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课程思政在数学课堂的融合与发展-以案例分析
摘要:课程思政在教学中的应用愈加广泛,但从学科来说,将思政融入数学课堂难度较为大。本论文从案例教学视角出发,挖掘数学课程中可融入的思政元素,最后选取四个典型的案例,分别是两条直线的位置关系,立体几何的序言课,随机事件,椭圆和双曲线。每一个课程案例都有思政元素的融合,同时运用数学活动设计,期望对数学教学有指导借鉴意义。
关键词:课程思政,数学教学,爱国教育,数学文化,活动设计
一课程思政的意义
数学学科在中职院校教育体系中一直都占据着重要的地位。教育部为将立德树人任务落到实处,课程思政自提出后得到教育界极大关注,大家对课程思政的兴趣与日俱增,这使学科教学从此有了新的教学思路。教育工作者们进行的各项研究探索在教学中极有成效,在这些研究中,中职数学背景融合课程思政就极具挑战性。本论文把课程思政融入课堂教学,经过探索,得到一系列的感悟。1
二 数学学科的特点
由于数学晦涩难懂,导致学生没有学习兴趣,虽然中职数学难度不大,但是学生学习数学的必要性还是显而易见的。学生在学习中,还是会被繁琐的公式所累,逐渐失去兴趣,归根结底还是因为缺少数学文化的精神食粮。将课程思政融入数学中,这样的教学设计为数学注入新鲜活力,使学生有了精神的指引,学生的数学思维方式会得到很大的改变,逐渐培养起来兴趣。这样形成良心循环,有了良好的开端,再加上不懈的努力和良好的方法,不少数学难题迎刃而解。2
本节将选取中职数学的几个典型教学设计为切入点,为将课程思政落在实处提供一个方向。
三 思政引入数学课堂的实施困难
数学学科自身具备着逻辑性、应用性和抽象性的统一,平常学生在学习的过程中,往往忽略了数学文化对数学的指导作用,把数学文化3与“课程思政”有机地融合在一起,极大的引起了他们的学习热情。例如我国古代南北朝数学家租根祖冲之父子4总结了魏晋时期著名数学家刘徽的有关工作,提出“幂势既同则积不容异”,即等高的两立体,若其任意高处的水平截面积相等,则这两立体体积相等,这就是著名的祖暅公理(或刘祖原理)。祖暅应用这个原理,解决了刘徽尚未解决的球体积公式。该原理在西方直到十七世纪才由意大利数学家卡瓦列利发现,比祖暅晚一千一百多年。杨辉三角5,是二项式系数在三角形中的一种几何排列,中国南宋数学家杨辉1261年所著的《详解九章算法》一书中出现。在欧洲,帕斯卡(1623----1662)在1654年发现这一规律,所以这个表又叫做帕斯卡三角形。帕斯卡的发现比杨辉要迟393年,比贾宪迟600年。通过这些数学家的故事,让学生也认识到我们祖先的聪明智慧,增强民族自豪感,激发学生的求知欲,激励学生发奋学习,积极向上,勇于创新。杨辉三角是中国古代数学的杰出研究成果之一,它把二项式系数图形化,把组合数内在的一些代数性质直观地从图形中体现出来,是完美的数与形的结合。6
四 数学学科融入思政元素的实施:四个典型案例的设计过程
在设计课程的过程中,把思政元素融入到教学课堂中,为了不显得那么生硬和晦涩,设计了四个案例,第一个是两条直线的位置关系,主要探索数学学科的严谨,第二个是立体几何的序言课,主要体现数学思维之美,第三个是随机事件,让学生感受到数学的乐趣。第四个是椭圆和双曲线的课程片段,通过英雄实例来激发学生的爱国之情。7这四个案例都有思政元素的融入。下面是具体的教学设计。
案例一:课题:两条直线的位置关系。
在教材中是处于直线的方程后面,同时在直线与圆的前面,他的重要位置是不言而喻的。在系统的学习了直线的方程以后,学生的脑海中只有直线的方程,但是不能把直线的位置关系搞明白,本节课就是主要讲解平行,相交,垂直这三种位置关系,为直线和圆的方程做铺垫。
1引入知识:平行线和垂直线 比如火车轨道,水平电线,剪刀,公交线路。把生活中常见的实际情况引入课堂。
2 思考在平面中直线的位置关系有哪些。直线之间有平行,相交,或者垂直这些基本的位置关系。
3探究直线平行的方法
从矩形讲起,把矩形的两条对边抽象成一组平行线,从特殊情况到一般情况,其余的直线如何判断是平行的呢?此时分两种情况,一种是都存在斜率,另一种不存在斜率。
4另一个直线的位置关系:两条直线相交,我们需求出两条直线的交点,通过联立方程组的方法。这里用到数学中的严谨思维:即如果两条直线相交,那么交点同时满足两条直线的方程。在相交中还有典型的垂直关系:那样还需要探索垂直的斜率关系:分两种情况,一种直线的斜率存在,此时两条直线的斜率的乘积为-1,另一种情况,一条直线斜率一条不存在,另一条斜率为零。
5题型设置。
设置了两种题型,由简单到复杂,由浅入深,让学生体会到在数学中逐渐进步的愉悦心情。
6延伸:判断空间中的两条直线的位置关系,加入异面直线的内容。
案例二:立体几何序言课
在前面学习了平面的知识,但是立体几何8的知识对学生来讲很难理解。如何从平面引导到立体中,这是十分重要并且很具有挑战性的。在初中的学习中学生学习了平面几何,平面几何与立体几何研究的对象又都来自于日常空间。在立体几何中强调借助实物模型,学会将自然语言转化为图形语言和符号语言.尽力帮助学生在直观感知的基础上,认识空间中一般的点、线、面之间的位置关系。人们在建造房屋、修建水坝、研究晶体的结构、在计算机上设计三维动画等都需要立体几何.我们需要进一步了解我们生活的空间。
1引入四张图片:在图片中寻找立体几何的身影:高楼大厦,高架桥,建筑物,儿童玩具。能说出以上图片中有哪些立体图形吗?
2 说出常见的几何体
写出几种图形:圆柱,圆锥,球体,棱柱,棱锥,他们的形状有什么样的特点呢?
3思考问题:通过展示巧克力和切角棱椎的图片,可以引导学生对这种立体图形得认识。这样的立体图形(切角棱椎)是如何形成的?通过思路指导,把复杂的问题简单化,逐步引导学生把过程在脑海中展现出来。这种思考锻炼了学生的空间想象能力和逻辑思维能力。
4课堂活动:用木棒来开展课堂活动,讨论如何实现三条直线中的两两垂直。学生在这个过程中容易出现错误,比如只做到两条直线的平行,考虑不全面。但是要要给予学生充分的指导,及时的进行督促,改正他们的思维方式。同时教育学生不能放弃,勇争先峰,学生会受到极大地鼓舞从而找到正确答案,从而体现数学思维之美。在这个过程中。学生充分理解了数学活动运用到数学中的必要性和趣味性,极大地鼓舞了他们的自信心。每一个同学都得到了知识水平的提高,下面是部分活动实例图。
5 学习立体几何的方法:平面中的有些结论放到空间中看有些成立,有些不成立.在立体几何的学习中,我们要善于与平面几何做比较,认识其共同点,发现其不同点,这种思想方法即为类比思想。
6 立体几何涉猎的领域
在建筑,工程制图,动漫制作,晶体结构,天文地理,体育用品,儿童玩具等方面。
7 数学活动作业:做一个正方体,明确其中的点线面之间的位置关系,并做出展开图。
案例三:课题:随机事件
随机事件是在讲概率之前的较为重要的一节课。本节和生活联系密切,让学生感受数学与现实生活的联系,从生活中来,到生活中去,正如陶行知先生认为,生活即教育,学生只有在生活中发掘了数学知识,才能够感受到数学的乐趣,才可以积极参与对数学问题的讨论,在过程中获得成功体验。9
2重点,随机事件的特点,随机事件发生的可能性大小。难点,随机事件概念的形成。
3 创设情景
教师引导一:随意翻开一本数学课本,你知道左边的页码是奇数还是偶数?不妨试一试。翻开一本书可能是奇数也可能是偶数,因此页码的奇偶,这两种现象都有可能发生。这是随机事件。
教师引导2:如果我来投掷一枚硬币,当硬币落在桌子上时,向上的硬币是正面还是反面? 正面和反面都有可能。那我们可以这样说,投掷一枚硬币,向上的面,有可能是正面,也有可能是反面。这两种现象都有可能发生。这是随机事件。
4 小组活动
在桌面放置五根形状大小相同的纸签,并且标有1.2.3.4.5五个数字,找学生依次抽取,并思考四个问题:抽到的数字有几种可能性;抽到的数字序号小于6吗?抽到的序号会是0吗?抽到的序号会是1吗?
5讲授新知:必然事件,不可能事件,随机事件的概念和区别
重点:必然事件和不可能事件,都是可以说出发生百分数的事件,是确定的事件,也就是确定发生或者确定不发生。唯独随机事件,是不确定事件,比如天气的变化,彩票的中奖与否,都是不确定的。
6 习题巩固:涉及必然,随机,不可能事件的知识,大多数以初中科学知识为基准,学生大部分可以轻松说出正确答案。比如:买一张彩票,中奖。这是随机事件。通电的导体会发热。这是必然事件。在标准大气压下,温度低于零度,冰会融化。这是不可能事件。
7游戏设置:通过摸球游戏来为以后的概率学习打下基础。比如在袋子中装入不同数目的黑球和白球,然后求出摸出不同球的概率,增加数学学习的趣味性,使得大家积极开动脑筋,培养学生爱思考的良好习惯。
8总结本节课重点:随机事件的判断是重点。
9作业
案例四:椭圆和双曲线
这是一节课的教学片段,这一节是圆锥曲线中的难点,也是整套书中最难的地方之一。它的特点是晦涩难懂,图像多,规律多,不好掌握。为了引入椭圆这样的图形,我从飞船运行的轨迹入手。歌颂中国航天事业的辉煌成绩,10航天人自力更生艰苦奋斗,百折不挠自主创新的精神。通过英雄实例,用我国一个个为国捐躯,英雄事迹鼓舞学生。学生通过英雄事迹的认识,来激发自己身上的爱国主义情感。所以为了让学生去更好的明白其中得规律,我采用对比,表格,等多种形式去展示,让学生在脑海中的印象更加深刻。整体的思路如下,首先考虑图像上的不同。椭圆是闭合的曲线,而双曲线是分割的两只曲线,曲线是不闭合的。其次,考虑取值范围的不同,考虑方程得不同和区别,最后,考虑离心率的不同表示,从而达到记忆效果。
五 教学反思
课程思政融入数学课堂,在开始得时候觉的这是一件非常艰难的事情,但是通过一系列的调查文献,向别人请教,一系列的思路全都涌现出来,将思政元素巧妙地融入到数学中去,在这个过程中培养了学生的数学思维,同时让自己对于思政和数学的融合更加印象深刻,开阔了我的教学思路,提升了我关于课程思政的认识水平。
通过上述的三个案例,教学效果是可以的,同时,极大的活跃了学生的数学思维,也让他们得到了成长,比如课堂活动的设计丰富了他们的动手能力,手脑并用。在第一个案例中,创新点在于从特殊到一般的思路,探索平行的条件,并得到了较好的效果。也是本案例设计新颖之处,这样的设计无疑给学生眼前一亮。在第二个案例中,在整个的活动过程中,分工合作,有条不紊。通过独特的设计设计出独特的图形,并带领学生做一系列数学活动,旨在提高学生的动手操作能力。在第三个案例中的数学游戏的引入,可以让学生极大的的感受到数学的趣味性,让他们想到数学,脑中不是密密麻麻的公式,而是自己喜欢的一门课程。整体的思路是深度逐级递增:从数学的严谨性讲到数学的思维之美,在讲到学习数学的乐趣,最后讲到爱国主义。一步步升华学生的思想水平,这整个的教学设计设计的恰到好处,一步步引领学生徜徉在数学知识的海洋。
但是在这些教学案例中也有许多值得反思得地方。比如,在立体几何序言课中,课堂活动得设计是通过教师完成的,学生进行操作的,那是否可以让学生自行设计,在老师的指导下,进行完善,那样效果如何呢?这可以是下一步思考的问题。
参考文献:
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作者简介:姓名:李晓彤,汉,籍贯,山东省聊城市,初级,研究生,数学教学
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