黃國棟
摘 要:信息化時代的教育要求數學教學著眼于人才成長和發展的需要,教學目的不再局限于讓學生獲得數學知識和技能,學生數學素養的培養成為核心。如何普遍培養學生良好的數學素養,成為一個亟待研究和解決的重要的課題。運用信息化教學改造中職傳統數學教學,從數學雙基突破提升到數學素養的培養,需要深入探究和嘗試。
關鍵詞:信息化;教學;數學素養
信息時代,人們社會生活中的數學化程度將日益提高,這就要求教育必須更加重視提升人的數學素養。“世界之大,無處不有數學的重要貢獻。”這是對數學與生活的精彩描述。數學何其重要,數學教育需要培養人的更內在的、更深刻的東西,這就是數學素養。
所謂數學素養,是數學科學的內蘊,是人們通過數學學習活動所獲得的數學知識、技能、思想方法、數學能力、數學觀念和數學品質等。具體到中職學生,就表現為懂得數學價值,對自己的數學能力有信心,有解決數學問題的能力,學會數學交流,學會數學思想方法。這意味著使學生掌握一種有現代科學語言構建的數學知識、思想和方法;掌握一種理性思維模式和數學技能;獲得數學能力,形成數學意識和數學習慣,即形成數學觀念,養成數學品質,以上一切,構成了人的一種特殊素質,即數學素養。
數學素養顯然影響每個人的成長和發展,然而,現實的情況是很多中職學生一看到數學就頭昏腦漲,一想到做數學題就苦不堪言,一遇到數學考試就欲哭無淚,學生和數學這個“可恨的”科目從小學到初中,現在到中職學校仍舊要面對數學學習,往往沒多久就選擇放棄。如果數學教學總是這樣讓人痛不欲生,那在中職還能奢談學生數學素養的培養嗎?
隨著中職文化基礎課改革的推進,變應試教育為素質教育成為中職文化課教育改革的必經之路,如何提高中職學生對數學科目的學習興趣和熱情,真正培養中職學生良好的數學素養,日益成為一個重要的課題。因此,從事中等職業學校數學教師需要用心去做教學研究。教育部這兩年提出,用信息化教學改造傳統教學,實踐證明:信息化教學是解決這個課題的關鍵。
數學課程是中等職業學校學生必修的一門公共基礎課,根據教學大綱,這門課程的任務是:使學生掌握必要的數學基礎知識,具備必需的相關技能與能力,為學習專業知識、掌握職業技能、繼續學習和終身發展奠定基礎。可見,大綱對于學生數學素養的培養有明確要求,但中職學生的現狀是許多學生數學基礎相對較薄弱,在這樣的基礎上要培養學生良好的數學素養更加困難。可喜的是,經過幾年職教的教學實踐我發現:信息化教學的合理運用,對于提高中職學生學習數學的興趣,激勵學生主動參與學習全過程,培養他們的數學能力,發展智力,從而促進學生主動學習、主動發展,都有積極的作用。
一、信息化教學輔助下,學生更能體會數學的價值,使學生對學習數學更有信心
中職數學教學現在大都還是以靜態形象為主的傳統教學,這樣的數學課堂教學往往使中職的學生在學習中感到單調、枯燥,很難做到樂學。出色的數學教師往往在課堂教學中能創設出良好的學習情境,引導學生對課題具有良好的興趣和動機,在學習過程中體驗到成就感,從而快樂學習。然而,中職學生的興趣和動機并不是固有的,而是需要通過外界事物的新穎性、獨特性來激發,滿足學生的探究心理的需要。信息化教學是以現代信息技術為基礎的整體的教學體系的一系列的改革和變化,不僅可以傳遞教學內容,還能改變傳統的教學方法和學習方法,調節課堂氣氛,創設學習情境,激發學習興趣,使學生更能體驗到數學的價值,樂學、易學,有信心學。
例如在函數單調性的教學中,筆者設置了如此的情境:每個學生分一杯水,讓學生在一定的范圍內加入適量的糖,依據生活經驗我們知道:糖加得越多,糖水就越甜。若設水的質量為1,糖的質量為x,糖水的濃度為y,則不難推導出y與x的函數關系是y=x/1+X,x∈[0,+∞)。這節課若能在多媒體教室里借助幾何畫板直觀向學生展示y=x/1+x,x∈[0,+∞)的圖像,從圖像上看此函數的圖像從左到右不斷上升,聯系糖水甜度的變化加深理解,喝著糖水邊看圖比較,學生發現數學能解釋自己的生活感受,學習數學的興趣就更加盎然了,使得后續的學習更加順利。信息化教學,能凸顯數學的價值,激發學生學習的興趣,使學生對學習數學更有信心。
二、信息化教學提高學生解決數學問題的能力,學會數學交流,學會數學思想方法
課堂教學是有限的,素養的培養需要教學的延伸和拓展,如此,教育教學非凡的表現力和影響力才能生發而出,這是成功教學的追求。信息化教學改造下的數學教學,在時間和空間上都能有所突破,根據實際教學需要將教學內容實現靈活轉換,數學理論形成過程被生動展現,克服了數學學習的抽象性。在信息化教學設計和仿真軟件的支持下,數學實驗課成為可能,課堂內外的界限被打破了,中職學生的認知時空得以拓展,認識過程更加流暢。信息化教學軟件是實現突破的關鍵。例如幾何畫板在數學教學中可以將圖像分解組合,揭示現象內在聯系,學生的深入思考變得有所依據,探究體驗結論的過程變得不那么困難,圖形圖像的直觀性和連續性更有利于建立正確的空間觀念,從而提高了學生的數學素養。
1. 突出培養學生觀察能力,提高解決數學問題能力
一個人的智力發展首先是觀察力的提升,觀察是一種從一定的目的任務出發,有計劃、有組織、較持久地認識某一種對象知覺過程。教學中采用數學教學軟件,可以在屏幕上使運動的事物靜止化、靜止的事物運動化,從而增強學生觀察的目的性、計劃性。
例如在指數函數這一節中,通過借助幾何畫板的優勢,學生就能直觀地利用這個數學軟件,觀察指數函數圖像,研究y=ax(a>0且a≠1)中底數a變化對函數圖像整體變化的影響。像這樣在多媒體教室里,師生共同進行指數函數的數學實驗,讓學生感到一切都是當著他們面發生的,是他們自己操作體驗到的,而不是以教條的形式灌輸。同時,讓學生自己上臺或者在計算機房的計算機上直接改變底數a的值觀察圖像的變化,給了學生提供真正動手操作的機會,不是直接陷入到例題和習題中,能突出學生的主體地位,使學生由聽數學轉為做數學,從被動的接受式學習變為主動的探索研究學習。
因此,在運用幾何畫板探究問題的過程中,教師要通過計算機讓學生實時驗證猜想的正確與否,及時修正思路,提出新問題,解決問題,從而達到培養學生發現問題、提出問題、解決問題的能力,培養學生的創新意識和實踐能力。運用幾何畫板的計算、測量、繪圖等功能進行快速驗證一般性結論的真偽,從而清除“抽象的數學”給學生造成的畏懼心理,使數學的學習更加快樂,也為學生證明一般性的結論提供了內驅力。
傳統的教學是在黑板上用粉筆作圖讓學生觀察,受教師繪制的水平和學生觀察角度的限制,質和量都不足以構成認識,使學生無法順利地把函數y=ax圖像的某些特征觀察到位。運用信息化教學改造之后成為一節實驗課,會使原來實物或者板書不易展示的部分得到充分的展示,降低了學生在觀察上的難度。又由于畫面能動靜結合,刺激著學生的感官,使觀察重點更突出,更有利于培養學生正確的觀察法,引發學生的思維,提高學習的專注力,融化了知識的難點。
數學的應用性本該是很強的,然而傳統的課堂教學受時間、空間諸多因素限制,無法有效充分地聯系反映出課題的實際背景,一方面導致學生缺乏動力,同時也限制了學生利用所學研究解決實際問題的能力。信息化教學能較好地模擬現實,創設豐富的虛擬應用情境。
例如學習數列知識時,可以運用信息化教學,設計課題“購房中的數學”,引導學生通過互聯網查找、整理有關房地產和購房貸款的資料,利用電子表格Excel設計制作住房按揭貸款計算器,進行仿真練習。同時,由于信息化學習的效率很高,這種模擬練習可以不斷重復,使效果不斷得到強化。
2. 易于達成數學交流,運用數學思想方法
信息化教學具有圖文并茂和聲情并茂直的優點,易于達成數學交流,這種交流有師生之間的交流,也有學生與學生直接的交流,這是傳統教學難以企及的。教學設計中充分利用這一優點,提供豐富的感知、表象,構成一個躍動的“思維場”,為學生實現由具體感知到抽象思維的飛躍架設橋梁,這對于數學探究中抽象、靜態的難點解決是很有幫助的,能凸現對象的本質屬性,利于引導思維走向正確的方向。
數學素養的培養需要學習者不斷進行大膽的聯想和進行必要的數學實驗論證。在數學教師的指導下,學生完全可以利用幾何畫板作為數學實驗的平臺,創造一個親自動手實際“操作”幾何圖形的環境,體驗和交流學習數學的樂趣。例如在學習了冪函數和指數函數之后,設計一節比較兩種函數圖像和性質的數學實驗課,通過學生在計算機上利用幾何畫板繪制冪函數和指數函數的圖像,觀察比較并歸納總結出兩種函數的異同,在交流中鞏固學習,加深理解,并不需要由教師像傳統教學中那樣作滔滔不絕的講解,而學生對函數圖像和性質的理解與掌握反而比傳統教學要深刻得多。學生在信息化的學習平臺上操作數學,通過修改參數、拖動圖形、觀察圖形、猜測結論并驗證結果,在觀察、探索、猜想的過程中對圖形的感性認識得以增強,能形成自己數形結合的經驗背景,利于培養數學思想方法。
總之,信息化教學是信息化時代數學教學與時俱進所做的改革,需要我們中職教育工作者加強學習,積極探索,用心做好信息化教學設計,與專業技術人員通力合作,開發利用高質量的數學教學軟件,促使數學教學向有效并可持續的方向發展,為提高學生的數學素養,提高教學質量孜孜以求。
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(廈門市集美職業技術學校)