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“科学技术是第一生产力”“科学技术的基础是应用科学,而应用科学的基础是数学。”这些论述揭示了数学在生产力中的巨大作用。数学作为从量的方面处理现实世界中各种关系的科学,当然也要处理有关生产关系的问题,这就是数学的价值。但由于历史的影响,教师们在过去的教学中过分强调数学的逻辑性、严谨性、系统性和理论性,宁可一遍遍地去重复那些严谨的数学概念,讲授那些主要为解题服务的技巧,却很少去讲数学的精神、数学的价值、数学结论的形成与发现过程、数学对科学进步所起的作用等内容。这使学生对数学的认识片面化、狭隘化,那么如何来培养学生的数学应用意识和能力呢?
一、拓宽对数学的认识,让学生懂得数学的价值,提高学生学习数学的兴趣
学生能否对数学产生兴趣,主要依赖于我们的教学实践,与我们的教学内容和教学方法的选择和应用密切相关。首先,教师必须在教法和(学生的)学法上多下功夫,狠下功夫,从数学应用的角度处理数学、阐释数学、呈现数学,以提高学生的数学理论知识和操作水平,加强数学的应用实践环节,注重用数学解决学生身边的问题,注重用学生容易接受的方式展开数学教学,注重学生的亲身实践,重视在应用数学中传授数学思想和方法,把培养学生解决实际问题的能力作为教学内容的主线,通过“问题情景—建立模型—解释与应用”的基本体系,多角度、多层次地编排数学应用的内容,以使自己的教学艺术达到引人入胜、至臻完善的境地,才能更有效地激发学生的学习兴趣;其次,课堂教学中应充分发挥学生的主体作用和教师的主导功能。教师可根据教学内容的特点,精心组织、科学排比,把抽象的概念、深奥的原理拓展为生动有趣的典故、发现史,或适当合理地运用图片、模型、多媒体教学等手段,促进理论与实践的有机结合,使学生产生浓厚的兴趣。
二、通过“数学建模”的活动和教学,把培养学生用数学的能力落到实处
培养学生“用数学”的能力是数学教育的根本任务,当然应当成为数学应用教学目的中的“重中之重”。
用数学的能力是一种综合能力,它离不开数学运算、数学推理、空间想象等基本的数学能力,注重双基和四大能力的培养是解决学生应用意识不可缺少的武器。在双基和四大能力的基础上培养学生分析问题和解决问题的能力,把应用问题的渗透和平时的教学有机地结合起来,循序渐进。在数学应用意识和能力的培养中,教师尤其应重视学生探索精神和创新能力的培养,把数学应用问题设计成探索和开放性试题,让学生积极参与,在解题过程中充分体现学生的主体地位。
要突出数学应用,就应站在构建数学模型的高度上来认识并实施应用题教学,要更加强调如何从实际问题中发现并抽象出数学问题(这是数学应用教育中最为重要的一点),然后试图用已有的数学模型(如式、方程、不等式、函数、统计量等)来解决问题,最后用其结果来阐释这个实际问题,这是教学中一种“实际—理论—实际”的策略。它主要侧重于从实际问题中提出并表达数学问题的能力,并初步构建运用数学模型的能力,对数学问题及模型进行变换归化的能力,对数学结果进行检验和评价、阐释和处理的能力。
三、实施“问题解决”形式教学,培养学生应用意识和解决应用问题的能力
1.按“问题解决”的形式设计教学过程
在“提出问题”阶段,教师的作用是创设问题的情境,而“问题”的设计是关键,它要符合学生可接受、有障碍、易产生探索欲望的原则,激发起学生的探索兴趣,接受问题的挑战;在“分析问题”阶段,教师要从观念和方法的层次上去启发学生,鼓励学生探求思路,克服困难,进行独立的探究,展开必要的讨论和交流,在探索的过程中培养毅力和坚忍不拔的精神;在“解决问题”的阶段,教师要引导学生落实解答过程,把能力培养和基础知识、基本技能的学习结合起来,使学生感到成功的喜悦并树立学习的自信心。在“理性归纳”阶段,教师要引导学生对问题的解答过程进行检验、评价、反馈、归纳、小结,并结合问题解决的过程进行学法指导,而学生要通过理性归纳形成新的认知结构,学会学习,并不断提出新的问题,培养进取心和创造精神。这样通过“问题解决”的形式和程序来设计教学过程,必将进一步提高教学的效益。
2.可改造课本上的例题、习题为“问题解决”的形式
我们可以改造课本上一些常规性题目,打破模式化,使学生不仅仅是简单的模仿。比如:把条件的问题、结论完整的题目改造成只给出条件,先猜结论,再进行证明;或给出多个条件,首先需要收集、整理、筛选以后才能进行求解或证明,打破条件规范的框框;也可以给出结论,让学生探求条件,等等。
总之,知识应用素质的教育是全面素质教育中一个必不可少的部分,应用型问题有着丰富的社会信息,多视角的横向联系,多层次的能力要求,其多功能的教育价值早已是众所周知的事实,它已成为学生观察了解社会、认识评价社会的一个窗口。
一、拓宽对数学的认识,让学生懂得数学的价值,提高学生学习数学的兴趣
学生能否对数学产生兴趣,主要依赖于我们的教学实践,与我们的教学内容和教学方法的选择和应用密切相关。首先,教师必须在教法和(学生的)学法上多下功夫,狠下功夫,从数学应用的角度处理数学、阐释数学、呈现数学,以提高学生的数学理论知识和操作水平,加强数学的应用实践环节,注重用数学解决学生身边的问题,注重用学生容易接受的方式展开数学教学,注重学生的亲身实践,重视在应用数学中传授数学思想和方法,把培养学生解决实际问题的能力作为教学内容的主线,通过“问题情景—建立模型—解释与应用”的基本体系,多角度、多层次地编排数学应用的内容,以使自己的教学艺术达到引人入胜、至臻完善的境地,才能更有效地激发学生的学习兴趣;其次,课堂教学中应充分发挥学生的主体作用和教师的主导功能。教师可根据教学内容的特点,精心组织、科学排比,把抽象的概念、深奥的原理拓展为生动有趣的典故、发现史,或适当合理地运用图片、模型、多媒体教学等手段,促进理论与实践的有机结合,使学生产生浓厚的兴趣。
二、通过“数学建模”的活动和教学,把培养学生用数学的能力落到实处
培养学生“用数学”的能力是数学教育的根本任务,当然应当成为数学应用教学目的中的“重中之重”。
用数学的能力是一种综合能力,它离不开数学运算、数学推理、空间想象等基本的数学能力,注重双基和四大能力的培养是解决学生应用意识不可缺少的武器。在双基和四大能力的基础上培养学生分析问题和解决问题的能力,把应用问题的渗透和平时的教学有机地结合起来,循序渐进。在数学应用意识和能力的培养中,教师尤其应重视学生探索精神和创新能力的培养,把数学应用问题设计成探索和开放性试题,让学生积极参与,在解题过程中充分体现学生的主体地位。
要突出数学应用,就应站在构建数学模型的高度上来认识并实施应用题教学,要更加强调如何从实际问题中发现并抽象出数学问题(这是数学应用教育中最为重要的一点),然后试图用已有的数学模型(如式、方程、不等式、函数、统计量等)来解决问题,最后用其结果来阐释这个实际问题,这是教学中一种“实际—理论—实际”的策略。它主要侧重于从实际问题中提出并表达数学问题的能力,并初步构建运用数学模型的能力,对数学问题及模型进行变换归化的能力,对数学结果进行检验和评价、阐释和处理的能力。
三、实施“问题解决”形式教学,培养学生应用意识和解决应用问题的能力
1.按“问题解决”的形式设计教学过程
在“提出问题”阶段,教师的作用是创设问题的情境,而“问题”的设计是关键,它要符合学生可接受、有障碍、易产生探索欲望的原则,激发起学生的探索兴趣,接受问题的挑战;在“分析问题”阶段,教师要从观念和方法的层次上去启发学生,鼓励学生探求思路,克服困难,进行独立的探究,展开必要的讨论和交流,在探索的过程中培养毅力和坚忍不拔的精神;在“解决问题”的阶段,教师要引导学生落实解答过程,把能力培养和基础知识、基本技能的学习结合起来,使学生感到成功的喜悦并树立学习的自信心。在“理性归纳”阶段,教师要引导学生对问题的解答过程进行检验、评价、反馈、归纳、小结,并结合问题解决的过程进行学法指导,而学生要通过理性归纳形成新的认知结构,学会学习,并不断提出新的问题,培养进取心和创造精神。这样通过“问题解决”的形式和程序来设计教学过程,必将进一步提高教学的效益。
2.可改造课本上的例题、习题为“问题解决”的形式
我们可以改造课本上一些常规性题目,打破模式化,使学生不仅仅是简单的模仿。比如:把条件的问题、结论完整的题目改造成只给出条件,先猜结论,再进行证明;或给出多个条件,首先需要收集、整理、筛选以后才能进行求解或证明,打破条件规范的框框;也可以给出结论,让学生探求条件,等等。
总之,知识应用素质的教育是全面素质教育中一个必不可少的部分,应用型问题有着丰富的社会信息,多视角的横向联系,多层次的能力要求,其多功能的教育价值早已是众所周知的事实,它已成为学生观察了解社会、认识评价社会的一个窗口。