新課程改革下數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對綜合性學(xué)習(xí)提出了較高的要求。綜合性學(xué)習(xí)根據(jù)側(cè)重點的不同可分為三類:一是從學(xué)科滲透的角度提出的綜合性學(xué)習(xí),體現(xiàn)出本學(xué)科與其他學(xué)科的聯(lián)系;二是從教學(xué)內(nèi)容貼近現(xiàn)實生活和學(xué)生經(jīng)驗,加強與日常生活聯(lián)系的角度,提出綜合性學(xué)習(xí);三是以問題為中心提出綜合性學(xué)習(xí),邏輯地包含在探究性學(xué)習(xí)的理念與操作中。高中數(shù)學(xué)教材從各個層面體現(xiàn)出的綜合性學(xué)習(xí)是值得深入思考的。
一、從學(xué)科滲透的角度
高中課本中數(shù)學(xué)和其他學(xué)科的聯(lián)系俯拾皆是,現(xiàn)舉例說明。
1.數(shù)學(xué)同物理的聯(lián)系。數(shù)學(xué)作為物理的工具,成功地解決了許多問題。不少著名的數(shù)學(xué)家又都是物理學(xué)家,牛頓用數(shù)學(xué)概念及量化了的公式,還有能導(dǎo)致公式的數(shù)學(xué)推導(dǎo)重鑄了整個17世紀(jì)的物理學(xué)。在高中課本中也有許多物理模型,三角函數(shù)就是物理中單擺的模型。導(dǎo)數(shù)反映的是瞬時變化率,位移在某一時刻的導(dǎo)數(shù)就是這一時刻的瞬時速度,這也是導(dǎo)數(shù)的物理意義。
2.數(shù)學(xué)同歷史的聯(lián)系。數(shù)學(xué)在歷史的長河中占有舉足輕重的地位。早在5000多年前,人類就已有了數(shù)學(xué)活動。高中課本中的等差數(shù)列、等比數(shù)列的問題早在古埃及的蘭德紙草書中就有記載。古埃及人還通過具體的問題解決了高為h,底邊長為a和b的方棱臺體積公式,被著名數(shù)學(xué)史家貝爾稱為“最偉大的埃及金字塔”。高中數(shù)學(xué)專門開設(shè)選修課《數(shù)學(xué)史選講》來介紹5000年文明里數(shù)學(xué)的發(fā)展歷程,讓中學(xué)生體會數(shù)學(xué)對人類文明發(fā)展的作用。這不僅可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加深對數(shù)學(xué)的理解,還有助于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和鍥而不舍的探索精神。
3.數(shù)學(xué)同政治的聯(lián)系。數(shù)學(xué)是辯證的輔助工具和表現(xiàn)形式,數(shù)學(xué)教學(xué)中含有極其豐富的辯證唯物主義教育因素。
(1)數(shù)學(xué)中蘊含著運動、發(fā)展的觀點。數(shù)學(xué)中的軌跡問題,如點與圓、點與直線、無窮小量與零、平均變化率與瞬時變化率,都體現(xiàn)出物質(zhì)運動、發(fā)展變化的規(guī)律。
(2)數(shù)學(xué)中蘊含著對立統(tǒng)一的觀點。數(shù)學(xué)中對立統(tǒng)一的內(nèi)容很多,如實數(shù)與虛數(shù)、有限與無限、相等與不等、常量與變量等,它們既是對立的又能有機地統(tǒng)一起來。無限問題往往轉(zhuǎn)化為有限問題來解決。不等關(guān)系有時也可以轉(zhuǎn)化為相等的極限關(guān)系。在參變量出現(xiàn)的式子中,既可以把參數(shù)當(dāng)作常數(shù),亦可以將其看作變量。
(3)數(shù)學(xué)中蘊含著量變引起質(zhì)變的觀點。在圓錐曲線中,對同一句話“到頂點的距離與到定直線的距離之比為常數(shù)”,由于離心率的變化,就得到三個不同的圖像:橢圓、雙曲線、拋物線。
4.數(shù)學(xué)同藝術(shù)的聯(lián)系。數(shù)學(xué)中的美無處不在,許多數(shù)學(xué)式子的對稱美、簡約美一直為人們所稱道,數(shù)學(xué)中的投影與視圖也是美術(shù)必修的內(nèi)容。畢達哥拉斯學(xué)派在研究音樂時發(fā)現(xiàn),如果一根弦長是另一根弦長的兩倍,那么兩者之間發(fā)出的音就相差八度。著名的“斐波那契數(shù)列”1-1-2-3-5-8-13-21,揭示了大自然中許多數(shù)學(xué)奧秘,如花瓣的瓣數(shù)、向日葵的花盤、鸚鵡螺的螺旋形軀殼等等,而且這個數(shù)列又引出了著名的黃金比例0.618。黃金比例在生物、建筑、藝術(shù),甚至音樂中都有驚人的表現(xiàn)。
二、從教學(xué)內(nèi)容貼近現(xiàn)實生活和學(xué)生經(jīng)驗,加強與日常生活聯(lián)系的角度
改編后的課本更注重與生活背景的聯(lián)系,每一章都是在解決問題的背景下激發(fā)學(xué)生的探求欲望,提出新的知識。在數(shù)列的教學(xué)中,教材給出了還貸問題這一生活背景,加深對等比數(shù)列的應(yīng)用。在極值最值問題的教學(xué)中,利潤最大、原料最省都是生活中常常出現(xiàn)的問題。在概率這一章里,幾乎每一道題都和學(xué)生的現(xiàn)實生活與認(rèn)知經(jīng)驗有關(guān):涂色問題、等車問題、獎券問題等等,體現(xiàn)出數(shù)學(xué)作為解決實際問題工具的作用,真正讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)來源于生活,服務(wù)于生活。
三、從以問題為中心提出綜合性學(xué)習(xí)的角度
研究性學(xué)習(xí)是高中課本的一大亮點。立體幾何中的操作題,通過學(xué)生動手操作、動腦思考來解決一些開放型問題,體現(xiàn)出學(xué)科內(nèi)的綜合。統(tǒng)計中的研究性學(xué)習(xí)報告,讓學(xué)生走出教室,不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,更能培養(yǎng)他們有意識地利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。這種積累會作用于今后進一步的學(xué)習(xí),使學(xué)生終生受益。
新的教科書提出許多新的理念,在這個知識多元化的信息時代,只有不斷提高自身素質(zhì),才能緊跟時代的步伐。(作者單位西安市臨潼區(qū)油槐中學(xué))
責(zé)任編輯 楊博