当前数学教学中存在的问题

•当前数学教学中存在的问题•提高研究教材的水平•重视核心概念教学•重视思想方法的教学•基于概念核心、数学思想方法的教学设计•设计自然的教学过程，提高课堂教学效益一、当前数学教学中存在的问题•国际数学课程改革的大背景•新数运动（20世纪50、60年代）•回到基础（20世纪70年代）•问题解决（20世纪80年代）•标准运动（20世纪90年代至今）•求变——革新——反思——批判——回归•新世纪我国基础教育课程改革•上世纪的数学教育改革•2001义教数学课程标准2005全部使用•2004普通高中数学课程标准2012全部使用•义教数学课程标准修订2005开始2007征求意见稿2010修改稿2011年颁布2012使用新教材学习理念冷静思考探索创新实践提高•教师反映的问题新课程提倡的理念难把握；新教材的改革设计难适应；教学方式、学习方式的变革难跟上；课程改革与考试评价制度的改革不配套；等等。“新课改后中学数学教材特点的比较研究”课题的调查结论•认可教材的主要变化，但实际教学效果不明显。•教材的主要变化1.更重视数学知识的学习过程，加强教材的启发性、探究性、发展性；2.更重视数学知识与实际问题的联系，加强教材对实际背景与实际应用的反映。•本次课程改革，各个版本的教材在呈现方式上都作了很大的改进，教材中都设计了一些引导学生思维的栏目，注意留给学生探索与交流的空间，选材注重与学生现实生活的联系等等。从统计结果来看，教师对教材的这些处理还是比较认可的。但是，尽管教师认可教材的呈现方式，学生的学习兴趣和学习的自主性并没有明显的提高，这应当引起我们的注意。•能力方面传统优势降低，改革倡导的能力没有显著提高。对于学生对基础知识和基本技能的掌握，教师的态度比较中性。对于传统的“三大能力”中的运算能力和逻辑思维能力，教师的评价是负面的。对于同是“三大能力”的空间想象能力，教师的评价是正面的。另外，本次课程改革，从课程标准到各个版本的教材，都注意加强了对学生解决实际问题能力、探究能力、数学表达与交流能力的培养。但从调查结果来看，教师的选择出现了分化，三个问题的回答，选择“提高”“差不多”“降低”的比例大致相同，并没有得到我们预期“提高”的结果。•客观原因影响教材实验及其效果的因素是复杂的。比如，由于班额普遍偏大（初中班额在50人以上的占77%强，在60人以上占41.82％；高中班额在50人以上的占76.44%，在60人以上的占38.12％），以及受升学、考试等的影响，尽管教师认可教材重视数学知识的学习过程、加强启发性及探究性等处理方式，但这些措施在实际教学中往往难以到落实。•反思我们自己的问题•教学层面的问题数学教学“不自然”，强加于人；缺乏问题意识；重结果轻过程，“掐头去尾烧中段”；重解题技能技巧轻普适性思考方法的概括，方法论层次的内容渗透不够，机械模仿多独立思考少，数学思维层次不高；“重逻辑而轻思想”。强调细枝末节多关注基本概念、核心数学思想少，对学生数学素养的提高不利。学生学习方法单一，被动。学生自主归纳抽象结论少，不利于创新精神的培养。•教师层面的问题对数学课程、教材的体系结构、内容及其组织方式把握不准；对中学数学概念的核心把握不准确，对概念所反映的思想方法的理解水平不高；只能抽象笼统地描述数学教学目标，导致教学措施无的放矢，对是否已经达成教学目标心中无数；对自己设计的教学方案不能取得预期效果，不能从设计层面给出令人信服的解释，往往只把问题归咎于教学系统的复杂性；采取的教学方法、策略和模式都比较单一，机械地套用一些已有的解决教学问题方案，缺乏根据教学问题和教学条件创建解决教学问题的新方法。例对概率的频率定义的错误理解•频率的稳定值就是概率的估计值。•随着试验次数的增加，频率就越来越接近于概率。•用频率估计概率，一定要大量重复试验。•必然事件与概率为1等价，不可能事件与概率为0等价，随机事件的概率大于0而小于1。例平方差公式的教学中的思想方法公式教学的基本过程：归纳公式（“举三反一”，概括其本质属性）→表示公式（文字、符号语言表示）→辨析公式（明确其结构特征）→应用公式（“举一反三”）。例如何阐述教学目标•目标：理解正数与负数的概念•目标解析：①了解：通过实际例子，感受引入负数的必要性，会用正、负数表示一对具有相反意义的量；进而初步获得正数、负数的抽象概念。②理解：能用正负数表示实际问题中的数量，并随着绝对值、相反数等概念的学习，逐渐熟练地进行正、负数的运算。三、重视核心概念的教学•关于核心概念基础性¡ª¡ª在相应领域具有基础地位，并能形成联系通畅的结构发展性¡ª¡ª具有自我生长的活力，容易在新情境中引发新思想和新方法可行性¡ª¡ª与学生的思维发展水平和数学学习方式保持一致，是可学、能学的例如：代数中的运算律（分配律）就比因式分解的一些具体方法和技巧（十字相乘法）有更高的理论和实践价值．例有理数及其运算在数与代数领域，有理数及其运算是一切运算系统的基础。将其他运算的对象和数作类比，可以使我们得到很多研究方法方面的启示。•数——运算（加、乘、指数运算）和逆运算——运算律——大小关系•式¡ª¡ª运算（加、乘、指数运算）和逆运算¡ª¡ª运算律¡ª¡ª大小关系•解代数方程¡ª¡ª有系统地运用运算律（特别是分配律）去简化所给的代数方程，并最终化归为x=a的形式。•向量¡ª¡ª运算¡ª¡ª运算律¡ª¡ª向量法向量法实际上是利用向量表示空间基本元素，将空间的基本性质和基本定理的转化成为向量运算律的系统运用。•数式通性¡ª¡ª整式•数式通性¡ª¡ª分式•数式通性¡ª¡ª二次根式•加强概念教学概念教学的基本环节例反比例函数概念的教学关于概念教学的一些要求（1）采取¡°归纳式¡±进行概念教学，让学生经历概念的概括过程；（2）正确、充分地提供概念的变式；（3）适当应用反例；（4）在概念的系统中学习概念，建立概念的¡°多元联系表示¡±；（5）精心设计练习。四、重视思想方法的教学•数学思想方法的层次性（1）解题术——与某些特殊问题联系在一起的方法，在特定环境中发挥作用，具有较固定的操作程序。求差法（2）解题通法——解决一类问题时可以采用的共同方法，操作程序不是很具体，但适用范围比较广泛。换元法配方法数学归纳法（3）数学思想——对数学及其对象，对数学的概念、命题、法则、原理以及数学方法的本质性认识，程序性弱，功能性强。分类思想化归思想函数思想数形结合极限思想统计思想（4）数学观念——数学思想方法的最高境界，认识客观世界的哲学思想。例：二元一次方程组解法中的数学思想方法化归→消元→代入（加减）→恒等变换（整体代换）•新课标中的¡°基本思想¡±获得适应社会生活和进一步发展所必需的数学的基础知识、基本技能、基本思想、基本活动经验。抽象：把与数学有关的知识引入数学内部；推理：促进数学内部的发展；模型：沟通数学与外部世界的桥梁。例：一元二次方程中的基本思想•数学思想方法教学的层次性渗透。在具体的数学知识的教学中，融进某些抽象的数学思想方法，使学生对这些思想方法有一些初步的感觉或直觉。例如，集合与对应、公理化与结构化、极限、算法与程序化的思想方法等。介绍。把某些数学思想方法在适当时候引进到数学知识中，使学生对这些思想方法由初步的理解，有一定的理性认识。例如，符号与变元表示、模型化、数形结合、函数与方程、概率统计、分类、化归的思想方法等。突出。在介绍的基础上经常性地予以强调，使学生能加以运用。初中数学教学中要突出的有数形结合、函数与方程、化归的思想方法等。•加强数学思想方法的教学数学思想方法具有过程性的特点，数学概念和原理的形成过程是进行数学思想方法教学的载体；数学思想方法还具有活动性的特点，学生头脑中的数学思想方法也是在数学学习活动中逐步形成的。这就要求我们精心设计教学过程，从问题的提出、情景的创设，到教学方法的选择，整个教学过程都要精心设计安排，有意识有目的地进行数学思想方法的教学。1．引入过程重视¡°先行组织者¡±的使用，加强研究方法的指导。•例：反比例函数的图象与性质•通常的做法：回顾正比例函数的图象和性质，并列出表格，列出解析式、形状、位置、图象趋势、增减性等，接下来类比这些内容研究反比例函数的图象和性质。•先行组织者策略：要研究反比例函数的图象与性质，首先思考我们研究过哪些函数的图象和性质？是怎么研究的？要研究那些问题？研究的方法是什么？2．设计好的问题，让学生经历思想方法的形成过程。•例：二元一次方程组的解法•新问题是什么？学习过什么老问题？将新问题转化为老问题就是化未知为已知、化复杂为简单、化陌生为熟悉、化困难为容易的化归思想。•怎样将新问题转化为老问题？这种¡°将未知数的个数由多化少、逐一解决¡±的思想就是消元思想。•怎样消元？也就产生了代入与加减两种消元的方法。•如何¡°代入¡±与¡°加减¡±？需要具体的代数的恒等变换的方法。3．发挥小结的作用，让学生学习的思想方法也纳入认知系统。•例：代入消元法的框图例如和研究研究四边形例研究方法的联系•函数性质的讨论（正比例函数→一次函数→反比例函数→二次函数）研究内容：自变量取值范围、函数的图象、函数的增减性研究方法：画函数图象，观察归纳，数形结合等。三步曲相关的问题：图象与坐标轴的交点、何时函数值大于零或小于零等。•对¡±与圆有关的位置关系¡±的处理24.2.1点和圆的位置关系24.2.2直线和圆的位置关系24.2.3圆和圆的位置关系研究的对象---两个图形间的位置关系研究的方法---将两个图形间的位置关系分类，从几何、代数两方面分析特性关注的问题---（1）几何特性（交点个数及区域分布）（2）代数特性（¡°两图形间的距离¡±与半径的比较）数形结合两方面讨论教学设计的基本线索内容和内容解析；目标和目标解析；教学问题诊断分析；教学支持条件分析教学过程设计；目标检测的设计。1．内容和内容解析•内容：针对¡°核心概念¡±内涵和外延的准确表达；•内容解析：重点是在揭示概念内涵的基础上，说明概念的核心之所在，并要对概念在中学数学中的地位进行分析，其中隐含的思想方法要做出明确表述。在此基础上阐明教学重点。•函数概念的发展历史•函数的产生来自研究变量的需要。•17世纪，伽利略、笛卡尔等已注意到一个变量对另一个变量的依赖关系。牛顿、莱布尼兹创立微积分时虽未给函数下明确的定义，但实际上已形成对变量之间的对应关系的关注。•18世纪，函数被认为是由变量x和常量构成的式子。约翰•贝努利：¡°由任一变量和常数的任一形式所构成的量。¡±欧拉这个定义称为解析函数，并进一步把它按照含有的运算种类区分为代数函数和超越函数。•19世纪，对函数的认识发展到强调对应关系。柯西：¡°在某些变数间存在着一定的关系，当一经给定其中某一变数的值，其他变数的值可随着而确定时，则将最初的变数叫自变量，其他各变数叫做函数。¡±傅里叶发现函数也可以用曲线表示，也可以用式子表示，使对函数的认识跳出式子的限制。当集合论在数学中占有重要地位之后，维布伦用¡°集合¡±之间的¡°对应¡±给出了近代函数定义，使得函数概念具有三个要素即对应关系、定义域及值域。•20世纪后，现代函数概念──¡°集合之间的映射¡±方式定义形成，即¡°若存在集合M到N的一个映射f，则称在集合M上定义一个函数，记为y=f(x)，其中x是M的任一元素，y是x在N中的像。¡±•初中阶段引入的函数概念，是从运动变化的观点出发，强调的是对于函数概念的形式化的定义，用¡°变量¡±来描述函数；到高中之后，再进一步从集合、对应的观点，来刻画函数的概念．•初中阶段的函数定义为：在一个变化过程中，如果有两个变量x和y，并且对于x的每一个确定的值，y都有唯一确定的值与它对应，则称x为自变量，y为x的函数．•分析初中的定义中对函数概念内涵的文字描述，可以发现，它强调了近代函数定义中的¡°对应¡±，并且明确了是¡°单值对应¡±，这又是吸收了现代函数概念中对¡°映射¡±的要求，但是没有从¡°集合¡±角度描述函数，因而未明确涉及定义域及值域．例¡°三线八角¡±概念的核心•¡°两条直线¡±被¡°第三条直线所截¡±，得到八个角。•对顶角、内