如何開展高中數(shù)學德育教學
時間:2022-02-10 08:32:07
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HPM是一門橫跨多領域的學科,全稱為“HistoryandPedagogyofMathematics”。HPM的主要目標是實現(xiàn)數(shù)學史的教育融入,提升數(shù)學教學質(zhì)量。數(shù)學史作為實現(xiàn)數(shù)學德育的重要教學載體,對數(shù)學德育的開展至關(guān)重要。當前,隨著素質(zhì)教育的推進,學科德育的開展逐漸被人們所重視,各個學科的教師都需要從學科特點出發(fā)進行研究,嘗試找出有效開展德育的方法。高中數(shù)學作為高中階段學生所要學習的重要學科,其德育價值主要體現(xiàn)在數(shù)學史上,相應的,HPM研究對于數(shù)學德育的開展具有重要的推進作用。
一、設置德育目標,確立德育導向
為實現(xiàn)高中數(shù)學德育的有效開展,教師在進行數(shù)學教學時需要聯(lián)系當前課標中提出的德育發(fā)展要求,樹立基本的德育導向。為此,教師在進行教學設計時,要將德育作為一個基礎的目標明確出來,這樣才能構(gòu)建相應的德育策略。例如,在一堂課的教學中,教師就可以先對知識內(nèi)容進行探究,確立核心素養(yǎng)下的教學目標,之后就可以著手構(gòu)建德育目標。教師可以構(gòu)建的德育目標包括:培養(yǎng)學生刻苦鉆研的精神、培養(yǎng)學生的數(shù)學美學意識、培養(yǎng)學生的愛國主義精神和民族自豪感、培養(yǎng)學生認真細致的探究精神等。在具體目標的選擇上,教師要結(jié)合課堂的實際教學情況和學生的德育發(fā)展情況。在教學目標明確之后,教師就可以圍繞著德育目標去進行德育資源的開發(fā)。
二、結(jié)合綜合研究,開發(fā)德育資源
HPM指出了數(shù)學史對數(shù)學教育的重要價值,通過相關(guān)領域的研究可以發(fā)現(xiàn),在教學中融入數(shù)學史是實現(xiàn)數(shù)學德育的重要方法。而為了實現(xiàn)利用數(shù)學史展示達成數(shù)學德育的目標,教師在實際的教學過程中就需要進行教學反思,對自己的備課環(huán)節(jié)進行調(diào)整,從教材出發(fā)進行相關(guān)德育資源的開發(fā)與搜集。例如,在進行“二項式定理”相關(guān)知識的教學時,教師就可以結(jié)合教材中的相關(guān)內(nèi)容進行德育資源的開發(fā)。高中數(shù)學教材中直接涉及的數(shù)學史資源較少,相應地,教師難以直接實現(xiàn)資源的搜集,因此,教師可以本課的相關(guān)內(nèi)容為關(guān)鍵詞進行網(wǎng)絡檢索。在本課的教材中提到了“楊輝三角”,涉及我國古代的一本數(shù)學著作,此時教師應想到利用相關(guān)數(shù)學著作的展示讓學生了解我國古代在數(shù)學領域取得的巨大成就,激發(fā)學生的民族自豪感。同時,教師也可以利用我國古代數(shù)學成就較多與近代數(shù)學發(fā)現(xiàn)較少這一情況,使學生認識到近幾百年來我國數(shù)學領域的衰落,并激勵學生好好學習數(shù)學,爭取在未來踏入數(shù)學研究的尖端領域為國爭光。當然,單憑教材中提到的“楊輝三角”并不能給學生帶來具象的認識,教師需要進行拓展,為學生展示更多相關(guān)的內(nèi)容,如對二項式定理的研究取得成就最早的北宋著名數(shù)學家賈憲及其數(shù)學作品《皇帝九章算法細草》,并在課上展示給學生。又比如,在進行“數(shù)列”相關(guān)知識的教學時,教師可以通過對教材內(nèi)容的拓展,搜集展示我國古代數(shù)學著作《張丘建算經(jīng)》《孫子算經(jīng)》與《周髀算經(jīng)》的相關(guān)內(nèi)容。除了古代的數(shù)學作品和數(shù)學家之外,為了激勵學生,教師也可以搜集我國現(xiàn)代的數(shù)學家的事跡為學生進行展示。如,新中國數(shù)學事業(yè)奠基人華羅庚先生的事跡,讓學生認識以其名字命名的公式和定律,培養(yǎng)學生的愛國情感。又比如,我國數(shù)學家陳景潤先生在研究“哥德巴赫猜想”領域取得的成就,使學生學習其孜孜不倦、刻苦鉆研的數(shù)學精神。
三、構(gòu)建數(shù)學活動,加深學生體驗
數(shù)學活動的本質(zhì)是讓學生參與探究。數(shù)學史告訴我們,數(shù)學是由具體的人發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出來的,數(shù)學家在實際的探究中也會犯錯誤。在教學中,教師就可以聯(lián)系數(shù)學史的內(nèi)容,創(chuàng)建一些讓學生實際探究的活動,使學生在活動中加深對相關(guān)知識的認知,培養(yǎng)學生的學習品質(zhì)。除此之外,學生參與數(shù)學活動的過程,也有利于數(shù)學應用能力的提升。例如,在進行“立體幾何”相關(guān)知識的教學時,為了使學生體驗數(shù)學家的探究過程,教師可以給學生布置一些小組探究任務,讓學生參與探究活動。比如,教師可以引出著名數(shù)學家高斯解決世界性幾何難題“使用圓規(guī)和沒有刻度的直尺作出正17邊形”的故事。為了讓學生真實地接觸很多數(shù)學家曾努力探究的問題,教師可以讓學生以小組為單位搜集高斯給出的解答方法,并嘗試著進行操作。該活動難度極高,雖然是使用已有的知識,但高中階段的學生僅能理解相關(guān)的理論知識,而不能熟練應用,因此,教師不應作出過高的要求,讓學生嘗試體悟即可。在完成這一活動之后,教師還可以引導學生進行探討,分析高斯能解出這道題的原因。再例如,教師在完成“統(tǒng)計與概率”相關(guān)內(nèi)容的教學后,可以給學生創(chuàng)建實際的數(shù)學活動,如要求學生統(tǒng)計家庭用水量和用電量,而后通過對全班數(shù)據(jù)的匯總作出頻率分布直方圖。之后,教師可以給學生展示一些水資源短缺的材料,讓學生想出節(jié)約用水的有效方法,并結(jié)合直方圖算出一年的節(jié)水量。這樣一來,學生既體驗了數(shù)學探究的過程,也形成了節(jié)約用水的環(huán)保意識。還比如,教師可以讓學生以小組為單位利用網(wǎng)絡檢索的方式搜集當?shù)氐腜M2.5的變化情況,思考并分析造成當?shù)乜諝馕廴厩闆r可能的原因,論證風和雨對空氣的凈化作用。
四、教學滲透史實,實現(xiàn)學生德育
為了在數(shù)學教學中有效實現(xiàn)數(shù)學史內(nèi)容的滲透,教師可以利用信息化教學工具直觀展示數(shù)學史的內(nèi)容,使學生更易理解,這樣可以大大提高教學效率,實現(xiàn)德育目標。例如,在進行“復數(shù)”相關(guān)知識的教學時,教師就可以展示數(shù)學史內(nèi)容,幫助學生認識數(shù)學美,增強數(shù)學學習的動力。在實際教學中,教師可以給學生展示數(shù)學中數(shù)的發(fā)展歷史,并利用多媒體將閱讀材料制作成微課播放,使學生了解到“虛數(shù)”的由來。在學生達成認識之后,教師就可以給學生展示歐拉公式“eix=cosx+isinx”,并告訴學生,當歐拉公式中的x取圓周率π時,歐拉公式的變形式“1+eiπ=0”被稱為數(shù)學中最優(yōu)美的式子,并展示數(shù)學家的評價“上帝創(chuàng)造的公式,我們只能看它而不能理解它”。此時,學生一般是無法理解這種美的,但科學家的評價會引導學生嘗試著從美的角度去理解。此時,教師展現(xiàn)數(shù)學美的德育目的就已經(jīng)達到了,學生的思想也受到了熏陶。又比如,為了培養(yǎng)學生不畏艱難、不懈追求真理的精神,教師可以給學生展示歐拉的故事,歐拉在遭受晚年失明、火災導致財產(chǎn)全無等一系列打擊之后,不畏困難和打擊,仍堅持進行科學研究活動,在失明后的17年中,克服視力障礙,解決了很多數(shù)學問題。通過展示歐拉的事跡,使學生受到鼓舞,學習歐拉身上的優(yōu)秀品質(zhì),不斷克服困難,提高學習能力。綜上所述,HPM的研究有利于數(shù)學史的教學融入,對德育的開展也有較高價值。為了實現(xiàn)數(shù)學德育的有效開展,教師需要能從數(shù)學史的內(nèi)容出發(fā)進行拓展研究,開發(fā)可以利用的相關(guān)教學資源,設計有效的教學過程,給予學生提升發(fā)展的機會,實現(xiàn)德育的有效進行。
作者:王劍 陳瀟春 單位:江蘇省無錫市第一女子中學
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