浅谈数学教学学生的激活_数学论文

再谈数学教学生活化的问题,本文主要内容关键词为:再谈论文,数学教学论文,生活化论文,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。

《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》(以下简称《标准》)多次强调了数学与生活的关系,原有的一些教育方法和教育手段已不符合《标准》的理念、不适应学生个性发展的需要,因此,需要进行改革.众所周知,数学来源于生活,又服务于生活,数学教学应该提倡“生活化”的观点,做到教学联系生活、贴近生活,在“走向”生活的过程中完成数学教学,实现教育家陶行知所说的“生活即教育”的目标.一时间,教师谈论最多的便是这个话题,各种刊物上也刊载了大量有关这方面的文章.然而,调研发现,许多教师对数学教学生活化的理解是肤浅的,为帮助教师澄清认识,更好地进行数学教学,现就该问题加以探讨.

一、对数学教学生活化的有关认识

“数学教学生活化”是一个内涵不断丰富,并且处在发展之中的概念,笔者认为,“数学教学生活化”包括两个方面的含义:一方面,是在数学教学中,从现实生活出发,以学生已有的数学知识、直接经验为基础,在教师创设的问题情境下,通过观察、思考、探索、交流等一系列数学活动,发现现实世界中存在的数学问题,得到有关的数学规律;另一方面,是把从现实世界中抽象得到的数学知识运用到实际生活中去,解决有关的生活实际问题.数学教学生活化体现了“数学源于生活,寓于生活,为生活服务”的理念,密切了数学与现实生活的联系.

1.现实生活是数学教学的源泉

“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日月之繁,无处不用数学”,数学家华罗庚言简意赅地说明了数学应用的范围是十分广泛的.现实世界是数学的源泉,社会生活纷繁复杂、包罗万象,现实生活中蕴含着大量的数学信息.因此,教师应“跳出”教材,做到创造性地使用教材,对教材的结构进行“二次”加工,精选一些发生在学生身边的现象或事件,作为教学的素材或案例,让他们学会运用数学的思维方式对这些案例进行观察、分析、思考、归纳等,在此基础上,发现并提出具体的数学问题,然后运用相应的数学知识加以解决,让学生深刻感悟到数学知识的生活意义和价值,产生追求科学的内在动力.

2.数学教学应回归生活化

以往的数学课程过于强调严谨性和理性思维的训练,注重的是科学世界,把生活世界与教学进行了人为的“剥离”,原本“丰富多彩”的教学过程被冰冷的知识接受、机械的强化训练所取代.近年来,世界各国都在积极探讨课程改革的问题,基本一致的观点就是实施“生活化”的回归,即“让教育教学重返生活世界”.生活是数学的源泉,说明数学离不开生活,同样,生活也离不开数学,数学的作用已经遍及人类生活的各个领域,成为推动人类文明进步的重要工具.因此,数学教学应架起数学与生活的桥梁,强调数学与生活的联系,只有当数学与学生的生活“亲密接触”时,学生才能感觉到数学是鲜活而有生命的.教师在进行导学设计时,应遵循学生学习的心理规律,强调从学生已有的生活经验出发,精心编制用数学知识可解决的实际生活问题,使数学教学面向自然、面向社会、面向生活.

总之,实现“生活化”和“数学化”的和谐统一,是数学教学应追求的目标.

二、实施数学生活化教学的基本策略

1.精心设计生活化的问题情境

《标准》指出:“数学教学应从实际出发,创设有助于学生自主学习的问题情境,引导学生通过实践、思考、探索、交流去获得知识、形成技能、发展思维、学会学习,促进学生在教师的指导下生动活泼、主动、富有个性地学习”.根据这一要求,教学中,应结合具体的学习内容及学生的实际情况,积极创设既有实际意义,又有趣味性的问题情境,设计一系列的活动,让学生以“再发现”和“再创造”的方式经历数学知识的发生、发展过程,从而发现并掌握知识.在应用这些知识解决新的实际问题的过程中,达到巩固知识、形成技能的目的,获得对这些知识所蕴含的基本数学思想方法的感悟、基本活动经验的积累和积极向上的情感体验.

案例1 “镜面对称”性质的探索.

在学习“镜面对称”的知识时,为了让学生探索得到镜面对称的性质,我们从生活实际出发,选取了3个能启发学生思考的问题,作为探究新知的情境.

(1)照镜子时,观察自己与镜中所成像的关系;

(2)从镜子里观察写在纸上的0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十个数字;

(3)从镜子里看一张扑克.

在观察的基础上思考:成镜面对称的物体和它在镜子里的像的大小、形状、位置的关系是怎样的?

【说明】在数学教学中,教师的选材应从学生熟悉的生活情景和感兴趣的事物出发,提供观察和探索的机会,使他们有更多的机会从周围熟悉的事物中学习数学、理解数学,体验数学与现实生活的联系及数学的魅力.此案例所创设的问题情境是由3个问题构成的,表面看来,这3个问题似乎与数学无关,只是一个“照镜子”的生活实际问题,但实践表明,这样的问题能引导学生仔细观察、深入思考,让生活走进学生的视野,进入课堂,使教学内容与学生的生活实际有机地融合在一起,调动了学生学习的积极性,学生真正“动”了起来(动手操作、动脑思索、动口表述),学生在观察、思考的同时,就能归纳出镜面对称的性质,从而实现本节课的教学目标.这个问题情境不仅为学生学习镜面对称的知识提供了帮助,把生活与数学有机地融合在了一起,更重要的是让学生加深了对“生活即数学”的认识与理解,增进了学好数学的信心.因此,我们认为,这就是一个有效的问题情境.

教学中,要紧密联系学生的生活实际,从学生的生活经验和已有知识出发,创设生动有趣的问题情境,引导学生开展观察、操作、猜想、推理、交流等活动,让学生通过参与这些活动,掌握基本的数学知识和技能,初步学会从数学的角度去观察事物、思考问题,激发数学学习的兴趣以及学好数学的愿望.

2.培养学生的应用意识

《标准》在“课程目标”中强调指出:通过义务教育阶段的数学学习,学生能够“初步学会运用数学的思维方式去观察、分析现实社会,去解决日常生活和其他学科学习中的问题,增强应用数学的意识”.这就要求我们在数学教学中,应结合具体的学习内容,精选一些与社会生产、生活相联系的实际问题,让学生体验到数学在解决实际问题中的作用,进一步感受到数学与日常生活和其他学科的联系,初步学会用数学的眼光观察生活,用数学的思维思考生活,从而使数学走进学生的生活,逐步形成和发展数学应用意识,提高实践能力.

案例2 (2010年黑龙江·哈尔滨卷)如何设计购买方案.

君实机械厂为青扬公司生产A、B两种产品,该机械厂由甲车间生产A种产品,乙车间生产B种产品,两车间同时生产.甲车间每天生产的A种产品比乙车间每天生产的B种产品多2件,甲车间3天生产的A种产品与乙车间4天生产的B种产品数量相同.

(1)求甲车间每天生产A种产品的数量为多少?乙车间每天生产B种产品的数量为多少?

(2)君实机械厂生产的A种产品的出厂价为200元/件,B种产品的出厂价为180元/件.现青扬公司需一次性购买A、B两种产品共80件,君实机械厂甲、乙两车间在没有库存的情况下只生产8天,若青扬公司按出厂价购买A、B两种产品的费用超过15000元而不超过15080元.试通过计算为青扬公司设计购买方案.

分析:学习数学的目的之一,就是用所学知识解答生活、生产中所遇到的实际问题.笛卡尔曾说过:“一切问题都可以转化为数学问题,一切数学问题都可以转化为代数问题,而一切代数问题又都可以转化为方程问题.因此,一旦解决了方程问题,一切问题将迎刃而解.”这个“转化”的过程,就是实现“数学化”的过程.

问题(1)的数学化过程是这样实现的:要求两个车间的具体生产数量,应建立一个方程或方程组,为此,需要找到两个等量关系.仔细阅读,容易发现此题的两个等量关系:第一个等量关系是“甲车间每天生产的A种产品比乙车间每天生产的B种产品多2件”,由此设乙车间每天生产x件B种产品,则甲车间每天生产(x+2)件A种产品;第二个等量关系是“甲车间3天生产的A种产品与乙车间4天生产的B种产品数量相同”,由此可得方程3(x+2)=4x.这样就把一个具体的求两车间生产情况的问题“数学化”,成为一个方程的求解问题,学生很容易获解.问题(2)是已知购买两种产品费用的范围,让学生确定购买方案的问题,显然,“数学化”的方向是构建一个不等式组,为此,需要用代数式表示出购买每种产品的费用.由题意知,青扬公司购买A、B两种产品共80件,可设购买B种产品m件,则购买A种产品(80-m)件,根据B种产品出厂价为180元/件,A种产品的出厂价为200元/件,可得购买A、B两种产品的总费用为[180m+200(80-m)]元,这个数值超过15000元,不能超过15 080元,可得不等式组15000<180m+200(80-m)≤15080,求出不等式组的整数解即可确定购买方案.

方案的确定问题是学生学习中的难点问题,此案例引导学生充分利用已知条件,逐步向前推进,直至转化成不等式组的求解问题,完成了“数学化”的全过程,教学效果较好.

【说明】在现实生活中,数量之间的相等关系及不等关系是普遍存在的,因此,方程与不等式是重要的数学基础知识,它们在生活实际中有着广泛的应用,这些应用主要体现在行程问题、工程问题、市场营销、统筹安排、生产决策、优化设计等.

此题的素材来源于现实生活,问题(1)是通过建立方程模型解答的,问题(2)是通过认真分析题意,找出题目中存在的不等量关系,进而建立不等式组,然后进行解答的.列不等式(组)、求不等式(组)的整数解,是解决设计方案问题时常用的方法,类似这样的问题,有时还与函数的知识结合起来.此题既考查了学生运用所学知识解答实际问题的能力,又提高了学生对“数学问题生活化”的认识.教学中,要时刻注意综合利用有关的教育资源,多角度、多层次地综合运用所学的数学知识和方法解决生产、生活中所遇到的实际问题,培养学生的应用意识.

3.重视数学建模活动

数学建模就是运用数学思想、方法和知识解决实际问题的过程,是从现实问题中建立数学模型的过程.《标准》强调:从学生已有的生活经验出发,让学生亲历将实际问题抽象成数学模型并进行解释与应用的过程.数学建模是一个不断探究、不断创新的过程,也是一个广泛开展社会调查,接触社会、接触实际生活的过程,是实践能力培养的过程,是实施数学教学生活化的突破口.

案例3 (2008年山东·青岛卷)需要抽取多少学生.

实际问题

某学校共有18个教学班,每班的学生人数都为40.为了解学生课余时间上网情况,学校打算做一次抽样调查,如果要确保全校抽取出来的学生中,至少有10人在同一班级,那么全校最少需抽取学生的人数为多少?

建立模型

(为解决上面的“实际问题”,我们先建立并研究以下“从口袋中摸球”的数学模型).

在不透明的口袋中装有红、黄、白三种颜色的小球各20个(除颜色外完全相同),现要确保从口袋中随机摸出的小球至少有10个是同色的,则最少需摸出小球的个数为多少?

为了找到解决问题的办法,我们可以把上述问题简单化.

①首先考虑最简单的情况:要确保从口袋中摸出的小球至少有2个是同色的,则最少需摸出小球的个数为多少?

假若从袋中随机摸出3个小球,它们的颜色可能会出现多种情况,其中最不利的情况就是它们的颜色各不相同,那么只需再从袋中摸出1个小球,就可确保至少有2个小球同色,即最少需摸出小球的个数为1+3×(2-1)=4(如图1);

②若要确保从口袋中摸出的小球至少有3个是同色的呢?我们只需在①的基础上,再从袋中摸出3个小球,就可确保至少有3个小球同色,即最少需摸出小球的个数为1+3×(3-1)=7(如下页图2);

③若要确保从口袋中摸出的小球至少有4个是同色的呢?我们只需在②的基础上,再从袋中摸出3个小球,就可确保至少有4个小球同色,即最少需摸出小球的个数为1+3×(4-1)=10(如图3);

⑨若要确保从口袋中摸出的小球至少有10个是同色的呢?我们只需在⑧的基础上,再从袋中摸出3个小球,就可确保至少有10个小球同色,即最少需摸出小球的个数为1+3×(10-1)=28(如图4).

模型拓展1

在不透明的口袋中装有红、黄、白、蓝、绿五种颜色的小球各20个(除颜色外完全相同),现从袋中随机摸球:

①若要确保摸出的小球至少有2个同色,则最少需摸出小球的个数为________;

②若要确保摸出的小球至少有10个同色,则最少需摸出小球的个数为________;

③若要确保摸出的小球至少有n个同色(n<20),则最少需摸出小球的个数为________.

模型拓展2

在不透明口袋中装有m种颜色的小球各20个(除颜色外完全相同),现从袋中随机摸球:

①若要确保摸出的小球至少有2个同色,则最少需摸出小球的个数为________;

②若要确保摸出的小球至少有n个同色(n<20),则最少需摸出小球的个数为________.

问题解决

①试把此题中的“实际问题”转化为一个从口袋中摸球的数学模型.

②根据①中建立的数学模型,求出全校最少需抽取学生人数为多少.

【说明】这是一道与学生的学习、生活密切相关的问题,为了考查学生通过建立数学模型解答实际问题的能力,命题者首先巧妙设计,建立了一个从口袋中摸球的数学模型,为了找到解决问题的方法,把模型问题进一步简单化为9个小问题,而且把每个小问题的分析、解答过程都呈现给学生.这样安排,一方面,是为了降低考试题目的难度;另一方面,是为了考查学生仿照给定的“摸球模型”建立解决问题的数学模型的能力.学生只要能认真审题,真正理解简单化后的问题①~⑨的分析过程,就能类比、“模拟”这种方法和规律,直接得到两个模型拓展的答案,并最终给出“问题解决”的摸球模型为:在不透明口袋中放入18种颜色的小球(小球除颜色外完全相同)各40个现要确保从口袋中随机摸出的小球至少有10个是同色的,则最少需摸出小球的个数为多少?在此基础上,求出全校最少需抽取的学生数为1+18×(10-1)=163.

数学建模把课堂上的数学知识延伸到实际生活中去,呈现给学生一个五彩缤纷的数学世界.目前,数学建模的问题已经渗透到社会生产、生活的各个方面,如“投资买卖”、“平均增长率”、“行程”、“卫星轨道”、“测量”、“手机付费”、“分段收费”、“方案的确定与选择”、“分期付款”、“教育储蓄”等问题,都可以通过建立相应的数学模型加以解决,这些问题具有较强的趣味性,学生容易对其产生兴趣,这种兴趣又能激发学生更加努力地学习数学,并体验生活.学生在解答时,除必须全面、扎实地掌握数学基础知识外,还要具有丰富的生活常识和较强的阅读理解能力,以及将实际问题转化为数学问题的数学建模能力.因此,数学建模能把学习知识、应用知识、探索发现、使用计算机工具、培养良好的科学态度与思维品质更好地结合起来,加深学生对数学的理解.通过数学建模,学生体验到数学与日常生活及其他学科的联系,感受数学的实用价值,增强应用意识,提高实践能力,同时培养学生认真求实崇尚真理、追求完美、讲求效率、联系实际的学习态度和学习习惯.在具体的教学中,我们应抓住一些典型的生活实际问题,让学生通过建立数学模型进行解答,长期这样训练,学生既加深了对所学知识的理解和应用,又提高了对“数学与生活”关系的理解.

4.重视数学实验操作

《标准》指出,学生“能通过观察、实验、归纳、类比等获得数学猜想,并进一步寻求论据、给出证明或举出反例”.学习数学的最好方法是做数学,让学生经历数学知识的形成与应用过程,因为学生在经历观察、实验、猜想、证明等数学活动的过程中,能发展其合情推理能力和初步的演绎推理能力,并能有条理、清晰地阐述自己的观点,而这些正是培养学生创新能力、形成和发展学生创新意识的重要基础.这就要求我们在数学教学中,应重视实验教学,努力把一些知识的教学过程设计为实验探索的过程,让学生在动手操作的过程中发现规律.在设计实验过程时,要注重合情推理能力的培养,遵循从特殊到一般、从简单到复杂的认识规律.

案例4 探究“轴对称图形的性质”.

“关于一条直线成轴对称的两个图形”所具有的性质,是在学习了轴对称图形、线段和角以及等腰三角形的对称性的基础上安排的.教师可以从生活实际出发,引导学生通过下面的实验自主发现:

如图5,(1)把一张纸对折后,扎1个小孔,然后展开铺平.

(2)连接得到的2个小孔A和A′,记线段AA′与折痕MN的交点为O.

(3)思考:线段AA′与直线MN具有怎样的位置关系?你发现了哪些等量关系?再扎几个小孔,重新验证一下自己的发现.

学生小莹扎了3个孔,把纸展开铺平后连接各点(如图6),其中直线MN为折痕.这时,让学生思考下面的问题,并相互交流自己的发现:

(1)线段AB与线段A′B′的长度有什么关系?

(2)△ABC与△A′B′C′的3个内角有什么关系?

(3)△ABC与△A′B′C′有什么关系?

学生通过剪纸、折叠、观察、思考等探究活动,在问题的引导下,自主发现并概括出轴对称图形的性质:

如果两个图形关于某一条直线成轴对称,那么连接对应点的线段被对称轴垂直平分,对应线段相等,对应角相等.

【点评】数学实验是数学学习的一种方式,这种学习方式,不是让学生被动地接受教材上或教师讲授的现成结论,它可以使学生逐步掌握数学研究的规律,逐步构建并完善、发展自己的数学认知结构.培养学生用数学的观点、方法去观察生活中的现象、事物,从而提高他们发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的能力,让数学教学不仅教给学生知识,而且帮助学生形成智慧.通过实验活动,学生亲身感悟解决问题、应对困难的思想和方法,逐渐形成正确的思考与实践经验.这比让学生跟着教师去验证、推断已有的结论要有意义得多.学生只有经常进行这样的实验活动,才能发展自己的思维能力、理解能力与创造能力,发展创新意识和创新精神.

为了让学生探究“轴对称图形的性质”,此案例分3步进行:首先,进行生活化处理——让学生进行扎孔活动;其次,引导学生观察展开后有关图形之间的关系;最后,进行思考与交流,归纳出轴对称图形的性质.至此,学生通过“扎孔——探究——概括”等活动,完成了一个数学教学生活化的过程.相对于教师直接给出轴对称图形的性质,这样安排,学生的理解更深刻、记忆更长远,而且还清楚了性质的“来龙去脉”.另外,这样安排,学生除了能发现上述性质,还掌握了简单图形关于某一直线的轴对称图形的画法,扩展了对轴对称图形的有关知识的认识.

5.以生活中的数据为基础,培养学生的统计观念

《标准》在关于课程内容的学习中,强调提出了6个核心概念,其中之一便是“统计观念”,并且在总体目标中明确指出,要通过“统计与概率”的教学,让学生“经历运用数据、描述信息、做出推断的过程,发展统计观念”.在信息社会,数据已经成为一种重要的信息,实施数学教学生活化一刻也离不开数据.因此,教学中,应为学生设计一些含有数据信息的问题,让学生通过对数据的收集、整理、描述和分析,对问题做出合理的解释,以发展他们的统计观念.

案例5 (2010年河北卷)应选取哪所学校.

甲、乙两校参加区教育局举办的学生英语口语竞赛,两校参赛人数相等.比赛结束后,发现学生成绩分别为7分、8分、9分、10分(满分为10分).依据统计数据,绘制了如下尚不完整的统计图表(如表1、图7、图8).

(1)在图7中,“7分”所在扇形的圆心角的度数为________.

(2)试将图8的统计图补充完整.

(3)经计算,乙校的平均分是8.3分,中位数是8分,试写出甲校的平均分、中位数;并从平均分和中位数的角度分析哪个学校成绩较好.

(4)如果该教育局要组织8人的代表队参加市级团体赛,为便于管理,决定从这两所学校中的一所挑选参赛选手,试分析,应选哪所学校?

【点评】统计图中的各种统计表是呈现和描述数据的直观方式,学生比较容易从中了解数据的全貌,从而进一步分析数据背后所隐含的信息和规律.为了让学生养成用数据说话的习惯,做到“以理服人”,此案例从学生比赛的实际问题出发,对成绩进行了不完整的统计处理,要求学生根据有关数据解答问题.从数据的处理到问题的解答,都是数学生活化的过程.学生只要能够读懂扇形统计图和条形统计图,从中分析出相关的数据,就能完成解答.此案例能很好地体现出统计学习的特点和现实意义,并可以培养学生“使用”数据的意识,进一步加深他们对“数学与生活密切相关”的认识.

总之,数学知识来源于生活,无论从数学的产生还是从数学的发展来看,数学与现实生活都有着密不可分的联系.学生只有将数学与生活联系起来,才能够切实体会到数学的应用价值,学生学习数学的积极性才能够真正被激发,所获得的数学知识、数学思想方法才有可能真正用于解决现实生活中的问题.因此,教师应积极创造条件,充分挖掘生活中的数学素材,为学生创设生动、有趣的问题情境,帮助学生学习数学,鼓励学生去发现生活中的数学问题,养成运用数学的眼光去观察和分析周围事物的习惯,在运用所学的数学知识解决实际问题的过程中,体验到学习数学的乐趣,感受到数学与生活的联系.

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