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圆锥曲线方程是我国高中数学的重要内容,集中、完整地阐述了解析几何的主要问题和思想方法,圆锥曲线本身也是一个重要的几何模型,其几何性质有广泛和重要的应用。本研究探讨了高中数学课程改革背景下,应该关注的现代课程理念和数学史的教育价值,提出运用数学史提升圆锥曲线的教学品质是值得探索的新途径。本研究通过设计并实践融入数学史的教学案例,考察如下问题:
●针对圆锥曲线的教学内容,教师如何搜集、查阅相关史料?
●为了在圆锥曲线教学中恰当地运用数学史,教师如何把握整体教学目标和实际需要?
●为了使圆锥曲线教学落实现代课程理念和具体教学目标,教师设计教学活动时可以从数学史获得什么教学支持?
●学生对运用数学史设计的教学活动有何体会和收获?
本研究呈现了如何与时俱进地把握圆锥曲线方程的教学,分析实际的教学需要,在此基础上如何运用数学史设计和实施圆锥曲线的教学活动。引言教学中,由古到今,讲述圆锥曲线的起源,以及开普勒以来圆锥曲线在天文学等领域的活泼应用,引起学生进一步学习和探究的兴趣。“数学探究——椭圆与双曲线的画法”中,达·芬奇的椭圆画法、范·斯古登的椭圆与双曲线画法,提供了学生进行数学探究的情景问题,学生可以运用所学知识和坐标法探索画法的数学原理。“抛物线的几何性质”主要是探究抛物线切线的判定定理和抛物线的光学性质,命题采用古希腊数学家的几何语言叙述,介绍古人的综合法证明,并让学生运用坐标法探究命题的证明,学生也了解有关抛物线光学性质的历史传说和物理应用。
本研究通过数学作文、课堂观察、师生访谈、问卷调查等质的研究方法,关注学生起初的数学学习特点和情感态度价值观,以及在3次教学活动之后学生的体会和收获。研究表明不少学生体会二j更有生气和人文气息的数学,对圆锥曲线的学习兴趣更大,对圆锥曲线有关几何性质的理解更深,并且更加体会圆锥曲线在刻画实际问题中的作用,以及坐标法的优越之处和数形结合思想的重要性。
本研究为提升圆锥曲线的教学品质探索了一条新的途径,而且一定程度上可以打消教师的顾虑:教学进度紧迫,在考试气氛的主导下,难以运用数学史。本研究表明运用数学史促进圆锥曲线的教学是可行并值得提倡的。