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高中数学新教材中数学文化的运用实践

张有良
  
民族文汇
2023年33期
宁夏育才中学 宁夏 银川 750021

摘 要:高中数学新教材在形式和内容上发生了一些变化,基于新课标提出的理念,教师要挖掘新教材中的数学文化内容,通过运用数学文化实施教学,能更好提高教学效果。数学文化总体上分为数学历史、数学与现实生活、数学与科学技术、数学与人文艺术,其中数学与现实生活的占比提高,因此教师要更加重视数学与现实生活的联系。通过运用案例研究法,提出高中数学新教材中数学文化的运用策略:引入现实生活情景,生动导入数学课程;结合数学历史内容,指导学生思考探究;基于科学技术内容,组织课堂探究活动;融合人文艺术内容,结合学习情况评价。教师运用这些策略教学,能更好提高数学教学的有效性。

关键词:高中数学;新教材;数学文化;自主学习;课堂探究

2019的人教A版高中数学新教材与旧教材相比,总体的知识体系较为类似,但也有一些不同。比如新教材必修中加入了常用逻辑用语、复数,算法初步调整为数学建模和数学探究活动;新教材的选择性必修调入了数列、变量的相关性、直线和方程、圆与方程等。在高中数学新课标中,基本理念首先提出:以学生的发展为本,立德树人,提升数学核心素养。数学文化是高中数学新教材中的重要组成部分,分布在各个地方,教师在教学中融入数学文化,能帮助学生理解数学知识,落实基本理念要求。宁夏是新实行新高考3+2+1模式的省市,基于新课改背景,教师要充分发挥新教材的价值,探索运用数学文化的教学实践策略。

一、高中数学新教材中数学文化的内容

通过与旧版的教材对比,明确高中数学新教材中数学文化的内容发生了一些变化,如数学历史、数学与现实生活、数学与科学技术、数学与人文艺术的各类项目占比不同,数学与现实生活的占比提高。数学历史包含赵爽弦图、函数概念的发展历程、对数的发明、中外历史上方程求解、三角学与天文学等。数学与现实生活包括日常生活、学校生活、社会生活、经济生活等。数学与科学技术包括生命科学、地球科学、物质科学、计算机技术、高新技术等。数学与人文艺术与良渚遗址、《九章算术》、筒车等。教师要明确以上划分并不严谨,可能存在相互包含的关系,如中国古代筒车的应用可以是数学历史,也可以是人文历史。

二、高中数学新教材中数学文化的运用策略

(一)引入现实生活情景,生动导入数学课程

在新课程的教学中,教师运用新教材中的数学文化内容,首先应当引入课程相关的生活情景资源,借助智慧教育平台与大屏幕,在课堂上生动导入数学课程,这样能更好引发学生积极思考,更好建立数学和现实生活之间的联系[1]。教师也可以借助数学历史的内容导入课程,让学生认识数学概念的发展历史等。

例如,人教版必修一“等式性质与不等式性质”,在第一课时的导入环节,教师要根据本课导入部分和问题1的文字,准备相应的图画或微视频,分别运用屏幕展现这些内容:雨天某条公路限速行驶40km/h的牌子;某品牌酸奶的营养成分表;学校体育活动场景图。前面两个是教材的文字内容,第三个的文字内容是:某学生今年16岁,若将老师年龄记作a,已知教师年龄大于学生。教师用这些生活场景导入本课,要求学生运用所学列出对应的不等式,从现实生活情景中的不等关系中抽象得出不等式,感受其中的联系,以此生动导入本课内容。

(二)结合数学历史内容,指导学生思考探究

在高中数学新教材中,还包含一些数学历史相关的内容,教师也可以用这些数学文化资源实施教学。教师先导入数学历史的相关内容,提出一些问题,引领学生进行预设和思考问题,继续进行拓展,促进学生积极参与课堂探究,更好地掌握相关知识,培养学生数学思维[2]。

例如,在“等式性质与不等式性质”课程中,进入到师生交流与探讨环节,教师先用图文介绍赵爽弦图,明确它能证明勾股定理,以此提问:我们能否找到赵爽弦图中的相等与不等关系?教师要求学生观察课本图片,预设:四个直角三角形全等,它与小正方形的面积和与大正方形面积相等;四个直角三角形面积和比大正方形的面积小,a2+b2>2ab。教师以此提问:a2+b2=2ab是否可能成立?当什么时候成立?以此引领学生参与探究,用两种方法证明。在其他课程教学中,教师也可以运用这种方式让学生思考与探究,如“函数”,通过引入筒车的内容,让学生探究与盛水筒运动相关的量,探究它们之间的关系。

(三)基于科学技术内容,组织课堂探究活动

关于数学与科学技术的文化资源,体现为计算机技术、物质科学等多个方面,前者可以辅助数学研究,后者主要是将数学当做工具解决实际问题。因此,教师要基于科学技术相关的内容,组织课堂探究活动,引领学生参与思考、讨论以及操作,完成相关的问题等[3]。

例如,必修一的“函数的图象”,教师引领学生探究对图象的影响,需要借助信息技术做数学实验,先演示操作的过程,得到正弦函数y=sinx的图象等,之后让学生分组参与操作,更好辅助学生探究,能有效掌握函数的图象。教师还要结合科学技术的内容,引入相关题目,要求学生用数学知识解答,如“三角函数的应用”课程结束后,要求学生完成244页的简谐运动的练习题,让学生明确数学与物理的联系。

(四)融合人文艺术内容,结合学习情况评价

数学与人文艺术方面也有非常重要的应用,因此教师还要融合新教材中人文艺术的相关资源,引领学生进行阅读和思考,参与小组探究活动,解决其中问题[4]。教师也要根据学生的整体学习情况,对学生进行多元综合评价。

例如,必修二的教材中,每个章节后面都有“阅读与思考”内容,其中很多是人文艺术主题,如《海伦和秦九昭》《如何得到敏感性问题的诚实反应》。教师要求学生阅读其中内容,通过思考和探究完成其中的问题。教师也要根据学生在课程学习中的整体情况,借助信息技术工具,对学生进行综合和多元评价,通过对学生进行鼓励和表扬方面的评价,更好培养学生学习数学和认知文化的信息。

结语

综上所述,基于新课改、新教材、新高考的背景下,教师要发挥新教材中数学文化的价值,文章基于这个方面进行探究,提出了多方面的数学文化运用策略。教师充分挖掘新教材中的数学文化资源,组织与实施多元的教学活动,引领学生思考、交流与探讨,能更好提高教学效果。

参考文献

[1]戴姗姗朱哲.高中数学新教材中的数学文化研究——以新人教A版”指数函数与对数函数”为例[J].数学教学通讯, 2022(12):19-22.

[2]孙自颖.高中数学课堂教学注重数学文化因素[J].数学学习与研究, 2018(17):83.

[3]谭芳.数学文化在高中数学教学中的运用[J].读写算, 2018(014):86.

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