数学必修1第二章第一节中的第二小节“指数函数及其性质”.将几何画板这一多媒体软件的使用与指数函数性质的授课结合起来,尤其是随着a的变化,图像的变化、性质一目了然,学生通过观察、讨论交流能比较容易地将指数函数的性质得出来,简洁明了,便于理解记忆,省时省力.当然,应该注意在教学过程中要让学生自己积极主动地去观察这一动画、分析得出指数函数的一些性质,体现学生的主体地位,学生间互相交流讨论,提高学生合作的意识,最后若有不足,教师再启发引导学生或者稍加提示.
随着社会的不断发展,我国已经进入到信息化的时代,手机、计算机等已走进我们的生活成为我们生活的一部分,学生课后的一些娱乐生活、学习都可借助手机、计算机和互联网进行.因此,教师可以经常将高中数学中的一些知识难点、重点、易错点、易考点整理出来,将这些知识建立一个学习的题库,上传到云盘或者班级群里面,学生在进行课后复习的时候,可以根据自己的时间、实际掌握情况,有选择地进行复习.并且,教师也可以在平常将一些重点、难点、习题讲解录制成微课的形式,学生根据自己的时间安排进行观看,同时根据自己的情况,哪地方不懂可以反复观看,进而能很好地理解、消化吸收所学知识.学生对教师在课堂上教授的知识能够有一个巩固的过程,及时解决自己不明白的知识点,为后续学习新知打下良好基础,避免因为某些知识点没学好而导致后续学习难以进行、学生产生厌学的不良状况.这样,学生利用这些生活中的信息工具进行学习,不仅有利于学生的课后复习、巩固,更加牢固地掌握所学知识,收到较好的学习效果,而且还能够培养学生的学习能力,激发学生学习的积极性,提高学生学习的自信心,不断地促进学生的进步[7].
四、反思结语
当然,数学与生活相结合并不是说所有知识点的新课引入讲授、所有课堂习题、所有课堂环节都要与生活相结合.数学与生活相结合要适度、适宜、适可而止.
【参考文献】
[1]李伟.关于提高高中数学课堂教学质量的思考[J].教育界,2013(12):103.
[2]章飞.数学教学设计的理论与实践[M].南京:南京大学出版社,2009.
[3]喻平.著名特级教师教学思想录:中学数学卷[M].南京:江苏教育出版社,2012.
[4]喻平.著名特级教师教学思想录:中学数学卷[M].南京:江苏教育出版社,2012.
张国定(2007)设计了海伦公式,正弦定理,勾股定理,二次方程求解问题,“数学归纳法”五个结合数学史的教学案例。以课前三分钟“数学史话”的方式教学,将案例进行课堂教学检验。发现这种方式提高了学生学数学的兴趣,成绩也有显著变化。由此得出了提出问题-引导阅读(课外)-讨论交流-教师的概括与提升-进一步的阅读的教学模式。
雷晓莉(2008)设计了变量与函数,平面向量的数量积及运算;正弦定理;两角和与差的三角函数;等差数列前n项和;图形的初步认识;一次不定方程、方程组的解决;一元二次方程组的解法(配方法)八个结合数学史的案例。并将案例在课堂进行检验。研究结果表明,结合数学史的课堂教学,加深了教师对教学内容的理解和研究,提高了教师对教育理念的应用。
刘兴华(2009)从教学实践出发,结合问卷调查中发现的普遍问题,选定“无理数”、“勾股定理”、“相似三角形”三部分内容,给出不同教学内容的数学史料开发形式;根据教材中数学知识的教学结构体系,给出了数学史与教材内容重新整合的不同方式;在不同教学目标下,针对问卷中出现的数学史渗入教学的难点问题,结合不同授课类型,开发出三个数学史融入课堂教学的教学设计。从页展示数学史视角下的体现数学思想方法的教学设计。在三个数学史融入课堂教学的设计中,给出数学史料在数学课堂中三个渗入形式。由此,体现一定的课堂标准的教学理念,实现教材设置的教学目标。
朱凤琴,徐伯华(2010)在数学教育的整体框架下,综合考虑数学史与教学要素的关系,建构了许多融入模式,如诠释学模式、资源联络模式、历史―心理的认识论模式、三面向模式、“ 为何―如何” 模式.这些模式对于我国的 HPM 本土化建设有以下多方面的启示:教师是数学史融入的主体;课程目标是数学史融入的方向;多角度分析是数学史融入的关键;数学史资源急待开发;HPM 应成为教师教育的重要内容。
崔海燕(2011)在“数学史选讲”部分设计了两个案例,分别是周髀算进与勾股定理,欧拉与高斯,在数学必修内容中对函数概念,等比数列求和,平面直角坐标系中的基本公式进行了数学史的案例设计。这都为结合数学史的课堂教学提供可用的案例。曹丽莉(2011)细致研究了数学史在中学数学课程中的渗透方法,该方法分为二个阶段,第一阶段:将历史直接附加于教学过程,第二阶段:融入式应用。并为数学史融于数学教学提供了一般的模式。
苗蓉(2012)针对目前缺乏数学史的教学案例和教师不知道如何应用数学史编写教学案例这一问题,开发了对数及运算,椭圆教学两个完整的案例。并将开发的案例应用于数学课堂教学实践,通过调查访谈法,得到用数学史编写的教案可以提高学生学习数学的兴趣,帮助学生理解数学的本质,改变学生对数学的态度。
王芳(2012)设计实施了两课时的数学史融入导数应用的教学,经过问卷调查,访谈后得到融入数学史的教学模式不仅因其主观,生动为学生所认同喜爱,同时因其展现的历史曲折而激发了学生的自信与执着。
杨海(2012)多维度对现阶段数学史融入中学数学教学的情况与模式进行整体分析.对已有将数学史融入中学数学教学的优秀教学设计进行分析,从数学史融入数学教学的角度出发,对对数的概念、等比数列前n项和公式和余弦定理的教学设计进行了具体分析。自从HPM成立以来,通过以上文献发现,数学史融于数学教学的研究队伍在不断壮大。
二、“概率与统计”融于高中教学的研究综述
在国内,华东师范大学的李俊利用SOLO分类法(structure of the observed Learning out coming,即观察到的学习结果的结构),从认知角度对中国各个年龄段的中学生的概率概念掌握的情况进行了调查,提出了学生对概率的认识有五个水平层次,同时还就中小学概率教与学提出了一些原则性建议。台湾苏慧珍对“数学期望值”这节内容的数学史料进行加工,设计学习工作单的形式M行了教学。张德然建议:营造应用实践空间,让学生在解决实际问题中领悟与发展随机性数学思维,丰富概率统计的实际背景;曹学良,郑洁将概念图运用到概率统计教学中,为概率统计教学提供了一种新途径。近年来,随着概率进入了新课程标准,相应的教学研究也逐步展开。 王敏在其论文《新课程高中数学概率统计内容的设置及教学研究》中提到了课堂教学应注重数学模型的建立。曾宏伟(2005)研究了古典概型的数学模型,袋中取球,排序,放球入箱等问题的分析方法,并利用这些分析方法解决了一些古典概型的概率计算问题。郭朋贵(2006)在详细介绍了概率概念的基础上,从概念学习的一般形式出发,分析了概率概念的教学:概率的统计定义,古典概型和几何概型都是属于概念这一范畴,根据概念教学学习的现状调查,建议将游戏和数学史实引入课堂,激发学生学习的兴趣,淡化复杂计算,领悟古典概型,几何概型的实质。张玲玲(2007)介绍将数学建模思想用于概率教学中。徐传胜(2009)细致介绍了作为中国第一本概率论史研究专著的《拉普拉斯概率理论的历史研究》(王幼军著)。
徐传胜,吕建荣(2006)主要介绍了棣莫弗概率思想的发展过程,系统探讨和分析了正态概率曲线的发现过程,及棣莫弗概率思想的创新点。贾小勇,徐传胜,白欣(2006)在《最小二乘法的创立及其思想方法》一文中用历史考察与数理分析的方法,探讨了勒让德和高斯对最小二乘法的两大历史发展过程及其创立者的思想与方法。徐传胜 对惠更斯以及他的著作《论赌博中的计算》这本书进行深入研究,细致阐述了数学期望的概念,惠更斯分析法,并尝试解决了该著作中的5个问题,也将点数问题的解决做一历史梳理,并将帕斯卡,费马,惠更斯的概率思想做了详细介绍。
张弛(2006)将概率统计的发生发展历史,通过历史典故,人物简介等方式渗透教学中。苏醒(2008)采用调查问卷的形式对“历史发生原理”进行验证,并在此理论构想下设计了几何概型,离散型随机变量这两个典型案例。张馨心(2011)对高中古典概型,随机现象,数据的收集这三个主题进行教学设计,介绍了一些案例的历史背景。
苏丹(2011)对古典概型中直接计算法,转化法,对称法,利用数学期望计算法;这几种方法结合实例进行了讨论。魏首柳(2011)通过若干实例,给出了古典概率中的“骰子问题”的基本事件数的不同计算方法,从而得到关于“骰子问题”的较为全面的古典概率的计算方法。
超龙,杨逢喜等(2012)针对目前一般院校的“概率统计”课程学生畏难,教师难把握的现状,针对高校课程建议将概率统计中的历史典故,著名数学家简介,常用实例等融入教学过程中,这种方式不仅能有效提高学生的学习能力和创造力,而且还可以大大提高学生的认识能力以及认识世界的深度和广度。王文静(2013)用试验、观察、类比、归纳、猜想等合情推理的方法分别对高中概率的概念,公式以及解题三个方面提出了一些基本的教学策略。并对概率中的基本概念进行了教学设计并进行了教学实验。实验结果表明采用合情推理的方法对高中概率教学起到积极的作用。
吴骏(2013)根据统计概念发展的历史片段,结合教材内容,设计了八年级数学教材中平均数,中位数,众数的数学史活动,并付诸课堂教学实践,通过此次活动后发现,不仅加强了学生对统计概念的理解,而且两位实验教师的统计知识也得到了提升,教师专业成长也更上一层。
综上可知,越来越多的研究者将重心转向数学史素材的发掘与案例研究,这种研究重心的转移是数学史融于数学教学相关研究走向深入的必然趋势,但与数学课程紧密相关的数学概念、数学思想的历史研究欠缺,阻碍了数学史融入高中数学课程案例的开发,同时现有的案例研究缺乏对案例有效性的关注。数学史融入数学课程的有效性归根到底要经过课堂实践的检验。但由于很多原因,课堂实践的检验难度很大。早期概率与统计只作为学生的选修内容,不在升学考试之列,故而,造成了教师不教,学生不学的情况,概率与统计的教学没有得到很好的重视。但从2003年 4 月教育部正式颁布实施《普通高中数学课程标准(实验)》,“概率与统计”作为必修内容,占到整个高中阶段数学新增内容的 30%。概率与统计的内容由选修到必修曲折发展过程,也是数学新课程发展与改革的必然。就目前而言,针对国内高中概率统计内容研究也有,但从历史视角进行的研究并不多,大多数是对高中数学概率统计运用数学史的现状调查, 因此,本研究将选取高中数学中的“概率与统计”内容中的古典概型,几何概型,正态分布,最小二乘法这四个主题,搜集与之相关的素材。从数学史的角度来开发案例。
参考文献: