外面的世界很精彩,现在的中学生对一切充满好奇,对新鲜事物总想了解它,可是由于年龄因素,他们在接受新事物的同时,无法不受不利因素干扰,游戏、网吧等的吸引力对他们来说要比书本上知识的吸引力更大,我所教的一个学生,沉迷于电子游戏,连生活费也搭上去了,学校里从同学的帮助到家长的恳求,都不能使他悬崖勒马,到了高三,任课老师天天轮流做他的思想工作,从心理角度入手,在生活上给予无微不至的关怀,同时校长时常对他晓知以情,动之以理,最终使他走出网吧,进入高校深造。
7.文化气息不浓,信息技术不多
与境外教材相比,我国现行教材缺少文化气息,忽视了数学的文化价值和对学生的人文精神的培养。只介绍了很少的几个中国古代数学家(如祖冲之、杨辉),对中国古代、近现代数学家的事迹、成就介绍得很不充分,更谈不上外国著名数学家了。其实很多数学史实,包括数学符号、数学方法、数学思想和数学应用,都有着较强的人文教育的功能,理当高度重视。如上面介绍的美国教材中让学生用不同的公式计算π的做法,不仅是说明现代信息技术的强大运算功能,更能让学生感受到数学家们不懈地追求真理的科学精神,体会到科学的发展凝聚了众多科学家们的智慧和创造。同时,这些优美的求法又可对学生受到数学美的熏陶,加深对数学思想方法的理解,促进对科学思维方法的认识,培养数学审美能力。
现行教材还有一个存在问题:除试验教材上有点数学网址外,现代信息技术几乎没有体现,这与时代的发展是不相适应的。另一方面,由于计算机技术的发展,一些原先比较重要的内容是否可以减去,或降低要求?也就是说,要根据社会发展的要求和科技的进步,对教学内容进行调整,使之与时代同步。
6.横向联系不够,数形不能沟通
正如前面已讲,我国教材过分注重于内容的完整性(如“解析几何”)
和逻辑性,而西方的不少教材打破几何、代数、三角各分支之间的界限,混合在一起讲授,这样可减少内容的重复讲授,显得紧凑而便于学生掌握。如美国Prentice Hall出版的《Advanced Mathematics》中的一章“Polar Coordinate and Complex Numbers”(极坐标和复数),这一章揭示了“极角和辐角”、“极径和模”之间的天然联系,使学生比较轻松地掌握了极坐标及复数这两个不太容易的数学内容,体会了这两个数学概念的联系。
5.目标取向单一,个性难以发展
这一点从我们的单一教材,统一要求,统一高考就可以看到。其弊端也
是非常明显的。因为人的能力、兴趣爱好、个性特长不一样,将来从事的职业也不尽相同,其对数学的需求不可能完全一致。新的数学课程标准提出的“人人学有用的数学,不同的人学不同的数学”,是非常正确的。在编写新教材时应充分注意到不同的人对数学的不同要求,当然,也要注意到不同的人对数学的相同的要求:对数学的认识和意识,数学的思维品质及数学地认识、思考问题的意识等。
4.过分强调体系,“认知”存在困难
观念陈旧,还主要以上世纪50年代的前苏联的那套思路为指导思想,过分强调知识的逻辑结构体系,过分追求形式化,而不能考虑学生的思维能力、认知水平。一再坚持用“映射”的观点定义函数就是一个典型。又如将立体几何、解析几何放到高中阶段“系统”讲授,为的就是“体系”。其实,如果从小学开始逐步渗透空间概念,就不会出现现在的高中生学习立体几何感到困难重重的局面。同样,解析几何各部分内容对学生认知能力的要求也不尽相同,完全可以根据其抽象程度的不同,结合学生的认知水平,将其分解到相应的年级。这种滚动式的学习比集中接受效果一定要好。
另一方面,知识的呈现方式也要与学生的认知能力相适应,高中生与小学生、初中生的思维能力和方式是不一样的,高中教材既不能象小学、初中那样过分依赖直觉,也不能陷入片面追求形式化的误区。要有问题的提出和形成过程,规律的发现过程,思路的探索过程,还要有总结、反思的提升过程,这在现行教材中也做得不够。
2.结论呈现为主,探索活动不足
把数学看成是一些现成的法则直接“告诉”学生,未提供知识的发生过
程。呈现方式呆板,缺少符合学生思维的求疑、猜测、尝试、验证、分析和综合的过程。教材就象是文献式的,只提供现成的结论。
现代建构主义的学习理论在国内教材中体现不够,教材没有提供让学生主动进行知识建构的空间。由于没有脱离“数学学习是累积式、接受式的”传统的学习观,片面追求学习的“效率”(其实还是以接受知识的多少来衡量效率的高低),教材几乎没有给学生留有思考的空间,发挥的余地。
经过几代人共同努力,我国中学数学教育成绩显著,这些成绩的取得与
具有中国特色的中国数学教材也是密切相关的。可以这么说,我国现行高中数学教材在某些方面还是比较优秀的,甚至为西方国家(如美国)的一些教材专家所重视。如:我国现行高中数学教材强调数学知识的系统性,使我们的高中毕业生掌握了较为完整的初等数学知识;强调三大基础能力,使我们学生的逻辑推理能力、运算能力和空间想象能力得到了充分的训练;强调数学技能的培养,使我们的学生数学基础扎实,解题能力强。最新一版的试验教材还重视了数学思想方法的渗透,有效地培养了学生的思维能力。同时,试验教材也在一定程度上加强了对数学应用性的体现,如讲反函数,原来的教材就是从y=2x+7解x,再引入反函数的概念,既没有体现产生的过程,反映引入反函数的必要性,又过于抽象,难以理解。试验教材中改为从已知时间求位移,变为已知位移求时间,使数学源于生活得到充分体现,且加强了与其它学科的横向联系。
这些成功经验在编写新教材时要得到充分的继承。不过,我们不能沉迷于已有的成绩,要更多地进行理性的思考,对现行教材的不足之处要有一个清醒的认识,并在新教材的编写过程中加以克服。
以下就是我国教材的一些不足之处。
1.内容过于陈旧,缺少现代气息
缺少现代意识,体现“教育面向现代化,面向世界,面向未来”不够。几十年来,内容没有一点变化,微积分等内容几进几出,基本未作考试要求,所以,也没有几所学校真正教过。对社会生活有用的概率、统计、向量等内容迟迟未能进入教材。
例、习题中也多为理论性的问题,缺少有生活气息的内容,没有反映最新科技成就的内容,没有充满趣味的内容,使人感到数学就是一付冷面孔。
现行试验版教材已有所改进,但还不很成功。
4.文化氛围浓厚,材料新颖有趣,技术运用充分
在美国的一本1989年出版的教材中的《逻辑》部分,教材在边沿空白
处介绍了英国数学家George Boole(1815-1864)。他的著作《思想的规律》把逻辑发展为抽象的数学系统,出现了逻辑运算的规则,“且”“或”“非”的提出和符号。用这一思想,他建立了逻辑代数。又介绍了德国数学家
De Morgan(1806-1871)、英国数学家John Venn(1834-1922)的治学精神和贡献。美国上世纪70年代出版的一本几何课本中介绍了五位科学家的传记,他们并不是数学家(分别是女建筑家、测量学天文学家、工程数学家、经济学家等),重点介绍他们的治学精神和把数学应用到别的学科中去的事迹。又介绍了地质工作者、普通计件工、制图工、木工、会计、计算机软件的发展等不同工种的经历,着重说明数学的应用。
美国的Ray C.Jurgensen,Richard G.brown,John W.Jurgensem等人所编的一本几何教材中向学生介绍了计算π值的几种不同途径(要求学生用计算器计算):
十八世纪的Sharpe:
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十七世纪的Waills:
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十七世纪的Leibniz:
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及十六世纪的Vieta的一种计算方法。
以上这些事实说明一个问题:国外的很多优秀教材特别重视对学生人文精神的培养。
很多国家的教材都是在激烈的竞争中不断创新,不断完善的。正是由于
这种与时俱进的精神,使其教材的内容始终体现出时代感,极大可能地将最新成果加以包容。如当计算机进入教学后,美国的一些教材就将运用计算机进行函数拟合引进教材、用图形计算器画函数图象研究图象变换问题,等等。
由德国施普林格出版社1998年出版的,COMAS(美国数学及其应用联合会)组织专家编著的的一本教材《Principles and Practice of Mathematics》中在“线性代数”一节中的“背景聚集”栏目中介绍了“机器人和几何学”,并配了相关图片。该书涉及的新颖有趣的“背景”材料还有很多,如“汽车面积计算”、 “是否正在发生全球变暖的情形?”,等等。这些充满新意的材料既使学生及时接触到最新的科技成果、最紧迫的社会问题,也使增强了数学应用意识,更激发了学习的兴趣。
美国的教材《FUNDAMENTALS
OF MATHEMATICS》(1989年版)中有很多有趣的“游戏题”:通常使用的唱片,直径是12吋,转速是每分钟33
转,问唱片上有多少条槽?”这是一个不需计算的问题,只有一条槽,因为它是连通的。肯定会有学生会拿起笔或计算器,结果令人捧腹。
更为有趣的是,上述的COMAS编著的教材《Principles and Practice of
Mathematics》在“向量”一节的“背景聚集”栏目中介绍了一张在正在飞行的飞机上打网球的图片:“我们不知道Ivan Ungen和Gladys Roy是否确实在一架正在飞行的飞机机翼上打网球。若确实的话,设想一下她们该怎样处理速度向量和力向量。当Gladys将球直接击向Ivan时会发生什么?如果她希望Ivan将球击回的话她该向哪儿击球?飞机加速、减速和匀速时有什么不同?……”
这样的问题,既有探索性,又充满趣味,确能调动学生学习数学的积极性。
国外教材都重视对新教育技术的运用,如在上面所介绍的月平均气温、
白昼时间等问题中用计算机进行函数拟合,讲图象变换时用图形计算器作图,用计算机(器)计算π等。事实上,在很多教材中都有着计算器的界面和用法介绍,对于传统的计算手段不适应的问题,都是尽可能地将计算机(器)加以运用。如美国Ray C.Jurgensen主编的一本几何教材中,在求等腰三角形内接矩形的最大面积时就用了计算器,甚至在进一步研究圆锥的内接圆柱的体积的最值问题时,书中还附有用BASIC语言叙述的程序。
这里还需要特别说明一下,以上所介绍的都是境外教材中的优点,是从大量的境外教材中找出的、可供我们借鉴的成功的方面。其实,境外教材也并不是十全十美,也还都存在着很多不足,或不适用于我们的地方。如有些教材要求太低,虽然在创新意识上很重视,但由于知识基础太薄弱,思考、创新的数学基础得不到保证。太过于追求新意,导致与数学相去甚远,学生的数学能力得不到有效训练。太多的具体问题,使数学淹没其中,学生的数学知识系统性太差。练习、习题的量不足,使学生的数学技能得不到有效训练。等等。这些都是我们应尽量避免的。
3.目标取向多元,充分发展个性,注重横向联系
德国中小学教育有多种形式,分主要学校、实科学校和完全中学。根
据培养目标的不同,各自有着自己的教学大纲和教材,这样的教育是多元化的。这种教育目标多元化正是德国先进教育理念的体现。这种多元化的教育观既体现了社会对人的需求的多元化,也能够根据学生各自对数学的兴趣、爱好、能力,尽量做到发展个性,以人为本。
日本教材体现了面向全体学生的原则,坚持“大众数学”的理念。他们的学生小学二年级起就学习统计知识,初三进一步学习概率与统计,让学生在初中就懂得资料整理、资料比较、古典概率、样本调查等知识。为了使这些重要知识的教学落到实处,他们采取了多轨制的形式,分层教学,使全体学生掌握“必需的数学”。另一方面,日本的数学教材很强调内容的改革,大胆删去了平面几何的系统教学,只剩下最实用的部分,而且不自成系统。他们将概率统计串于全套教材之中,既把它作为实用知识和方法,又把它作为培养学生逻辑思维能力的素材。
台湾教材的理念是:着重从实例出发,使学生有具体的概念,再做理论的推演,互相印证。以达由浅入深,循序渐进之功效。他们高一、高二统一教材,题为《基础数学》,高三阶段,文科学《普通数学》,理科学《理科数学》。总结构是分块组合混合编写。这种做法与我们的新课程标准的处理方法有相似之处,两者比较,我们的可选择性更强,但操作起来可能复杂一些。
美国中学数学教材的多样化更是突出:象威士康星州的一个学校的教学计划,光是数学课程,就提供了不少于15种的学习程序,最浅的只达到我们初二的水平,高的则达到我国的大一结束的水平。根据这种要求,教材的多样化就随之形成了。尽管美国的中学数学教材种类繁多,系统多样,但其共性特征也很明显:都注意于学生自学,该详细处则详细,该放手时则放手:很重视探究问题的安排。
美国的这种让各种教材相互竞争,让不同的人选用不同的教材的做法,对人的全面素质的培养、对学生的个性发展,无疑是十分有益的。
西方的不少教材打破几何、代数、三角各分支之间的界限,混合在一起讲授,这样可减少内容的重复讲授,显得紧凑而便于学生掌握。如美国Prentice Hall出版的《Advanced Mathematics》中的一章“Polar Coordinate and Complex Numbers”(极坐标和复数),这一章揭示了“极角和辐角”、“极径和模”之间的天然联系,使学生比较轻松地掌握了极坐标及复数这两个不太容易的数学内容,体会了这两个数学概念的联系。
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