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高中数学教科书中应用问题初探

2013-04-08

总之,数学教育改革中对于应让学生认识有关知识的来龙去脉已形成共识。

《全日制普通高级中学数学教学大纲(试验修订版)》(以下简称《大纲》)进一步突出了理论联系实际,加强应用。“培养解决实际问题的能力,并逐步形成数学创新意识”是高中数学的教目的之一。

解决实际问题的能力是指:会提出、分析和解决带有实际意义的或在相关学科、生产和生活中的数学问题;会使用数学语言表达问题、进行交流,形成用数学的意识。

数学创新意识主要是指:对自然界和社会中的数学现象具有好奇心,不断追求新知,独立思考,会从数学的角度发现和提出问题,加以探索和研究。

《大纲》在“教学内容和目标”“教学中需注意的几个问题”等处,对应用数学知识解决实际问题只做了原则性的说明。《大纲》中规定的教学内容和教学要求由教科书、教师的教学、学生的学习等多种渠道来体现,教科书如何更好地贯彻大纲中的“应用”,对编者来说,有一个再发现、再创造的过程。

我们认为,数学应用不仅包括人们常讲的用数学的结论,用数学的方法,用数学的思想,还包括用数学的语言,用数学的观念,用数学的精神。因此,强调数学课程教材中的应用,并不是仅仅通过“增加一些有用的数学内容”,,“在例题和习题中增加一些应用题”,而是要在教材设计、编排体系等方面做更深层次的考虑。

三、高中数学教科书中的“应用”

下面以《全日制普通高级中学教科书(试验修订本)数学第一册(上)为例》,对“应用”进行具体的分析:

1.教学内容的选取

知识点:函数的应用举例。实习作业。等差数列及其通项公式。等差数列前n项和公式。等比数列及其通项公式。等比数列前n项和公式。

研究性课题:数列在分期付款中的应用

教学目标:

能够运用函数的性质、指数函数、对数函数的性质解决某些简单的实际问题。

实习作业已函数应用为内容,培养学生应用函数知识解决实际问题的能力。

理解等差数列的概念,掌握等差数列的通项公式与前n项和公式,并能运用公式解决简单的问题。

理解等比数列的概念,掌握等比数列的通项公式与前n项和公式,并能运用公式解决简单的问题。

毋庸讳言,现在的数学教科书主要是以数学知识为中心,进行教材的设计;数学的组织基本上以数学学科的内在逻辑顺序为主线。

2.教学内容的处理

(1) 正文:“2.2函数一节中”

例5  在国内投寄外埠平信,每封信不超过20g付邮资80分,超过20g而不超过40g 付邮资160分,依此类推,试建立平信应付邮资(单位:分)的函数关系,并画出图象。

这是几乎每个人在现实生活中都会遇到的问题,也即现实情境(问题情境),建立函数关系式(数学模型):

当邮寄35g的外埠平信时,从图象中可以看出,应付160分的邮资(应用到现实情境中去)。

这是一个比较简单的“数学建模”过程:问题情境→建立模型→解释与应用。可以说,在一定程度上,“数学建模”使应用更现实化。学生看到数学如何才能应用到真正的“现实生活”问题中,并且渴望获得进一步学习的动力,会自然地寻找“数学建模”的机会。

在解决实际问题中,“会使用数学语言表达问题、进行交流,形成用数学的意识”是应用的一个重要的方面。从上例中可以看出,在建立数学模型的过程中,自然经历自然语言、数学语言(函数关系式)、图形语言(函数图象)相互转化的过程。