数学课程设计中的数学应用意识培养
字数 1661 2025-11-05 08:31:28
数学课程设计中的数学应用意识培养
数学应用意识是指学习者主动地从数学角度观察现实世界、发现数学问题、运用数学知识与方法解决问题的心理倾向和能力。在数学课程设计中,培养应用意识是连接数学抽象世界与真实生活情境的关键桥梁,旨在让学生体会数学的实用价值,增强学习动力。
第一步:理解数学应用意识的内涵与价值
数学应用意识包含三个核心层面:
- 敏感性:能够敏锐地觉察到现实生活中或其它学科中存在的数学现象、数学关系或数学问题。例如,看到蜂巢能联想到正六边形的几何性质与最优结构问题。
- 关联性:能够将遇到的实际问题与已学的数学知识、方法建立联系,思考是否可以用数学模型来刻画或解决。例如,在规划旅行路线时,能自然联想到最短路径问题。
- 主动性:具有积极运用数学工具解决问题的意愿和习惯,而非被动等待教师布置任务。
其教育价值在于,它能将抽象的数学知识“锚定”在具体经验上,促进深度理解,并让学生真切感受到数学是描述、探索和改造世界的有力工具,从而提升内在学习动机。
第二步:课程目标设定——明确培养层次
在设计课程时,应设定递进式的目标:
- 初级目标(感知与识别):学生能够识别日常生活、自然现象或社会活动中蕴含的简单数学元素(如数量、形状、模式、变化趋势)。
- 中级目标(联系与应用):学生能够将识别出的数学元素与所学知识(如运算、函数、几何图形)联系起来,尝试用数学语言进行描述,并解决简单的实际问题。
- 高级目标(建模与创新):学生能够针对较为复杂的现实情境,主动构建简化的数学模型,运用数学方法进行推理、预测或决策,并能对结果的合理性进行反思。
第三步:教学内容选择与情境创设
这是培养应用意识的核心环节。教学内容不应局限于书本例题,而应广泛取材:
- 生活情境:如购物折扣、家庭开支预算、房屋面积测量、出行时间规划等。设计任务时,要确保情境的真实性,避免人为编造的“伪应用”题。
- 科学情境:如物理中的运动速度问题、化学中的溶液浓度计算、生物中的遗传概率等,体现数学作为科学语言的作用。
- 社会文化情境:如数据分析(新闻中的图表解读)、资源分配、投票选举规则、建筑与艺术中的几何美学等,展现数学的社会文化价值。
- 探索性情境:设计开放性的探究项目,如“如何优化校园内快递取件点的布局?”“调查本班同学手机使用时间的分布规律并提出建议”,引导学生主动发现和定义问题。
第四步:教学策略与活动设计
如何将蕴含数学的情境转化为有效的学习活动?
- 问题驱动学习:以真实的、有挑战性的问题开启教学,让学生在解决问题的过程中“再创造”数学知识。例如,在引入“比例”概念时,可以提出“如何在不砍树的情况下,测量校园里一棵大树的高度?”
- 数学建模活动:系统性地开展简化版的数学建模过程:从现实情境中提出数学问题 → 简化假设 → 建立模型(公式、图表等) → 求解 → 验证与解释结果。即使是小学阶段,也可以进行如“为班级野餐设计最经济的采购方案”这样的建模活动。
- 项目式学习:围绕一个核心主题,设计跨时长、综合性的项目。例如,“设计一个理想的家”项目,可以融合面积计算、比例尺、预算规划、几何图形设计等多方面数学知识。
- 技术工具整合:利用图形计算器、几何画板、电子表格、数据可视化软件等工具,帮助学生处理真实数据、进行动态模拟,将抽象关系直观化,降低应用的门槛。
第五步:评价方式改革
评价应导向应用意识的培养,而非仅仅考核机械计算。
- 重视过程性评价:关注学生在解决问题过程中表现出的提出问题的能力、建立联系的广度、策略选择的合理性,而不仅仅是答案的正确性。
- 采用表现性评价:通过观察学生在项目汇报、模型制作、调查报告等任务中的表现,评估其应用意识的发展水平。
- 引入多元评价主体:鼓励学生自评、互评,反思自己在问题解决过程中的思维活动,增强元认知能力。
通过以上五个步骤的系统设计,数学课程才能有效地将应用意识的培养落到实处,让学生真正学会“用数学的眼光观察现实世界,用数学的思维思考现实世界,用数学的语言表达现实世界”。