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縱論中學數學教材研究
縱論中學數學教材研究 一般地，中學生在初中和高中兩個階段將面臨數學課程對他們的四次大的挑戰(zhàn)，任何一次的不適應，都可能使他們喪失對教學的學習興趣，產生畏懼情緒，從而在兩極分化中成為被淘汰者。這就是本文所說的四大難關，現列舉如下：（1）算術到代數的過渡（初一）（2）代數到幾何的過渡（初二）（3）常量數學到變量數學的過渡（初三、高一）（4）有限到無限的過渡（高二） 一、“四大難關”的成因立足于幫助學生順利度過“四大難關”，教材研究的首要任務是應該搞清各個“難關”的成因。對此作宏觀分析，我們容易概括出下面三個方面的成因： （1）抽象層次的提高 教學內容的抽象性是眾所周知的，但作為數學教材的數學內容，則著意體現由直觀到抽象的漸變過程，以適應學生認識的發(fā)展，在這種變化過程中，起伏程度有所不同，各大難關所表現的正是抽象程度的驟變過程，抽象層次驟然提高，這種變化若學生不能立即適應，就成為學習數學的巨大障礙，就成為“難關”了。 如從算術到代數的過渡，其重要標志就是用字母表示數，特別是字母代替的數既是確定的，又是任意的，這種兩重性與小學階段的數學內容相比，抽象程度顯著提高，可以說表現為一次飛躍；從代數到幾何的過渡，其抽象程度的飛躍則表現在由以前的單純的以計算為主到對數學問題的推理論證、大量抽象符號和數學語言的運用過渡；由常量數學到變量數學的過渡，以函數概念的引入為標志，宣布了數學問題的研究由處理相對穩(wěn)定的數學問題進入處理運動、變化的量與量關系的數學問題的領域，標志著抽象層次的又一次大的邁進；而由有限到無限的過渡，是以極限概念的引入為標志的，其推理方式由對有限問題的處理進入對無限問題的處理，抽象程度又一次發(fā)生了質的改變。由此可見，抽象層次的提高，是“難關”的成因之一。 （2）研究對象的轉變 恩格斯在《反杜林論》中曾指出：“……純數學是以現實世界的空間形式和數量關系－－這是非�，F實的材料－－為對象的”這給數學尤其是初等數學的本質作出了很科學的概括。圍繞“數”和“形”這兩個方面討論而展開的。而在教材內容的發(fā)展過程中，由以數為主要研究對象的內容轉變到以形為主要研究對象的內容時，其角度、特點以及抽象程度都有顯著的變化，這一轉變過程中，學生不能很快適應，就會形成由代數到幾何的過渡－－初二平面幾何入門的一大難關。由數到形，又到數形結合，研究量與量之間運動、變化過程中表現出的關系，則又是一類研究對象，這就是函數概念的引進－－因研究對象與研究方法的轉變而導致的不適應，就出現了由常量數學到變量數學過渡的這一難關。而其它幾大難關也不同程度的涉及到研究對象的改變。由此可知，數學內容研究對象的轉變也是“難關”的成因之一。 （3）思維方式的轉變 每一次“難關”的出現，都相應地出現思維方式上大的轉變，都是對前面習慣思維的揚棄。當教學思維從特殊轉入對一般情況的研究時，就是相應的第一大難關的來臨，此時可以說思維進入歸納思維的范圍；而當平面幾何以全新的研究對象出現時，演繹推理－－從一般到特殊的思維方式占了主導地位，這種改變又導致了第二大難關的產生，而對辯證思維要求的提高，是導致后兩大難關的重要因素，因為這要經受由相對穩(wěn)定－－運動變化－－無限領域的一系列重大變革，數學中的靜與動、有限與無限等矛盾在運動中被一一揭示出來，在思想方向上使中學生經受一次又一次的重大洗禮。由此可見，思維方式的轉變是“難關”的重要成因。 二、對策（1）廣泛聯系、挖掘量變因素 前面已經指出，“難關”的出現其實質是一個質變過程，它需要量變的積累，如果量變有了充分準備，質變就顯得自然，“難關”也就容易克服。因此，就需要深刻挖掘量變因素，將教材抽象程度加工到使學生通過努力能夠接受的水平上來。在代數關系的研究中，積極注意挖掘與幾何結合較緊密的內容，廣泛聯系，縮小接觸新內容時的陌生度，避免因研究對象的變化而產生的心理障礙。 （2）重點深入，合理設置問題 要將“難關”分散到普通教材中來，就需要注意對普通教材由微觀到宏觀的透徹研究與重點深入。首先，明確局部內容在整體數學教材體系中的地位和作用；其次，運用前文所述的教材研究方法，合理設置問題，使問題的步子與學生的思維水平同步前進，以局部知識的掌握為整體服務，例如，針對某一概念，可圍繞下面幾個角度設置問題：概念的構成；概念所涉及的子概念；概念的外延；概念的內涵；概念的確定與否定；概念之間的關系；概念的應用以及由概念而設計的一些構造性問題等等。當然有些問題可設置一些啟發(fā)性的提問以使學生獨立獲得知識。問題與問題之間要有一定的梯度，以利于教學時啟發(fā)學生思維。 （3）合理吸收，突出思想方法 教材研究為了服務于學生思維能力的培養(yǎng)，適應在“難關”中思維方式的轉變，除了在教材中深入挖掘能突出思想方法的內容之外，還應合理吸收生活中、其它學科中甚至游戲中的一些問題，并從數學角度去分析，以潛移默化的方式培養(yǎng)學生的數學思維，同時也可起到在教材中降低“難關”中所出現的大跨度的抽象落差的作用。例如，有這樣的一個游戲：有兩堆火柴，兩個人輪流去拿，每人每次只能從其中一堆中拿任意根，規(guī)定拿到最后一根者為勝。將這一游戲拿來讓學生做，并幫助它們分析，就可以訓練學生由特殊到一般的思考方法（即先考慮最簡單的情況：兩堆火柴各有一根的情況）和化歸轉化的推理意識；再如，在抽象落差較大的內容之間增加一些直觀材料（為學生所熟悉的）以作緩減，也是重要的教材加工手段，從中培養(yǎng)學生觀察、總結、概括的能力�？傊侠砦战滩闹獾妮o助材料，突出數學思想方法的挖掘，是教材研究的重要手段，它在幫助學生克服難關中也起到了很重要的作用。
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