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刊名: 教育研究
主办: 中国教育科学研究院
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 1002-5731
CN: 11-1281/G4
邮发代号:2-277

历史沿革:
专题名称:教育理论与教育管理
期刊荣誉:社科双效期刊;国家新闻出版总署收录;中国期刊网核心源刊;CSSCI 中文社会科学引文索引来源期刊;北京大学《中文核心期刊要目总览》来源期刊;
创刊时间:1979

高等数学问题情境式教学浅议

【作者】 王 静 王惠珍 张 辉

【机构】 (第二炮兵工程大学 陕西 西安)

【摘要】
【关键词】
【正文】  摘 要:问题情境式教学,对于发挥学生的主动性和创造性,促进其探索意识和实践能力的培养有着积极的作用。文章介绍了创设问题情境的方法,探讨了问题情境式教学的实施策略,以及创设良好的教学情境应遵循的原则。
  关键词:情境式 创设问题 实施策略 原则 
  中图分类号 G424.0  文献标识码 A
  《高等数学》是工科学生进入大学首先学习的理科课程,对学生的思维模式、学习习惯、创新意识的养成至关重要。然而,其高度的抽象性又阻碍了其应有价值的发挥,因为抽象的东西本身在现实时间、空间中根本不存在,因而远离大众的生活经验,难以理解。所以,如何化解抽象性带来的理解障碍,是广大数学教师应该认真思考的问题。
  数学情境是一种以激发学生问题意识为目的的刺激性的数据材料和背景信息,是从事数学活动的环境,产生数学研究的条件,是为克服数学学习困难而提供包含数学问题的环境和为解决问题提供的信息(Borasi 1986)。因此,数学教学的情境应包含教学任务情境即数学问题的情境(情景)和学习环境情境(环境和氛围)。教学任务情境是指嵌入学习问题的信息和材料,学习环境情境(Cobb,1990)包括学习者的兴趣、价值观、知识水平和居住的地理位置、文化习惯、经济条件等。
  数学情境教学就是为学生提供有趣、丰富的情境,使学生感觉到数学问题的真实性,感觉到数学就在自己身边,体会到学习数学的乐趣和数学的价值。让学生在情境中学习数学、理解数学和发展数学。但情境并不是直接揭示所要学习的数学内容,而是需要学习者基于自己的实践、经验和思考,从中提炼数学信息,引发出许多富有创造的想法,在探索和交流中,使得数学思想、知识和方法得以突显和总结,并通过不断反思,拓广应用而凝炼。
  一创设问题情境的方法
  复习引导法。教师通过构建以学生已有知识为情境的问题或问题组,采用复习提问的方法,引导学生实现旧知向新知的转化和过度,培养迁移知识的思维方法。
  矛盾揭示法。教师利用隐含于教材中的矛盾因素或学生已有认知与新知之间的矛盾和冲突设计似乎矛盾的问题情境,让学生通过积极思维来解决矛盾。通过这类问题情境的创设,将学生置于学习的矛盾氛围中,可大大激活思维的兴奋点,培养学生思维的全面性、深刻性和辩证性。
  激趣引疑法。疑是学习的开始,趣是学习持续的不竭动力,如果问题的情境建立在学生浓厚的兴趣上, 必能使学生以愉快的心情探索问题的答案,激发思维的灵活性。在这种活跃的情境氛围中设置问题,相信能有效地使学生由“惊奇”立即转入“积极思维”状态,展开想像的翅膀。
  以“误”引“ 悟”法。创设一些与学生认知结构不和谐或规律性变化中的某些特殊问题,使学生在思维的偏差中自我反省,产生顿悟。教师通过实时点拨和引导,使学生认识到回答的错误,分析出错误原因,可以培养思维的严密性和敏捷性。
  比较辨析法。“比较”是确定事物异同关系的思维过程和方法,是从“分析与综合”到“抽象与概括”的桥梁,是人们认识事物、发展智力的一条主渠道。教学中设置一些似是而非、模棱两可的问题或问题组,让学生在琢磨不透、无所适从中进入思维的亢奋状态。
  二问题情境式教学的实施策略
  通过生产生活实际创设问题情境的策略。数学的概念或式子有些是由生产、生活实际问题中抽象出来,有些是由数学的自身发展而产生,而有些数学概念源于生活实际。但数学的高度抽象性常常使学生误认为数学是脱离实际的,其严谨的逻辑性使学生缩手缩脚,其应用的广泛性更使学生觉得高深莫测, 望而生畏,阻碍了学生学习数学的主动性。要想使学生主动进入探究性学习,教师可引导学生对实际生活中的现象多加观察,利用数学与实际问题的联系来创设情境。
  通过相关学科的交叉点创设问题情境的策略。数学课程是学习物理、化学、生物、技术等学科的基础,它的诸多知识都与上述学科有着紧密的联系。如立体几何中正多面体与化学中的金刚石、二氧化硅、石墨、C60等的物质结构的联系,微积分与向量在物理学中的应用等。因此,我们在教学上述知识点时,可利用与相关学科的交叉点适时创设问题情境,从而强化数学的工具性、基础性,激发学生学习的积极性。
  通过幽默诙谐的悖论、故事创设问题情境的策略。例如,在数列极限和无穷级数收敛中用亚里斯多德的悖论创设问题情境,再自然地引入课题,会收到良好的教学效果。
  通过古典数学文化创设问题情境的策略。数学是人类文化的重要组成部分,提倡体现数学的文化价值。通过古典数学文化创设问题情境,可以揭示数学科学中的人文精神,寻求数学进步的历史轨迹,激发数学创新的原动力,领会数学的美学价值, 使学生得到优秀文化的熏陶。同样在数列极限级数和等的教学中学时,引用《庄子》中“一尺之棰,日取其半,万世不竭”的论述和祖冲之的“割圆术”,利用分形知识探求美丽雪花形状的面积引出课题。
  通过数学实验创设问题情境的策略。创新人才培养强调丰富学生的学习方式,自主探究、动手实践、合作交流等都是学习数学的重要方式。通过数学实验创设问题情境,可使学生体验、感受“做”数学的乐趣,培养合作交流的能力。
  三问题情境式教学应遵循的原则
  直观性原则。在问题情境的创设中,应充分运用形象化的、直观的教学,揭示数学知识的发生、发展和发现过程,展示内在的思维过程,使学生掌握知识的思维轨迹清晰可见,这既体现了现代教学的基本要求,也反应了学生掌握数学知识的认知规律。
  发展性原则。发展性原则是指创设的问题情境应具有促进学生智力和非智力素质发展的功能。一个良好的问题情境不仅应该针对学生心理发展的“现有水平”,更重要的是要针对学生心理发展的“最近发展区”;不仅应该构建起良好的知识结构,包含着促进学生智力发展的知识信息,而且应该营造起亢奋的心理环境,蕴涵着促进学生非智力素质发展的情感信息。
  结构性原则。结构性原则指问题情境的构建及其发展揭示的知识应有内在的逻辑结构,我们知道, 结构化的知识是最易于转化为认知结构的。而结构化的情境则为这种转化提供了心理空间,能促进这种转化。因此,在数学课堂教学中,应使问题情境结构、数学知识结构与学生认知结构三者和谐统一,相互促进,即通过问题的情境结构使数学知识结构与学生的认知结构和谐统一,并促进数学知识结构向认知结构转化。
  可持续性原则。可持续性原则是指在所创设的问题情境中,既构建着当前教学应当解决的问题,又蕴涵着与当前问题有关,让学生自己去回味、思考的问题。营造一种“完而未完, 意味无穷”的教学心理境界, 让学生迫不及待而兴趣盎然地去继续学习,这样可以减少课外学习的盲目性和被动性。
  四结束语
  情境式教学,对于发挥学生的主动性和创造性,促进其探索意识和初步的实践能力的培养,有着积极的作用。近两年来,随着MOOCs的发展,为数学问题情境教学提供了良好的平台和丰富的资源。MOOCs的网络平台为情境的展示提供了视频、动画和超文本等多种媒体,论坛和专栏使学生和老师、学生和学生的线上实时交流成为现实,为学生的自主探索、合作交流、问询帮助提供了充足的时间和空间。同时,MOOCs的教学理念,特别是“翻转课堂”为数学的情景式教学提供了新的教学模式,值得我们去做进一步的尝试。
  参考文献:
  【1】 程向阳.对高等数学研究性教学的探讨与思考[J].阜阳师范学院学报(自然科学版),2009,26(1):58-61.
  【2】 同济大学应用数学系.高等数学(下)(第6版)[M]. 北京:高等教育出版社,2011:229-236.
  作者简介:王静,女,甘肃武威人,1981年8月出生,硕士,讲师, 主要研究方向为代数学环模论和数学教育.