以用多种方式予以表达。建立这种联系性是数学教学的重要任务,也是“螺旋上升地认识数学概念”的要义之一。例如,比例关系的研究,在比和比例、百分数、比例尺、相似形、线性方程、斜率、统计图表、频率与概率等不同方面都可以得到认识。当我们利用基本的几何概念(如相似)和代数概念(如线性关系)来引入比例概念时,学生对比例关系的理解就会更深刻。
顺便提一下,加强“联系”可以有不同的方式。例如,我们可以在一个有意识地将不同分支串联在一起的知识系统中,为学生提供从不同数学环境中看到同一现象的机会;也可以在代数、欧氏几何、解析几何、统计、概率等之中提供必要的、需要用多种数学知识和方法才能解决的综合性问题。
四、“模块化”──如何兼顾数学内在的逻辑结构,真的需要“结构创新”吗?
数学课程的“模块化”是为了适应“学分制”而诞生的。学分制到底有什么好处,加强选择性是否一定要用学分制来管理,这些都是可以探讨的问题,这里只从“模块化”与数学学科的内在逻辑结构之间的矛盾提出一点思考。一个“模块”有相对固定的学时限制(36课时)和容量限制。这样,在设定每个模块的内容时,就不能仅仅从内容的内在逻辑体系考虑,还要从学时限制考虑。因为这些限制,许多本来应一以贯之的内容被人为地割裂开了;同时,为了拼凑课时,一些关联不大的内容却被“捏”到同一模块中。显然,这样做破坏了数学的逻辑结构。为了有利于数学教学内容的合理组织,数学课程不宜采用模块化方式。
另外,数学课程“结构创新”的提法必须慎重。陈省身先生曾经谈到,基础教育阶段所学的数学内容,“可以变的很少,就是这些内容,没有什么新的。”中小学阶段所学习的数学内容及其逻辑结构都是非常成熟的,“结构创新”很可能会引发新的问题。关键是内容的呈现方式的创新,特别是素材的选择和知识发现过程的“再现”。
与此相关的问题是分科结构和综合结构哪个更好的问题。我们认为,分科结构和综合结构各有利弊,并不存在哪一个更好的问题。重要的还是如何加强联系。从当前的教材编写实践看,因为没有充分的体现联系的素材和问题,综合结构因为造成知识链条的断裂(前一章讲代数,下一章安排几何,接着要安排统计),所以弊大于利。应当说,综合结构比分科结构更难组织,需要更多的时间来实验、探索。
从内容顺序来看,可以考虑:工具性内容(如常用逻辑用语、向量、算法等)在前;确定性数学在前不确定性数学(统计、概率)在后;有限在前无限(导数、积分)在后;代数(函数)在前解析几何、立体几何在后;等等。
五、联系实际和数学应用──如何理解?如何把握?
我们的疑问是:数学应用真的是数学教育的主要任务之一吗?应当如何理解基础教育阶段的“数学应用”?
陈省身先生说,“很多是数学学得深了才有应用”。
联系实际,加强应用,需要考虑两方面问题:一是是否与当前的数学学习内容有直接关系,可以成为理解当前学习内容的基础;二是是否与学生的已有知识经验相协调。正因为此,需要防止两种倾向:一是为了“情境”而情境,所设置的学习情境与当前的学习内容没有多少关系,把“数学化”搞成了“去数学化”;二是情境复杂化,造成学生对背景理解的困难,干扰了对数学本质的理解。
为了解决数学脱离学生生活实际,学生数学学习兴趣不高的问题,在数学内容的组织上,曾经出现通过解决现实问题带动数学学习的做法,即给出一个现实问题,在解决问题的过程中,需要哪些新知识就引出哪些新知识,这样,问题解决好了,新知识也学到手了。这与有人提出的数学课程可以用“经验课程”的方式设置,教材可以“情境化”的提法差不多。实践表明,这样组织数学课程内容,可以在某种程度上解决学生的学习兴趣问题,使学生感到数学有用等等,但是难以保证知识的系统性,最终不利于学生建立良好的数学认知结构。因此,在国际上,这样的做法已经被摒弃。
从教学实践看,纯粹用数学的形式化逻辑体系组织教材,因为与学生的数学思维活动不一致,对于少部分能主动寻根究底的学生的学习影响不大(他们能主动地问“为什么”,主动探寻结论成立的原因),但对大部分学生而言,要求他们根据这种逻辑体系自己发掘知识的发生发展过程,显然有困难,因为学生(甚至有许多教师)不能体会这种逻辑体系中所蕴含的数学思维过程,数学思想方法,常常以简单模仿记忆的方式进行学习,并且容易导致教师照本宣科。为了解决这个问题,弗莱登塔尔曾提出“数学化”、“再创造”的
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