深入研究课程教材,切实掌握教学要求提高教学质量--对“高中课程标准”“数学版”教材回访中几个问题的思考_数学论文

深入研读课程教材 切实把握教学要求 努力提高教学质量——对高中课标数学A版教材回访中若干问题的思考,本文主要内容关键词为:教材论文,若干问题论文,切实论文,提高教学质量论文,课标论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

2006年11月27日~12月1日,笔者和我社北京人教教材中心、安徽出版集团教材出版中心、安徽省教育科学研究所的有关同志,到安徽省六安、安庆、池州、宣城、芜湖、马鞍山、巢湖、合肥八市进行高中课标数学A版教材的回访、调研工作。

安徽是2006年秋季进入高中新课程实验的省份。在安徽调研期间,我们深入课堂教学,听了14节课,召开了8场一线教师和教研员座谈会,进一步了解了教材的使用情况,倾听了一线教师和教研员对教材的意见和建议。

这次回访、调研最突出的感受是,教师认为这次高中数学课改是个难得的机遇,他们对课改投入了很高的热情和很大精力。同时,这次课改又是非常巨大的挑战,使他们遇到了很多问题。这些问题集中表现在:

(1)《普通高中数学课程标准(实验)》(以下简称《标准》)规定的每个模块,4课时/周,非常紧张;

(2)如何科学、合理地安排模块化的知识内容?

(3)立体几何的结构体系、处理方式、呈现形式有很大变化,如何适应这种变化?

(4)如何做好初、高中知识的衔接?

(5)如何做好与物理、化学、生物、信息技术等学科之间的联系?

(6)对信息技术的使用提出了更高的要求,如何恰当地使用信息技术?

(7)怎样正确看待教学辅助图书的价值?

(8)关于习题的配置;

(9)如何通过这次课改,促进教师专业化成长?

(10)教材中的一些具体问题。

笔者在安徽八市的8场座谈会中,围绕上述10个主要问题,与教师、教研员进行了热烈地研讨、交流。回来后,围绕上述10个问题,又进行了认真地思考,并系统地把问题整理出来,供广大教师和教研员参考,希望对教学研究、教师教学有一定的帮助。

一、怎样看待课时紧这个问题

这个问题是这次回访、调研中反映最突出的问题。《标准》中明确规定,每个模块36课时,4课时/周。一个模块9周讲完,1周复习考试,完成一个模块需要10周的时间。每个学期要完成两个模块的学习。所有教师都认为,按照现在课时的安排,这是一个不可能完成的任务。

怎样看待这个问题?

出现问题,我们首先寻找出现问题的原因,原因清楚了,再找解决问题的办法。

谈到出现问题的原因,我们一般寻找客观和主观两方面的因素,课时紧的问题也不例外。

(一)客观地讲

1.《标准》规定的内容有点多了,教材厚了一些。

《普通高中课程标准实验教科书·数学1》A版显得比较突出,“第三章3.2函数模型及其应用”的内容非常丰富,素材很多,但仅有4个课时,完成这些内容难度很大。一则背景复杂,文字量大,学生和教师都不习惯,理解难度很大;二则集中安排丰盛的“大餐”,“消化”有困难。

再一个反映是教材厚。教材之所以厚,首先是内容本身的原因。其次,教材糅人了教学设计的成分,特别是考虑到学生的学习,在正文中设置了“观察”“思考”“探究”栏目,发挥问题的作用。“看过问题三百个,不会解题也会问”,在学生主动发现问题、提出问题的能力比较薄弱的情况下,先帮助学生提出问题,引导学生思维,适当展开学习过程。使学生的学习更主动、更生动、更富探索性。再次,教材中的选学素材“观察与猜想”“阅读与思考”“探究与发现”等拓展性栏目,非常丰富。这些使得教材厚了一些,教材似应适当删减一些内容。作为教材编写单位,确需认真考虑教材内容的分量与课时之间的关系。“水涨船高”,作为教学基本依据的教材,分量要适当地减下来。

2.教师在教学过程中,增加一些《标准》和教材中没有的内容,或把后面要学到的内容提前,凸显教师对整个高中数学课程教材的结构体系、内容安排等整体把握有待加强。

从教育行政部门、学校对进入高中新课程的教师的要求来看,2006年秋季任教高一的数学教师都参加了暑期由人民教育出版社、安徽出版集团教材出版中心以及各地教育行政部门、教学研究部门共同组织的教材培训,教师对整个高中数学课程教材的结构体系、内容安排等应该有个整体的把握。但从课堂教学和座谈会的内容来看,很多教师对整套教材的结构体系以及内容安排研究还不够,抑或虽有研究,但客观存在的教育行政部门和学校对学生、教师的评价体系,教学的惯性,使很多教师仍然“穿新鞋走老路”。

(1)对函数概念的认识

诚如《标准》所说:“函数是描述客观世界变化规律的重要数学模型,函数的思想方法将贯穿高中数学课程的始终。”函数是两个数集之间的一种对应关系,对这种对应关系的认识和理解需要一个过程。

①从课程内容本身来看,函数的内容是分阶段安排的:《数学1》安排函数的基本概念、基本初等函数Ⅰ:指数函数、对数函数;《数学4》安排基本初等函数Ⅱ:三角函数;《选修1-1》(《选修2-2》)安排导数及其应用。

②函数与其他一些数学内容联系紧密:《数学 5》中“数列”是一种特殊的函数,“一元二次不等式”与二次函数的联系;《数学3》“统计”中两个变量线性相关与一次函数的联系;《数学2》解析几何初步以及《选修1-1》(《选修2-1》)中“圆锥曲线与方程”与函数的联系。学习这些知识内容,可以加深对函数概念的认识,体会不同知识内容的联系性,从不同角度看待同一数学内容,感受数学的整体性。

(2)关于函数的单调性

单调性虽然是函数的重要性质,但对它的认识、研究是个漫长的过程。在《数学1》中介绍函数单调性的定义,并通过定义,判断简单函数的单调性,然后讨论了指数函数、对数函数以及幂函数的单调性;《数学4》在介绍正弦函数、余弦函数、正切函数时,进一步研究了函数的单调性;在《选修1-1》(或《选修2-2》)中,用导数作为工具,研究了一般函数的单调性,主要是三次多项式函数的单调性。如果在《数学1》中就让学生用函数单调性的定义,讨论三次多项式函数和一些复杂的函数的单调性。那么,我们可以肯定地说,教师对教材整体的把握方面存在很大的问题。

(3)关于复合函数

在《数学1》中没有明确提出“复合函数”的概念,明确提出“复合函数”的概念是在《选修2-2》“第一章导数及其应用”中。在教学中,若出现类似问题,我们应该怎么办?

如果在《数学1》中明确给出“复合函数”的概念,教师在这方面再做些拓展,出现类似f(g(h(i (x))))等问题,学生的课业负担必将会很重。

(4)立体几何初步中对推理论证的要求

《数学2》“第二章点、直线、平面之间的位置关系”中关于“直线与平面平行、平面与平面平行、直线与平面垂直、平面与平面垂直”四个判定定理只要求归纳得出,它们的严格证明在《选修2-1》“第三章空间向量与立体几何”中给出,突出向量工具的作用。

“三垂线定理及其逆定理”只是在《选修2-1》“第三章空间向量与立体几何”出现,并用向量方法证明。不要求运用“三垂线定理及其逆定理”进行推理证明,有关垂直的证明原则上用空间向量及其运算为工具进行解决。在《数学2》中既没有出现“三垂线定理及其逆定理”,更没有具体的要求。 (5)关于一元二次不等式 高中“大纲教材”在第一册(上)“第一章集合与简易逻辑”中有一元二次不等式及其解法的内容,现在“一元二次不等式”的内容放在《数学5》中。之所以这样,是考虑到现在强调“函数是描述客观世界变化规律的重要数学模型”,讲函数的背景、函数的性质、函数的应用,对求函数的定义域、值域的要求不高,况且结合实际问题求函数的定义域、值域都是显而易见的。如果在求函数的定义域、值域方面出现过于繁琐的技巧训练,“一元二次不等式”前置,教学内容增加了,运算量增大了,势必影响对函数概念本身的认识,这也是“一元二次不等式”内容后置的一个重要原因。

(6)关于二分法与算法

二分法是这次高中数学课改新增加的内容。引入二分法的主要目的是加强函数与方程的联系,它是求方程近似解的一种方法。由于二分法中算法思想非常明确,在《数学1》中介绍二分法,可以为讲解“算法”内容提供重要的素材。介绍二分法时,教师心中始终要有整个高中数学课程的框架。

(二)主观上看,教学要求普遍偏高

1.对知识内容的要求,本身有了解、理解、掌握、灵活应用等层次。

(1)关于反函数

对反函数的处理,《标准》“只要求以具体函数为例进行解释和直观理解,不要求一般地讨论形式化的反函数定义,也不要求求已知函数的反函数”,“知道指数函数与对数函数互为反函数(a>0,a≠1)”。至于“互为反函数的两个函数的图象关于直线y=x对称”更不作为要求。

关于反函数,《标准》和教材的要求非常明确,不要拓展内容,不要提高要求。尽管很多教学经验丰富的教师,对这部分内容非常熟悉,驾驭起来也非常轻松,但应适可而止。

(2)关于幂函数

幂函数在高中数学课程教材中反反复复地出现。上一轮高中大纲教材没有提出“幂函数”的概念,这次高中新课程中又一次提出幂函数的概念。其实教师和学生对幂函数并不陌生,正比例函数y=x,反比例函数的一部分。在《数学1》中,对幂函数的要求很低,主要是结合它们的图象,了解它们的变化情况,并与指数函数、对数函数进行比较,比较它们的增长差异。

(3)关于函数模型及其应用

首先要对“数学模型”有个正确的认识。《标准》中多次提到“数学模型”一词,目的是进一步加强数学与现实世界的联系。

数学模型是把实际问题用数学语言抽象概括,再从数学角度来反映或近似地反映实际问题时,所得出的关于实际问题的描述。数学模型的形式是多样的,它们可以是几何图形,也可以是方程式、函数解析式等等。实际问题越复杂,相应的数学模型也越复杂。当数学模型的形式是函数时,这时,我们称之为函数模型。函数模型的表现形式也是多样的:解析式、图象、表格等。

本次高中数学课程改革把“发展学生的数学应用意识”作为课程的基本理念之一,提出“高中数学课程应提供基本内容的实际背景,反映数学的应用价值”。教材努力贯彻上述精神,在数学教材中“讲背景、讲数学、讲应用”。应该说,函数模型的建立及其应用贯穿于整个高中数学课程教材的始终,分层次、分步骤,螺旋安排,逐步深入。在《数学1》、《数学4》的“三角函数”、《数学5》的“数列”以及《选修 1-1》(《选修2-2》)的“导数及其应用”中都有函数模型及其应用的内容。

如通过丰富实例,引入函数概念;通过具体实例,了解简单的分段函数,并能简单应用;通过具体事例,了解指数函数模型的实际背景,直观了解对数函数模型所刻画的数量关系;在解决简单实际问题的过程中,体会指数函数(对数函数)是一类重要的数学模型;收集一些社会生活中普遍使用的函数模型(指数函数、对数函数、幂函数、分段函数等)的实例,了解函数模型的广泛应用等等。

这次回访,教师们集中反映《数学1》“第三章 3.2函数模型及其应用”教学要求偏高,情境阅读量大,呈现方式冗长,教师和学生理解的难度都很大。在具体的教学中,如何把握函数模型及其应用的要求?

①怎样正确认识的有关问题?

教师普遍反映,把考古中所用的衰减问题作为问题之一,引入指数以及指数函数,篇幅过长,背景很陌生,解析式中的数值很大,图象不容易画,教师和学生的理解难度都很大。严格来讲,不是指数函数。通过细胞的分裂,引入指数函数,既简洁又清楚。为什么要选这个问题?而且在“2.2对数函数”例6中才详细地讲述衰减问题的细节。

教师的反映很有道理,从顺序上看,把“2.2对数函数”例6中讲述衰减问题的细节前移到指数函数的引入问题中比较恰当。选择它作为指数函数的引入问题之一,一则是《标准》中提到这个例子;二则用这个例子把指数函数、对数函数“串”起来;三则强调函数模型的作用和价值,背景和应用两方面都需要加强,教师和学生确实需要一个适应的过程,对背景的复杂度、应用问题的难度要有充分的思想准备、

当然,从引入问题的简洁、清晰的角度讲,细胞的分裂是个很好的例子,这也是引入指数函数的一种方式。与问题相比,各有侧重,不能简单地说哪个好,哪个不好,更不能单纯地厚此薄彼。

②怎样正确看待“3.2函数模型及其应用”中的 6道例题?

“3.2函数模型及其应用”中的6道例题反映了函数模型应用的不同层面,在教师教学用书中已有详细的阐述,此处不再赘述。教师反映的教学要求偏高,情境阅读量大,呈现方式冗长不能说没道理,特别是在建立函数模型的初始阶段。还是刚才那句话,首先学会适应,从整个中学数学课程来看,学生从背景中抽象出数学模型,以及运用数学模型解决实际问题的能力相对薄弱,增加这部分内容,希望对改进这种局面有一定的帮助;其次,仔细想一想,增加的内容是不是真的超出了学生的接受程度,如果超出了,教材需要做出调整。作为教材编写单位,我们也在反思,现在教材的要求是不是高了。如果高了,应该怎样调整?

(4)关于函数的定义域、值域

函数的定义域和值域是函数的组成部分。尽管《标准》要求“会求一些简单函数的定义域和值域”,同时“避免在求函数定义域、值域时出现过于繁琐的技巧训练,避免人为地编造一些求定义域和值域的偏题”。但在教学中,教师往往拔高这方面的要求,出现很多把对数、根号、分母、绝对值、一元二次不等式等“整合”在一起的“堆砌题”,使学生“沉浸”在繁琐的技巧训练中,在一定程度上冲淡了对函数本质及有关性质的理解。值域的问题亦如此,很多借助求函数的反函数定义域的方法求函数的值域更是《标准》和教材中没有提到的。增加这些内容,势必拓展这方面的要求。关于这方面的要求,要切实把握好。

实际上,建立函数模型描述实际问题、解决实际问题时,其定义域和值域是显而易见的。

2.实现高考的目标需要循序渐进。

盯着高考无可厚非,很正常,是现实情况,况且高考成绩是检验教学质量的一个非常重要的指标。但知识的安排是螺旋上升的,学生的学习是循序渐进的,要把相关的知识内容放在整个高中课程教材内容的通盘中考虑。要深入研读课程教材,了解整套高中教材的内容,不同阶段有不同的要求。这方面教师的信心不足,总希望教学要求一步到“位”。实际上无法一步到位,拔苗助长,有害无利。长此以往,教师肯定普遍感觉课时不够,学生肯定感觉学习困难。恶性循环的结果,教师感觉很累,学生失去学习数学的兴趣。在这方面教师是“第一责任人”,要对《标准》、教材、《教师教学用书》以及相关的培训资料烂熟于心,不要以为参加了培训,就万事大吉,培训结束后,还要深入研读培训资料。

二、如何科学、合理地安排模块化的知识内容

构建共同基础,提供发展平台;提供多样课程,适应个性选择,是本次高中数学课改的两大基本理念。为了实现这两大基本理念,课程分为众多的模块和专题。其中必修课程包括5个模块:数学1、数学2、数学3、数学4、数学5。

教师普遍认为,现在的模块化设置和安排有很大问题,人为割裂知识内容,前后不衔接,基础性、工具性的知识滞后。像“一元二次不等式”放在数学 5中,“平面向量”放在数学4中,讲概率之前不讲分类计数原理和分步计数原理等等。这些反映有其合理的成分,也有对《标准》和教材理解与把握的问题、课时的问题、教学习惯的问题等等。在教材编写过程中,我们严格按照《标准》规定的内容和要求。目前的设置和安排有其道理,像排列组合中的“分类计数原理”和“分步计数原理”没有安排在概率之前,主要考虑是要学生加深对“概率”本身的理解,“算”不是重点。当然,对这种安排也有不同的理解,相当一部分观点认为,“算”的过程简单了,更容易加深对“概率”概念的掌握,应该说,这种观点有道理。但由于课时的限制,《标准》对内容的选择要有取舍,取舍的是否恰当,还需教学实践的检验。“一元二次不等式”的内容如果放在《数学1》中,教学内容增加了,运算量增大了,学生的负担也就重了。另外,肯定会冲淡对“函数是描述现实世界变化规律的数学模型”的教学;同时增大《数学2》解析几何初步中有关内容的运算量。

另外一个问题是,尽管《标准》中明确提出,《数学1》是共同的基础,讲完《数学1》之后,其他几个模块可以任意选择。按照这种思路,从理论上说,后面4个模块有4!=24(种)排列方式。也就是说,必修的5个模块,其前后顺序有24种方式。实际上能这样做吗?答案当然是否定的。作为每套教材来讲,还是有其先后顺序的,否则太混乱了。毕竟数学是一门逻辑性很强、知识前后之间衔接紧密的学科,我们基本上是按照模块的自然顺序编写教材的。

从实施来看,常见的三种安排是:

①1→2→3→4→5;

②1→4→5→2→3:

③1→4→5→3→2。

第一种安排方式,我们不再说了。我们探讨一下后面两种安排方式,这两种安排方式更多地参考了高中“大纲教材”的先后顺序,同时考虑到算法是全新的内容,需要一个逐步熟悉的过程,统计、概率与其他知识内容联系不是很紧密。我们认为,这种安排有一定的合理性,但也存在一些问题,突出的是关于“算法”内容的教学。《标准》提到“算法思想将贯穿高中数学课程的始终”。《数学1》在“二分法”的内容中已渗透了算法的思想,并在拓展性栏目“信息技术应用借助信息技术求方程的近似解”中给出了程序框图;《数学4》的“三角函数”,《数学 5》的“数列”“不等式”等内容,无论是正文,还是拓展性栏目,都适当贯穿算法的思想。算法本身的知识内容滞后,势必会影响算法思想的贯彻。这与《标准》和教材的要求是不相符的。

无论是从教材编写的角度看,还是从教学实践来看,模块化的结构体系存在很大的争议,造成教材编写、教学实践一些不必要的麻烦。需要采取一些具体的措施,消除模块化结构带来的负面影响。

(待续)

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