論數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)及課程資源的開發(fā)

郭治勝

（山西省忻州市繁峙二中 山西沂州 034000）

論數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)及課程資源的開發(fā)

郭治勝

（山西省忻州市繁峙二中 山西沂州 034000）

"課題學(xué)習(xí)"是《全日制義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）》（以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》）中最富特色的全新內(nèi)容，它反映了數(shù)學(xué)課程與教學(xué)改革的要求，也為學(xué)生提供了進(jìn)行實(shí)踐性、探索性和研究性學(xué)習(xí)的課程渠道。

數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí) 選題的原則 選題的途徑

《課標(biāo)》指出：“教材編寫者、學(xué)校管理者、教師和有關(guān)人員應(yīng)因地制宜，有意識(shí)、有目的地開發(fā)和利用各種資源?！保?］《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中也設(shè)置了“數(shù)學(xué)探究”“數(shù)學(xué)建?！薄皵?shù)學(xué)文化”等新的學(xué)習(xí)活動(dòng)，并指出“應(yīng)把這些活動(dòng)恰當(dāng)?shù)卮┎灏才旁谟嘘P(guān)的教學(xué)內(nèi)容中，并注意提供相關(guān)的推薦課題，背景材料和示范案例，幫助學(xué)生設(shè)計(jì)自己的學(xué)習(xí)活動(dòng)，完成課題作業(yè)或?qū)ｎ}總結(jié)報(bào)告。”［2］如何開發(fā)和利用“數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)”的課程資源，是擺在數(shù)學(xué)教師面前的新任務(wù)。下面結(jié)合自己的教學(xué)實(shí)踐，對(duì)如何開發(fā)“數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)”的資源提出以下觀點(diǎn)。

一、數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)選題的原則

數(shù)學(xué)具有廣泛的應(yīng)用性，數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)的課程資源相當(dāng)豐富。在如此浩瀚的學(xué)習(xí)素材中，選擇什么樣的課題，并沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但應(yīng)以學(xué)生為基本出發(fā)點(diǎn)，以促進(jìn)學(xué)生在數(shù)學(xué)思考、解決問(wèn)題、情感態(tài)度等方面的全面發(fā)展為目標(biāo)。選擇的課題應(yīng)遵循以下基本原則：

（1）課題應(yīng)能引起學(xué)生的興趣和解決問(wèn)題的強(qiáng)烈愿望；

（2）課題應(yīng)密切聯(lián)系學(xué)生的現(xiàn)實(shí)，具有可實(shí)踐性的特點(diǎn)；

（3）課題應(yīng)具有一定的新穎性，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)新的問(wèn)題情境；

（4）課題應(yīng)具有一定的探索性和研究性，能讓學(xué)生經(jīng)歷一個(gè)實(shí)踐、探索和研究的歷程；

（5）課題應(yīng)具有一定的綜合性，能促使學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)、方法、經(jīng)驗(yàn)、思維方式等解決問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行多種思考及創(chuàng)造；

（6）課題應(yīng)具有一定的彈性和開放性，以使所有的學(xué)生都能參與，并且不同的學(xué)生在解決問(wèn)題的活動(dòng)中能展示不同的個(gè)性和水平；

（7）課題應(yīng)具有較為寬泛的數(shù)學(xué)背景，具有進(jìn)行連續(xù)學(xué)習(xí)、探討的可能性，促進(jìn)學(xué)生能從中提出需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。

二、數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)選題的途徑

一般地，我們可從以下幾方面來(lái)選取數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)的課題。

1.從數(shù)學(xué)史料中選取課題

英國(guó)科學(xué)史家丹皮爾（W.C.Dampier）曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“再?zèng)]有什么故事能比科學(xué)思想發(fā)展的故事更有魅力了”?！墩n標(biāo)》也指出：“在課外活動(dòng)小組中，教師還可以向?qū)W生提供一些閱讀材料，內(nèi)容可以包括數(shù)學(xué)在生活中的應(yīng)用、趣味數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)史和數(shù)學(xué)家的故事、擴(kuò)展性知識(shí)等，用來(lái)拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣?！睌?shù)學(xué)史不僅僅是單純的數(shù)學(xué)成就的編年記錄，也是數(shù)學(xué)家們克服困難和戰(zhàn)勝危機(jī)的斗爭(zhēng)記錄。無(wú)理數(shù)的發(fā)現(xiàn)、微積分和非歐幾何的創(chuàng)立、費(fèi)馬大定理的證明等，這樣的例子在數(shù)學(xué)史上不勝枚舉，它們可以幫助人們了解數(shù)學(xué)創(chuàng)造的真實(shí)過(guò)程，而這種過(guò)程在通常的教科書中是以定理到定理的形式被包裝起來(lái)的，對(duì)這種創(chuàng)造過(guò)程的了解則可以使我們從前人的探索與奮斗中汲取教訓(xùn)，獲得鼓舞和增強(qiáng)信心［3］。如可以作為數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)史料有：①正負(fù)數(shù)和無(wú)理數(shù)的歷史；②一些重要符號(hào)的起源與演變；③《九章算術(shù)》中的數(shù)學(xué)（方程術(shù)、加減消元法、正負(fù)數(shù)）；④函數(shù)概念的起源、發(fā)展與演變；⑤歐幾里得與《幾何原本》，演繹邏輯系統(tǒng)，第五公設(shè)問(wèn)題，尺規(guī)作圖與幾何三大難題，公理化思想對(duì)近代科學(xué)的深遠(yuǎn)影響；⑥畢達(dá)哥拉斯多邊形數(shù)，從勾股定理到勾股數(shù)，不可公度問(wèn)題；⑦機(jī)器證明的有關(guān)內(nèi)容及我國(guó)數(shù)學(xué)家的突出貢獻(xiàn)；⑧圓周率的歷史，古希臘及中國(guó)古代的割圓術(shù)、黃金分割、哥尼斯堡七橋問(wèn)題。

2.從日常生活中選取課題

數(shù)學(xué)是人們生活、勞動(dòng)和學(xué)習(xí)必不可少的工具，能夠幫助人們更好地探求客觀世界的規(guī)律，并對(duì)現(xiàn)代社會(huì)中大量紛繁復(fù)雜的信息作出恰當(dāng)?shù)倪x擇與判斷，同時(shí)為人們交流信息提供了一種有效、簡(jiǎn)捷的手段。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，幾乎每個(gè)部門的工作人員都需要懂得計(jì)算機(jī)操作過(guò)程，現(xiàn)在大多數(shù)職業(yè)都要求從業(yè)人員具有分析能力而不單純是機(jī)械的操作能力。生活中數(shù)學(xué)應(yīng)用的課題俯拾皆是，事實(shí)上，只要我們處處留心，就可以挖掘出許多可以作為數(shù)學(xué)課題學(xué)習(xí)的課題。如：①銀行存款利息和利稅的調(diào)查；②有關(guān)房子粉刷的預(yù)算；③無(wú)蓋盒子的最大容積問(wèn)題；④中國(guó)體育彩票中的數(shù)學(xué)問(wèn)題；⑤尋找人的情緒變化規(guī)律；⑥衣服的價(jià)格、質(zhì)地、品牌影響消費(fèi)者觀念的程度；⑦出租車最優(yōu)化運(yùn)營(yíng)方案的研究；⑧商品甩賣打折中的數(shù)學(xué)問(wèn)題；⑨通訊網(wǎng)絡(luò)收費(fèi)調(diào)查統(tǒng)計(jì)；⑩購(gòu)房貸款決策問(wèn)題等。

3.從社會(huì)現(xiàn)象中選取課題

數(shù)學(xué)從它萌芽之日起，就表現(xiàn)出解決因人類實(shí)際需要而提出的各種問(wèn)題的功效，商業(yè)、航海、歷法計(jì)算、橋梁、寺廟、宮殿的建造、武器與工事的設(shè)計(jì)等等，數(shù)學(xué)往往能對(duì)所有這些問(wèn)題作出令人滿意的解決。事實(shí)上，數(shù)學(xué)對(duì)整個(gè)社會(huì)發(fā)展的影響不僅僅局限在科技和經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域中，數(shù)學(xué)在現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它已滲透到人們的日常生活和工作中。同時(shí)，數(shù)學(xué)在社會(huì)科學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越深入，越來(lái)越廣泛，經(jīng)濟(jì)學(xué)、管理學(xué)、環(huán)境學(xué)，比比皆是。選取其中典型的，符合要求的問(wèn)題作為數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)課題，既有利于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)應(yīng)用意識(shí)和應(yīng)用能力（包括數(shù)學(xué)建模意識(shí)與能力），又有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

4.從數(shù)學(xué)問(wèn)題中選取課題

數(shù)學(xué)的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步有著密切的聯(lián)系，這種聯(lián)系是雙向的，即一方面，數(shù)學(xué)的發(fā)展依賴于社會(huì)環(huán)境，受著社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治和文化等諸多因素的影響；另一方面，數(shù)學(xué)的發(fā)展又反過(guò)來(lái)對(duì)人類社會(huì)的進(jìn)步起推動(dòng)作用，包括對(duì)人類物質(zhì)文明和精神文明兩大方面的影響。20世紀(jì)以來(lái)的數(shù)學(xué)呈現(xiàn)出指數(shù)式的飛速發(fā)展。隨著經(jīng)典數(shù)學(xué)的繁榮和統(tǒng)一，產(chǎn)生了許多新的應(yīng)用數(shù)學(xué)方法，特別是計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及其與數(shù)學(xué)的結(jié)合，使得數(shù)學(xué)在研究領(lǐng)域、研究方式和應(yīng)用范圍等方面都得到了空前的拓展。數(shù)學(xué)的空前發(fā)展以及對(duì)社會(huì)的突出作用都對(duì)義務(wù)教育階段的數(shù)學(xué)教育產(chǎn)生了重要的影響，最直接的一個(gè)結(jié)論就是數(shù)學(xué)教育要重視應(yīng)用意識(shí)和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。不少數(shù)學(xué)家呼吁要“重視數(shù)學(xué)應(yīng)用，還數(shù)學(xué)以本來(lái)面貌”，數(shù)學(xué)是“生活的需要，是最后制勝的法寶”［4］。如從數(shù)學(xué)問(wèn)題中選取的課題有：①多面體歐拉定理的發(fā)現(xiàn)；②統(tǒng)計(jì)與概率在密碼學(xué)等方面的應(yīng)用；③編程中的優(yōu)化算法問(wèn)題；④余弦定理在日常生活中的應(yīng)用；⑤測(cè)量某大廈的高度；⑥數(shù)學(xué)中的最優(yōu)化問(wèn)題；⑦線性規(guī)劃。

總之，可以開發(fā)和利用的課題學(xué)習(xí)的資源非常豐富，教師應(yīng)有意識(shí)地建立自己的課題學(xué)習(xí)資源庫(kù)。