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二.数学课程内容和方法必须改革
1. 代数的教与学
代数,除了作为数学分支外,还在数学各分支中起基础作用。代数的语言和技术,为数学结论的一般化,问题解决,数学模型等提供了方法。代数结构展示了不同数学对象的共通性。根据数学对象的某些已知性质,许多其它性质能用代数方法推导出来。当前的潮流是把代数及其思想介绍给越来越年轻的学生。借助于计算机,计算器技术,代数方法的使用不断增加。代数的结构和关系,能利用图象,表格,图表等方法加以描述。美国专家指出,90年代后期,手携计算机代数系统显示了强大的计算与图象功能,可以在代数教学中发挥杰出作用。在这种条件下,教师的作用需要重新研究。
2. 几何的教与学
几何是数学的古老核心,但是,当今的几何失去了它在数学教学的中心地位。那么,古代几何的不合理之处是什么?几何教学改革的趋向如何?当前,新技术的出现,以及微观世界教育的可能性使人们重新重视几何问题。计算机给几何教学创造了有利条件,然而,计算机未能抽尽几何教学的复杂性。因此,几何教学改革又一次在大会上引起热烈讨论。
俄罗斯的尼古拉教授指出,在世纪转折之际,俄罗斯几何教学正面临重大改革。俄罗斯仍然坚持,智力训练是几何学习有价值的核心,它又是人类古代文化的瑰宝。同时,几何教学的目的,还在于它的实用性。俄罗斯的几何教科书力图以丰富多采的图形展示数学美,使之对学生有吸引力,从而引起学生对数学的真正的兴趣。黎巴嫩的奥斯特教授指出,几何是受新技术出现影响最大的科目之一。几何教学具有二元性,即演绎性和直观性,新技术的出现,使我们有可能正确处理着两者的关系,在动态的世界中进行几何教学。
3. 微积分的教与学
对于学生的未来工作,微积分长期以来一直是数学,科学,工程,商务,经济,以及其它许多领域的重要基础。近年来,新技术,新教法,新的教育研究成果,已经使微积分的教学内容和方法有了新途径。世界上大多数发达国家的高中都有微积分教学,大会的许多发言如美国,俄罗斯,墨西哥等国专家的发言都介绍这方面的经验。我国正在进行高中数学课程标准的研制,微积分的基础知识及其思想方法,将在高中数学课程中占有适当的地位。
4. 统计的教与学
ICME 9组织了专题组研究高等,中等统计教学问题。主要涉及如下方面:(1)总结与交流统计教学的经验,并考虑如何利用这些经验,帮助明天的统计教育工作者;(2)统计教学如何反映科学技术的新成果;(3)统计教学如何反映发展中国家的建设成就;(4)统计教育与课堂教学的关系;(4)未来全球性的统计教育。
美国的米哈伊尔教授认为,统计的教学应该注意如下方面:(1)学生学习统计的某些问题,如,对概念的理解,直觉的形成,有关机会的信念;(2)学生理解和应用(包括误用)数据,如集中数据,离中数据,样本,等等;(3)学生对图形以及数据的直观陈列的理解。波兰的拉哥马教授指出,概率统计是一种预告和解释现实世界的工具。他提出了课堂教学实践的构架,用以诊断和评估学生对概率统计知识的理解和成熟程度。
5. 数学教育中的问题解决
学校数学教学中的问题解决在世界范围内越来越受到重视。由于在学习理论中的结构主义观点正在上升,问题解决在课程中的重要性将会进一步增加。ICME 9着重研究了世界范围内问题解决教学的经验,交流实验研究和调查研究结果。根据日本2002年中小学数学课程标准,开放性数学问题将在未来日本课程中占有重要地位,用开放性方法进行课堂教学,在日本将更为普遍。
近年来,学校数学中的文字题在数学教育界中引起热烈争论,多数人认为,文字题不能培养学生建构数学模型的真正意向。比利时的列文教授总结了对文字题的如下批评意见:(1)学校算术中的文字题,被看成是人造的,生硬的怪题;(2)与其说,文字题有联系实际的的功能,不如说,它是压学生用所掌握的现实世界的知识来解决生硬的应用题;(3)学校数学中的文字题与现实世界缺乏联系。因此,应用题的改革,就成为中小学教学改革的一个热点。为了提高学生解决问题能力,首先必须发展学生的数学语言能力,数学阅读能力,和数学交流能力。
6.数学教育中的推理与证明
推理与证明在数学教育中的地位围绕如下问题被展开研究:(1)在数学教育中,解释,判断,和证明的重要性;(2)在课堂教学中,建立证明教学的条件;(3)通过证明教学,帮助学生建立推理论证的数学思想方法。
在证明的教学中,需要注意几个方面:(1)从认识论的角度,把数学证明的性质与它在历史的地位结合起来;(2)从认知的角度,研究产生猜想及建构证明的过程,,阐明证明在提高学生的理解力方面能发挥重要作用;(3)从社会-文化方面思考学生建构证明的问题;(4)从教育的角度分析学生寻求证明的思路,对证明过程的分析研究;利用研究结果改进课程设计。加拿大吉拉教授指出,为了提高数学教学的有效性,应该注意发挥证明在解释方面的作用;利用形象寻求证明思路;发挥物理论点在数学证明中的作用。
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