追求数学教育的本来面目.ppt
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1、追求数学教育的本来面目追求数学教育的本来面目人教社中数室人教社中数室 章建跃章建跃感悟数学的感悟数学的“本来面目本来面目” 毕达哥拉斯学派:宇宙的实体有两个,一毕达哥拉斯学派:宇宙的实体有两个,一个是数字,万物皆数,数的存在是有限方个是数字,万物皆数,数的存在是有限方面的实体;一个是无限的空间,空间的存面的实体;一个是无限的空间,空间的存在是无限方面的实体。数字跟空间结合在在是无限方面的实体。数字跟空间结合在一起就产生出宇宙万象。一起就产生出宇宙万象。 1919世纪伟大的法国数学家傅里叶说,数学世纪伟大的法国数学家傅里叶说,数学可以用来决定最一般的规律,同时也可以可以用来决定最一般的规律,同时
2、也可以量度时间、空间、温度,所以数学跟大自量度时间、空间、温度,所以数学跟大自然一样广泛、丰富,和大自然走的是相同然一样广泛、丰富,和大自然走的是相同的轨道,也共同见证着宇宙的包容、简洁的轨道,也共同见证着宇宙的包容、简洁、稳定。、稳定。 丘成桐先生说,调和的思想也可说贯穿了丘成桐先生说,调和的思想也可说贯穿了古代数学直到近代数学的发展。数学的美古代数学直到近代数学的发展。数学的美,使我们与大自然更为接近,大自然的美,使我们与大自然更为接近,大自然的美开阔了我们的胸襟,加深了我们的视野开阔了我们的胸襟,加深了我们的视野很幸运的是,自然界的真理往往是极很幸运的是,自然界的真理往往是极为美妙的。所
3、以从数学的美选择出来的方为美妙的。所以从数学的美选择出来的方程、选择出来的图形,往往能够解释大自程、选择出来的图形,往往能够解释大自然里的真理。然里的真理。我的粗浅领悟我的粗浅领悟 数学与大自然同构,数学与哲学相通,数数学与大自然同构,数学与哲学相通,数学是思维的科学因而数学又是一门学是思维的科学因而数学又是一门“内心内心科学科学”。 数学不仅能证明大自然的真理,而且能解数学不仅能证明大自然的真理,而且能解释人的内心世界,这就是数学的本来面目释人的内心世界,这就是数学的本来面目,也是数学内在力量之所在。,也是数学内在力量之所在。 我们要不断地问自己,数学的本来面目是我们要不断地问自己,数学的本
4、来面目是什么?数学教育的本来面目是什么?什么?数学教育的本来面目是什么? 我们要不断求索的是数学教育内在的本质我们要不断求索的是数学教育内在的本质在哪里,永恒不变的究竟是什么,万变不在哪里,永恒不变的究竟是什么,万变不离其宗的离其宗的“宗宗”在哪里?在哪里? 旧典时式旧典时式将永恒不变的本真用符合时将永恒不变的本真用符合时代精神的方式表达出来,这就是不断接近代精神的方式表达出来,这就是不断接近本来面目的过程,也就是改革的过程!本来面目的过程,也就是改革的过程!一、一、“三个理解三个理解”是基石是基石 理解数学,理解学生,理解教学。理解数学,理解学生,理解教学。 “三个理解三个理解”的内涵:掌握
5、丰富的数学学科知识;的内涵:掌握丰富的数学学科知识;中小学数学课程结构体系、教学重点的知识;学中小学数学课程结构体系、教学重点的知识;学生数学学习难点的知识;关于重点知识的教学解生数学学习难点的知识;关于重点知识的教学解释的知识;关于评估学生的知识理解水平的知识;释的知识;关于评估学生的知识理解水平的知识;等。特别是,等。特别是,“内容所反映的数学思想方法内容所反映的数学思想方法”的的理解水平决定了教学所能达到的水平和效果。理解水平决定了教学所能达到的水平和效果。 例:为什么说例:为什么说在有理数乘法在有理数乘法法则的教材设法则的教材设计中,渗透了计中,渗透了数系扩充的基数系扩充的基本思想本思
6、想原原有数系的运算有数系的运算和运算律保持和运算律保持不变?不变? 例:理解有理数的意义,重点是理解负有理数的例:理解有理数的意义,重点是理解负有理数的意义。那么,难点在哪里?意义。那么,难点在哪里? 难点是用正数、负数表示具有相反意义的量时,难点是用正数、负数表示具有相反意义的量时,描述向指定方向变化的情况,即:向指定方向变描述向指定方向变化的情况,即:向指定方向变化用正数表示,向指定方向的相反方向变化用负化用正数表示,向指定方向的相反方向变化用负数表示这与学生的日常经验有一定的矛盾,需数表示这与学生的日常经验有一定的矛盾,需要一个要一个“心理转换心理转换”:把:把“体重减少体重减少1kg”
7、转换为转换为“体重增长体重增长1kg”,需要对,需要对“负负”与与“正正”的相的相对性有较好的理解。对性有较好的理解。 例例 在在“二元一次方程组二元一次方程组”的学习中,学生的学习中,学生在认知上会有哪些问题?应如何在认知上会有哪些问题?应如何化解化解?二、高度重视教学目标的制定二、高度重视教学目标的制定当前,教学目标的表达比较混乱。五花八当前,教学目标的表达比较混乱。五花八门,门,“三维目标三维目标”成为时髦;也有按成为时髦;也有按“知知识技能、数学思考、问题解决、情感态度识技能、数学思考、问题解决、情感态度”的;也有按的;也有按“知识、技能、能力、价值观知识、技能、能力、价值观”的;等等
8、。的;等等。“三维目标三维目标”的理解的理解 “三维目标三维目标”是课程目标的设计思路,是是课程目标的设计思路,是同一学习过程中的三个心理维度,不是教同一学习过程中的三个心理维度,不是教学目标的维度。学目标的维度。 教学目标取决于教学内容的特点,要在教学目标取决于教学内容的特点,要在“三个维度三个维度”的指导下,综合考虑学段目的指导下,综合考虑学段目标、内容特点和学情来确定;课堂教学不标、内容特点和学情来确定;课堂教学不是为了体现课程目标的是为了体现课程目标的“三个维度三个维度”而存而存在,而是要具体而扎实地把课程内容传递在,而是要具体而扎实地把课程内容传递给学生,促进学生健康发展。给学生,促
9、进学生健康发展。数学教学目标系统数学教学目标系统 教育方针:学校一切学科的目标。教育方针:学校一切学科的目标。 课程目标:课程目标: 宏观目标,要付出大量时间和精力,宏观目标,要付出大量时间和精力,经过长期努力才能实现的学习结果;包含经过长期努力才能实现的学习结果;包含多方面的、更为具体的目标。多方面的、更为具体的目标。 由课程专家制定。由课程专家制定。 用用“总体目标总体目标+学段目标学段目标”的方式呈现的方式呈现。 单元目标:单元目标: 中观目标,用于计划需要几周或几个中观目标,用于计划需要几周或几个月的时间学习的单元,是课程目标的具体月的时间学习的单元,是课程目标的具体化。例如,化。例如
10、,“理解有理数加法法则理解有理数加法法则”就就是是一个单元目标。一个单元目标。 由课程专家制定。由课程专家制定。 课标中课标中“内容标准内容标准”中所列的都是单中所列的都是单元目标。元目标。 课堂教学目标:课堂教学目标: 微观目标,专注于具体内容的学习,只处理细节微观目标,专注于具体内容的学习,只处理细节,它们在计划日常教学中发挥作用。,它们在计划日常教学中发挥作用。 例如,例如,“理解理解有理数的加法法则有理数的加法法则”这一单元目标要具体化为:这一单元目标要具体化为:(1 1)能借助实际事例解释有理数加法法则;)能借助实际事例解释有理数加法法则;(2 2)会根据有理数加法法则计算两个有理数
11、和)会根据有理数加法法则计算两个有理数和 由教师根据课标要求和本班学生实际制定。由教师根据课标要求和本班学生实际制定。三、大力提高概念教学水平三、大力提高概念教学水平(1 1)当前概念教学的问题)当前概念教学的问题 概念教学走过场,常常采用概念教学走过场,常常采用“一个定义,一个定义,三项注意三项注意”的方式,在概念的背景引入上的方式,在概念的背景引入上着墨不够,没有给学生提供充分的概括本着墨不够,没有给学生提供充分的概括本质特征的机会。质特征的机会。 以解题教学代替概念教学,学生在数学上以解题教学代替概念教学,学生在数学上耗费大量时间、精力,结果可能是对数学耗费大量时间、精力,结果可能是对数
12、学的内容、方法和意义知之甚少的内容、方法和意义知之甚少 有些老师不知如何教概念有些老师不知如何教概念(2 2)教概念的意义)教概念的意义 李邦河院士:数学根本上是玩概念的,不李邦河院士:数学根本上是玩概念的,不是玩技巧技巧不足道也!是玩技巧技巧不足道也! 数学是思维的科学,概念是思维的细胞数学是思维的科学,概念是思维的细胞 概念不理解,其他一切都免谈。因概念不理解,其他一切都免谈。因此,概念教学是最基本也是最重要的。此,概念教学是最基本也是最重要的。(3 3)概念教学的核心)概念教学的核心 概念教学的核心是概括:将凝结在数学概概念教学的核心是概括:将凝结在数学概念中的数学家的思维打开,以典型丰
13、富的念中的数学家的思维打开,以典型丰富的实例为载体,引导学生展开观察、分析各实例为载体,引导学生展开观察、分析各事例的属性、抽象概括共同本质属性,归事例的属性、抽象概括共同本质属性,归纳得出数学概念。纳得出数学概念。(4 4)概念教学的基本环节)概念教学的基本环节 概念的引入概念的引入借助具体事例,借助具体事例,从数学概念体系从数学概念体系的发展过程或解决实际问题的需要引入概念;的发展过程或解决实际问题的需要引入概念; 内涵的概括内涵的概括提供提供典型丰富的具体例证,进行典型丰富的具体例证,进行属性的分析、比较、综合,概括不同例证的共同属性的分析、比较、综合,概括不同例证的共同特征;特征; 概
14、念的明确概念的明确下定义,给出准确的数学语言描下定义,给出准确的数学语言描述(文字的、符号的);述(文字的、符号的); 概念的辨析概念的辨析以实例为载体分析关键词的含义以实例为载体分析关键词的含义(恰当使用反例);(恰当使用反例); 概念的巩固概念的巩固用概念作判断的具体事例,形成用概念作判断的具体事例,形成用概念作判断的具体步骤;用概念作判断的具体步骤; 概念的应用概念的应用纳入概念系统,建立与相关概念纳入概念系统,建立与相关概念的联系。的联系。例例 数轴概念的教学设计数轴概念的教学设计(一)内容和内容分析(一)内容和内容分析 内容:数轴的概念,用数轴上的点表示数内容:数轴的概念,用数轴上的
15、点表示数(点与数的一一对应)。(点与数的一一对应)。 内容分析:数形结合思想的产物。由此,内容分析:数形结合思想的产物。由此,数的概念和运算与位置、方向、距离相统数的概念和运算与位置、方向、距离相统一,使数的语言得到了几何解释,数有了一,使数的语言得到了几何解释,数有了直观意义,有助于数的概念的理解,还可直观意义,有助于数的概念的理解,还可以从中得到启发而提出新的问题或结论,以从中得到启发而提出新的问题或结论,如相反数、绝对值等。如相反数、绝对值等。 数轴上的点表示实数的本质:实数与数轴数轴上的点表示实数的本质:实数与数轴上的点一一对应(存在性、唯一性)。上的点一一对应(存在性、唯一性)。 这
16、样要求的意义:等价性,将问题转化后这样要求的意义:等价性,将问题转化后所得到的结论就是原问题的结过所得到的结论就是原问题的结过需要需要学生逐渐体会。学生逐渐体会。 在这样的要求下,明确规定原点、方向和在这样的要求下,明确规定原点、方向和单位长度单位长度“三要素三要素”是必须而且自然的。是必须而且自然的。数轴的数轴的“三要素三要素”与实数集的与实数集的“三要素三要素” 原点原点 0(原点和(原点和0的的“基准基准”作用)作用) 单位长度单位长度 1(“单位单位”的的“标准标准”作用作用) 方向方向 符号(符号(“方向方向”、“长度长度”是标记是标记“空间位置差别空间位置差别”的两个要素。数轴的方
17、的两个要素。数轴的方向向“左左”“”“右右”,具有,具有“相反意义相反意义”,对,对应于负数、正数。应于负数、正数。 教学重点是:体会数轴的三要素;体会用教学重点是:体会数轴的三要素;体会用数轴上的点表示数的合理性。数轴上的点表示数的合理性。(二)目标和目标解析(二)目标和目标解析 目标目标(1 1)能用数轴上的点表示有理数;)能用数轴上的点表示有理数;(2 2)能借助具体实例,解释数轴三要素的作)能借助具体实例,解释数轴三要素的作用。用。 目标解析:目标解析: 目标(目标(1 1)属于)属于“理解理解”层次,是指学生能画出数轴层次,是指学生能画出数轴并找到表示给定数的点;并找到表示给定数的点
18、; 目标(目标(2 2)也属)也属“理解理解”层次,是指学生能判断一种层次,是指学生能判断一种情境是否适合用数轴表示,并将情境中的事物与三要情境是否适合用数轴表示,并将情境中的事物与三要素分别对应起来。素分别对应起来。 从发展的角度看,学生还应体会到,从发展的角度看,学生还应体会到,“用点表示数用点表示数”时,数轴时,数轴“三要素三要素”保证了点与数的保证了点与数的“一一对应一一对应”,即任意一个数对应于数轴上的唯一一个点;反之,数即任意一个数对应于数轴上的唯一一个点;反之,数轴上任意一个点对应于唯一一个数。这里,概念所反轴上任意一个点对应于唯一一个数。这里,概念所反映的基本思想需要逐步体会,
19、还要逐步积累借助数轴映的基本思想需要逐步体会,还要逐步积累借助数轴的直观研究问题的经验。的直观研究问题的经验。(三)教学问题诊断分析(三)教学问题诊断分析 学生第一次遇到用形表示数的问题,领会学生第一次遇到用形表示数的问题,领会其中蕴含的思想、体验这一方法的意义,其中蕴含的思想、体验这一方法的意义,尚待时日。可以借鉴引入负数的经验和生尚待时日。可以借鉴引入负数的经验和生活经验。在基本思想上,还是要借助于具活经验。在基本思想上,还是要借助于具体情境,教师先讲解,学生获得体验后进体情境,教师先讲解,学生获得体验后进行模仿式举例。行模仿式举例。 教学难点:数轴教学难点:数轴“三要素三要素”与数集中与
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