让数学应用重焕光彩

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  摘 要:数和形的概念不是从其他任何地方,而是从现实世界上得来的。数学来源于实践又反过来为实践服务。在科技日新月异的今天,数学广泛的应用性日愈显示出其特有的魅力。因此,教师在教学中要遵循学生的认知规律,将知识性、应用性、趣味性和谐地结合起来,充分调动学生的学习积极性,从小就培养和提高学生的数学应用能力。
  关键词:数学;应用;实际生活
  数学及其应用曾是我国古代最发达的传统科学之一。以实用性和问题解决为特征的中国古代数学曾处于世界领先地位达千余年之久。但由于受应试教育的影响,致使师生的“数学应用意识”失落,近年来,随着数学的应用越来越广泛,数学课程中强化数学的应用意识已成为发达国家的共识,《全日制义务教育数学课程标准》明确规定:“要使学生受到把实际问题抽象成数学问题的训练,形成应用数学的意识。”重视数学应用,将标志着我们的数学教育进一步走向未来、走向世界。
  一、从实际问题导入新课,激发学生的求知欲
  “人的思维活动是由客观存在所引起的,是从具体的感性认识开始的。”所以,以真实、贴近学生生活的实际问题引入课题,能把学生分散的思维一下子聚拢过来,学生情绪,课堂气氛调控到最佳状态,为新课的开展创设良好的教学氛围。同时也形成学生学习数学的迫切性。
  在概念教学中,教师可结合生活实际揭示概念的提出、发现、抽象、概括的过程,让学生更深刻地认识概念,理解它本身的价值。例如:绝对值概念抽象难以理解,新课导入时,设计在车站两辆出租车载乘客向相反方向行驶同样路程,收取相同的车费,说明在现实生活中有很多只考虑其距离而不考虑其方向的问题,直观形象地引出绝对值的几何定义,可以让学生更好地理解绝对值的定义,并认识到学习它的必要性。
  在公式、法则的教学中,可结合生活实例抽象出数学模型,对其既作出通俗的解释,又作出本质的揭示,阐明条件与结论的逻辑联系,加深正确理解。例如:学习a=bc型数量关系时,对课本的一个开放型问题作如下改编导入新课:小斌家房屋进行装修,买来一大捆粗细均匀的电线,现要确定其总长度的值,怎样做比较简捷?(使用的工具不限,可以从中先取一小段作为检验样品)学生讨论热烈,兴趣很高。在解决这个问题的多种方案中,引导学生分析其中一种较简捷的方法,抽象得出a=bc型数量关系,然后再结合其它生活实例探究,发现a=bc型数量关系中,b、c和a的倍数关系的规律。在此过程中,学生对a=bc型数量关系加深了理解,并深刻体会到其在生活中应用广泛,同时也培养了学生解决实际问题的能力。
  在定理的教学中,可结合生活实际创设问题情境,引起学生原有的数学认知结构和新的学习内容之间的认知冲突,打破学生的心理平衡,使他们从内心深处产生学习新知识的需要。例如:“线段的垂直平分线”的新课导入中,设计“如图1:A、B两村要在公路旁合建一所小学,经费已有着落,但学校选址上有争议,为了交通方便,决定建在公路旁,A村人希望建在C处,B村人希望建在D处,同学们请你们给予调解一下,应建在何处,到两村距离都是一样的?”同学们听后跃跃欲试,但又拿不出可行的具体方案。教师因势利导地说,我们只要学好线段垂直平分线的知识,就可圆满地解决这个问题了。这样就激发了学生强烈的求知欲望,活跃了课堂气氛,进而体会到数学在现实生活中的重要作用。
  同时教师应多利用现代教育技术辅助教学,根据教学内容及教学目标,选择适当的教学媒体,研究教学策略,自制与之配套的高质量教学软件,通过逼真的造型、丰富的色彩、生动的形象、活泼的形式来创设情境和从实际问题中抽象出数学模型,更好地掌握和吸引学生的兴趣和注意力,加深对知识的理解。
  二、形成“数学是有用的”的思想
  数学以实践为源头,又以实践为终结,数学社会化,社会数学化的趋势使得“大众数学”的口号几乎席卷了整个世界。有人认为,未来的工作岗位是为已作好了数学准备的人提供的。这里所说的“已作好了数学准备”决不仅指懂得了数学知识理论,更重要的是要学会数学思考,学会将数学知识灵活运用于解决现实问题中。西方国家对培养学生应用能力尤为重视,英国国家课程将成绩目标分为五大块,其中“运用和应用数学”居首且贯穿整个数学课程,成为其他四项目标的灵魂和核心。美国则明确提出“课堂不应脱离现实世界,数学教育必须强调数学应用能力的培养”。在我们的数学教学中要让孩子们认识到现实生活中蕴含着大量的数学信息、数学在现实世界中有着广泛的应用;面对实际问题时,能主动尝试着从数学的角度运用所学知识和方法寻求解决问题的策略;面对新的数学知识时,能主动地寻找实际背景,并探索其应用价值。
  数学本身是一门内容抽象而枯燥的学科,因此,如何把枯燥乏味的数学变得有趣,把“要学生学数学”变成“学生自己要学数学”,是我们面临的重大课题。兴趣是一种无形的力量,是学好数学的保证,如果能使每一位同学都能怀着极大的兴趣希望知道数学的魅力何在,作用有多大,我们的数学教学将变得更有意义。我认为成立数学兴趣小组是激发学生学习数学兴趣、培养数学应用能力、提高数学教学质量的很好形式,在教学实践中我采取灵活多样,生动有效的方式,把数学是有用的,有用在哪些方面等思想通过不同主题的活动进行展示,针对学生心理联系所学教材内容进行相关内容背景介绍,将学生实际生活中遇到的问题引进活动过程,全方位向同学们介绍数学,形成将现实问题数学化的习惯,取得了很好的效果。例如,学生压岁钱的处理,存入银行利息如何计算;每月零花钱如何合理使用;家中电话费的交付情况;家庭住房面积如何测量计算等等,让学生亲自动手寻找实际问题并构造数学模型进行解决。通过兴趣小组的自主、合作、探究活动,使同学们了解到数学是多么的神奇和有用,让他们不由自主的对数学产生浓厚的兴趣,产生想要进一步揭开数学神秘面纱的渴望。
  三、挖掘教学知识点,展示数学的趣味性和奇异美
  在教学中要紧扣教材,多设计或引用与教学内容有关的新颖有趣而富于思考的问题,使课堂教学生动、活泼、富有吸引力。如在讲授圆的有关性质前,提出问题:车轮为什么是圆的?电脑分别模拟安装有三角形轮子、正方形轮子、椭圆形轮子和圆形轮子的汽车行驶的状态,并分别配各种颠跛沉重的声音及轻快的声音。在生动活泼有趣的氛围中,让学生直观的看到圆形轮子能使汽车平稳地前进,这是“圆”这种形状所特有的性质决定的。然后指出:人们在生活中发现了圆具有一些特殊的性质,然后把这些特殊性质运用到运输工具上,这样制造了圆形轮子,轮子的形状与生产以及日常生活实际有着紧密的联系,学生可初步体会科学来源于实践又还原于实际生活的道理。   在教学中要结合教材展示数学外在形式与内在结构的和谐美、奇异美,使学生受到美的熏陶,体验到数学学科的价值,激发学习兴趣。如在学习几何引言时,课后一些美丽图案利用几何画板制作成动画,可让学生直观地看到图案的画法,并且学生会惊奇地看到:六角雪花图案绕中心旋转,速度由慢到快时,可另产生各种各样效果奇特的图案;风车图案的每一叶片可收缩为一条线段,当叶片为伸展或收缩状态时均可旋转成其它图案;紫荆花图案由鼠标拖动旋转控制点,可演示开花和结果的形态过程等。在美的熏陶中,学生会感到几何图形变换无穷,妙不可言,在生活中应用广泛,从而对几何产生了浓厚的兴趣。
  在教学中还可结合教材设计一些形式新颖、引人入胜、富有智力价值的数学游戏,它有利于培养数学意识和数学观念,有利于学生将所学的数学知识与日常生活中的问题联系起来,从而加深对数学的理解。例如:在学习“单项式”概念后,设计在树上摘标有单项式的苹果游戏,学生用鼠标点选苹果拖到篮子里,计算机迅速作出判断,摘对了给予鼓励,摘错了提示错误并且苹果返回到树上,充分发挥多媒体的交互性特点,生动活泼的游戏活动使学生能更好地掌握概念,更积极主动地参与到教学活动中来,优化教学过程。
  四、培养“应用数学”的意识
  生活永远是数学问题不枯竭的源泉,关注现实世界中数学的应用,从现实生活中发现数学问题,把“实际”与“知识”联系起来,并运用“知识”解决“实际”,才是培养应用意识的最终目的,才能有效地培养学生的应用意识和能力。
  数学应用意识的培养、提高和发展,并非一朝一夕的事,不要期望讲几节数学应用专题课、一两次的解决问题就能奏效,它需要经历渗透、交叉、反复、螺旋上升、逐级递进、不断深化的过程,使学生的应用意识逐步由不自觉、无目的状态,进而发展成为有意识、有目的的应用。在数学教学过程中,有许多知识的教学都有利于培养学生的应用意识,学生在获取知识、形成能力的同时,应用意识就能得到培养。
  要让学生从“为了获得一个好的考试分数而学习”,端正到“因为数学有很大的用处而努力学习。”必须通过各种载体增强学生的数学应用意识,提高他们利用数学解决问题的能力,加大体验成功的频率,有效激发将数学知识应用于实践的积极性,达到“学以致用”的目的。因此教师应把握教学中的几个原则:
  (一)趣味性。
  要创造情境,因势利导,使学生保持良好的兴趣,乐于实践,寓学于乐,容乐于学,使每一个学生都有用“武”之地,例如:正负数是一个比较枯燥的概念,初一学生不容易消化它。我们可以在学习有理数加法后,通过设计测本班学生平均身高的活动,既理解了正负数的概念,又学习了简便的统计方法。
  (二)适应性。
  要从不同年级学生的生理心理年龄及知识水平出发,努力遵循学生的认识规律,做到循序渐进,不断提高。例如:在学习了增长率问题后设计“同一种商品,甲商店先提价10%再降价10%,乙商店先降价10%再提价10%,问甲乙两商店该货物现价是否相同?为什么?”等问题,来锻炼学生运用所学知识的机会。
  (三)活动性。
  要给数学活动课程一席之地,活动课程已列入《课程计划》,这标志着我国课程建设的质的飞跃,首先,应明确数学活动已作为课程规定下来,要重视它;其次,要注意区分活动课与课外活动,二者虽有联系,但有着本质的区别;同时,要多形式、多内容,积极组织开设并要搞好活动教学的研究及评价。
  (四)科学性。
  数学的发展规律是来源于实践,又最终服务于实践。当外界环境温度为人体温度的0.618倍时,人会感到最舒服;古希腊的帕提侬神庙由于高和宽的比是0.618成了举世闻名的完美之作;画人像时腿长与身高的比是0.618的人体最美;二胡的“千金”分弦的比为0.618时奏出的音调最和谐;华罗庚的“优选法”也采用了0.618等等。
  (五)实用性。
  教师要根据教学内容不失时机地引导学生把所学的知识应用于实际生活中,发展能力,增长才干,学以致用,数学的内容要加强实际联系:如利率、证券、风险投资方面的应用。
  (六)实效性。
  教学应注重实效,如计算机的应用将成为日常生活的需要.为此,我们应打破那种使用计算器会使学生计算能力退化的偏见,将计算器引入中学教学,增强学生的动手操作技能,挖掘学生的潜能。
  (七)横向性。
  数学是研究空间形式和数量关系的科学,是刻画自然规律和社会规律的科学语言和有效工具,是其他科学的基础并发挥越来越大的作用,数学的工具性已成为人们的共识。
  五、重视实习作业,开展探究性活动,学以致用
  数学并非仅仅是一堆知识,它更是一门活生生的学科,应把学数学作为一种过程。学生只有在解决实际问题的过程中,通过亲身经历概念与过程的相互作用后才能真正理解数学,思维能力进一步发展。例如:让学生设计并剪制匀称美观的轴对称及中心对称图案,适当地用在黑板报、宣传栏、笔记本上,用在联欢会、文艺晚会的布景上,或运用轴对称及中心对称知识设计建筑物造型、家居饰物,改变自己房间的局部布局等。又如综合运用长方体表面积展开图的知识,美术、生产常识等知识,引导学生设计制作多种多样、经济美观实用的长方体形状包装纸盒,将所学知识变成“产品”。开展“奇妙的黄金矩形”活动课,学生通过画、剪、折等实际操作,感到数学的美,并了解其在实际生活中的广泛应用。让学生用计算机动手编制简单的计算程序或应用软件。在三角函数的教学中,让学生测量底部可以到达的旗杆高等,当他们需要解决一些感兴趣的又与他们的实际能力相适应的问题时,他们便发现需要数学知识,从而产生学习的积极性,并抓住学习要点,同时教师要鼓励学生主动参与各种社会实践活动,辅导支持学生以科学研究的方法,应用网络作为学生阅读或查找大量的资料来进行学习的工具,学会大量信息的收集,运用统计学知识解决更多的实际问题,这对于培养学生的创新精神和实践能力、创造能力、终身学习的能力具有十分重要的意义。
  在数学教学过程中,要不失时机地向学生介绍数学在其他学科的应用,帮助学生发展数学的应用意识,还可以向学生介绍数学在各个领域的作用,让学生了解数学家在制造原子弹、导弹和卫星中的作用,帮助学生体会数学的应用价值,并认识到数学与实际生活有关,与我有关,数学是有用的,我要用数学,并能用数学。坚持贯彻理论联系实际的原则,渗透应用意识,促进非智力因素的发展和发挥作用,突出实践性,有利于培养出适应知识经济时代的创新型人才。
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