周海娜
摘 要: 在高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,教師引入趣味教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究興趣。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性通常是隨著學(xué)習(xí)興趣而轉(zhuǎn)移的,因此在具體的高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)實(shí)施過程中,教師要做到把數(shù)學(xué)教學(xué)融入寓教于樂中,將趣味引入高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中,滲透數(shù)學(xué)思想方法,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。
關(guān)鍵詞: 高職數(shù)學(xué) 趣味教學(xué) 教學(xué)嘗試
高職院校是高校的一個重要組成部分。它以高中文化知識為基礎(chǔ),以培養(yǎng)應(yīng)用性的人才為目標(biāo)。高職數(shù)學(xué)是高職院校的一門重要的基礎(chǔ)課,它對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、邏輯思維能力、分析問題及解決問題的能力有其他學(xué)科無法比擬的潛力和優(yōu)勢,同時對其后續(xù)課程的學(xué)習(xí)具有非常重要的作用。然而近年來,我們發(fā)現(xiàn),由于高職院校學(xué)生總體入學(xué)水準(zhǔn)與綜合素質(zhì)(包括學(xué)習(xí)自覺性、學(xué)習(xí)能力和業(yè)務(wù)基礎(chǔ)等)逐漸下移,差距慢慢挖大,學(xué)風(fēng)日益下降等問題,以及教師的教學(xué)能力、教學(xué)方法不同等因素影響,促使高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)面臨較大的困惑與難題。在高職課堂教學(xué)過程中有的學(xué)生不愿意聽,或者學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的積極性缺乏,甚至部分學(xué)生對數(shù)學(xué)出現(xiàn)恐懼、抵抗、以至于厭學(xué)的情緒,種種因素造成部分教師授課如同在講臺上演繹“獨(dú)角戲”,教學(xué)效果自然受到影響。鑒于此,如何有效改變以上情況,體驗(yàn)高職數(shù)學(xué)課的魅力,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)課堂教學(xué)效果,是高職數(shù)學(xué)教師迫切需要思考研究的重要問題。近年來,筆者在高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中嘗試趣味教學(xué)方法,不管是引入問題,還是展示課題、認(rèn)知規(guī)律、挖掘內(nèi)涵、總結(jié)方法等方面都仔細(xì)琢磨,層層推敲,努力尋找、創(chuàng)造趣味,以其趣味性吸引學(xué)生,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
一、尋找生活中的數(shù)學(xué)實(shí)例,以任務(wù)驅(qū)動式引導(dǎo)學(xué)生
數(shù)學(xué)既源于生活,又作用于生活。生活中處處有數(shù)學(xué)。教師在教學(xué)中要盡可能多地將數(shù)學(xué)與生活有機(jī)結(jié)合,從生活中體驗(yàn)數(shù)學(xué),自主把數(shù)學(xué)知識運(yùn)用到各具體的生活情境中。教師要把培養(yǎng)學(xué)生在生活中應(yīng)用數(shù)學(xué)知識的意識貫穿數(shù)學(xué)教學(xué)的始終,增強(qiáng)數(shù)學(xué)的實(shí)用性,讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)的實(shí)際用途,使學(xué)生在“生活”與“數(shù)學(xué)”的交替和互動中更熱愛數(shù)學(xué)、更熱愛生活。
在講授定積分的應(yīng)用中利用定積分求曲面面積、旋轉(zhuǎn)體體積的時候,可以選取生活中的例子,身邊實(shí)際存在的或者經(jīng)常碰到的東西或者事物。如可利用定積分求某隧道的橫截面積,可利用定積分計(jì)算我們平時吃飯所用的碗的側(cè)面積,也可以利用定積分求家里電水壺的容量、求挖一個隧道所需要開挖的采石方量等。采用這些例子讓學(xué)生明確他們所學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)知識是非常有用的,可以實(shí)際操作,可以解決實(shí)際問題,從而使學(xué)生明白數(shù)學(xué)其實(shí)就在我們身邊。
在講立體幾何“球面上兩點(diǎn)間最短距離”時,可以與國際航班的最佳飛行路線相聯(lián)系。在講等差數(shù)列時,可以與電影院的座位安排、工廠里堆放鋼管等生活中的實(shí)際問題聯(lián)系起來,使學(xué)生體會到數(shù)學(xué)知識的趣味性和實(shí)用價值。
在講授概率知識的時候,可以從簡單的博弈游戲入手。教師準(zhǔn)備兩枚骰子,在準(zhǔn)備同時拋擲這兩枚骰子之前,教師讓學(xué)生每個人選擇一個自己認(rèn)為最有可能出現(xiàn)結(jié)果的數(shù)字。如果選對了就有小獎勵。這個游戲只玩一次,讓學(xué)生思考選擇什么數(shù)字最有可能獲獎?善于動腦筋的學(xué)生會選擇數(shù)字七。這時,教師給出一張簡單圖標(biāo),道理顯而易見,同時將可能性事件的概率計(jì)算思路和方法傳授給學(xué)生,教學(xué)效果事半功倍。
二、多種方法創(chuàng)設(shè)問題情境,引人入勝,讓學(xué)生參與到數(shù)學(xué)教學(xué)情境中
古希臘哲學(xué)家亞里士多德說得好:“思維從疑問和驚奇開始。”疑問能夠激發(fā)興趣,興趣又能夠激勵思維。因此教師在設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)的時候,可以設(shè)計(jì)一些形式多樣、富有啟發(fā)性的疑問,把學(xué)生引入積極的思維狀態(tài)中。數(shù)學(xué)知識包括數(shù)字、公式、定理、圖形等,不僅抽象而且枯燥,可是學(xué)生的思維比較具體、形象,學(xué)生本身比較活動好動,自主能力不強(qiáng),心理素質(zhì)很不好,對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)興趣很大程度上取決于教師所創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。因此,我們要盡可能地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,吸引學(xué)生參與教學(xué)。
在講授微分知識的時候,可以采用層層深入的問題情境。微分概念非常抽象,卻是高職數(shù)學(xué)微積分的重要內(nèi)容之一,是學(xué)生所必須掌握的知識。筆者在引入的時候,通過設(shè)置連環(huán)問題、層層深入的方法引入教學(xué)內(nèi)容。開始上課時,復(fù)習(xí)高中三角函數(shù)特殊角的值,設(shè)問:“sin30°=?”這個問題大多數(shù)學(xué)生都比較熟悉,回答:“等于■?!苯又鴨枺骸澳敲磗in31°=?”此時,盡管大多數(shù)學(xué)生可能已經(jīng)猜測到老師的意圖,就是可以利用sin30°的值幫助求sin31°的值,但一時之間學(xué)生誰也回答不出來。他們開始努力思考著這個似乎比較容易卻又好像相當(dāng)困難的問題。接著進(jìn)行第三問:“如果給出自變量x的增量△x=0.017弧度(≈1°),能不能精確地求出正切函數(shù)的增量△y?”學(xué)生回答不能。于是讓學(xué)生仔細(xì)觀察圖像,之后再進(jìn)行第四問:“請問能不能找出一條線段,其長度可以近似替代正切函數(shù)的增量△y呢?如果有,請找出來?!睂W(xué)生根據(jù)前面剛學(xué)的導(dǎo)數(shù)的幾何意義,結(jié)合圖像觀察,基本都能比較好地回答這個問題。這個時候再進(jìn)一步追問道:“這條線段是△x的什么函數(shù)?為什么它可以替代呢?如果想要使這個替代精確度高,還需要具備什么條件?”通過思考,學(xué)生大多能比較圓滿地回答這個問題。最后筆者指出這個線性函數(shù)sin′(■)·△x就是正切函數(shù)y=sinx在點(diǎn)x=■處的微分,同時強(qiáng)調(diào)微分其實(shí)就是借助導(dǎo)數(shù)將比較復(fù)雜的非線性問題轉(zhuǎn)化成線性問題的一種方法。在我們現(xiàn)實(shí)世界中存在的許多問題,都是通過微分找到算術(shù)的計(jì)算方法的。
在講授定積分知識的時候,可以創(chuàng)設(shè)這樣的問題情境:這個城市需要在一座山內(nèi)修建一條隧道方便人們通行,一個工程師接到任務(wù)要求計(jì)算出開挖這個隧道所需挖的采石方量。師問:怎樣才能計(jì)算出來呢?生:橫截面積乘以隧道長度的乘積就是所要求的。師:隧道長度是一定的,可以測量出來,那么隧道的橫截面積怎么求呢?生:……師接下來介紹隧道的橫截面積是一個曲邊梯形,引出曲邊梯形的概念特征,進(jìn)而引出定積分的概念和幾何意義。在這個過程中為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個生活中真實(shí)存在的問題情境,引領(lǐng)學(xué)生一起解決實(shí)際問題,從而大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。endprint
三、融入數(shù)學(xué)典故史料,豐富數(shù)學(xué)文化學(xué)習(xí)
現(xiàn)在的學(xué)生對數(shù)學(xué)史的知識量非常缺乏,對著名的數(shù)學(xué)家也不熟悉。因此在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中我們要適當(dāng)增加數(shù)學(xué)史與數(shù)學(xué)文化知識。高職數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中應(yīng)把握機(jī)會,抓住學(xué)生對一些歷史人物、事件感興趣的機(jī)會,結(jié)合教學(xué)實(shí)際適當(dāng)?shù)貪B透數(shù)學(xué)典故史料與數(shù)學(xué)文化知識。數(shù)學(xué)史是數(shù)學(xué)家們?yōu)榱苏胬砀щy斗爭和戰(zhàn)勝錯誤的艱難的歷史,是蘊(yùn)含了豐富的數(shù)學(xué)思想的經(jīng)典記錄。數(shù)學(xué)史上那些重大的發(fā)現(xiàn),無一不是經(jīng)歷過無數(shù)次失敗的挫折,經(jīng)過艱難奮斗最終獲得成功的。例如為了證明哥德巴赫猜想的我國數(shù)學(xué)家陳景潤先生,即使在動蕩的文革時期也是每天埋頭研究數(shù)學(xué)工作,最終才迎來他解開了世界眾多學(xué)者為之困惑的課題的那輝煌時刻。
在高職數(shù)學(xué)教學(xué)中融入、滲透數(shù)學(xué)典故史料,豐富學(xué)生的數(shù)學(xué)文化知識,能夠全面而且更深層次地提高學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,擴(kuò)大學(xué)生的知識面。因此,數(shù)學(xué)教師首先要盡可能地了解數(shù)學(xué)史和中外著名數(shù)學(xué)家的生平、趣事,了解數(shù)學(xué)史上著名的數(shù)學(xué)謎題、趣題和數(shù)學(xué)小故事,比如數(shù)學(xué)史上的三大危機(jī)、歷史上著名的悖論、哥德巴赫猜想、哥尼斯堡七橋問題等。在教學(xué)過程中還可以穿插一些著名的數(shù)學(xué)家如何克服困難、最終成功的故事,激勵學(xué)生。在教學(xué)中穿插這些帶有一定故事情節(jié)的,同時又有知識性的內(nèi)容,寓教于樂,對消除學(xué)生對數(shù)學(xué)的陌生感,增強(qiáng)數(shù)學(xué)的親切感有很大作用。
例如,在講授牛頓·萊布尼茨公式的時候介紹科學(xué)家牛頓與科學(xué)家萊布尼茨的生平趣事,以及兩人對這個公式的研究與對人類的貢獻(xiàn)。在講授貝努里公式和貝努里分布的時候,可以穿插介紹貝努里家族一門四代中出現(xiàn)十多位數(shù)學(xué)家的歷史典故,使學(xué)生更了解數(shù)學(xué)家的同時激發(fā)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識的興趣。
在講授極限知識的時候,穿插介紹我國三國時代的數(shù)學(xué)家劉徽的“割圓術(shù)”,可以利用多媒體輔助設(shè)備采用動畫效果展示其通過不斷倍增圓的內(nèi)接正多邊形的邊數(shù)逼近圓的過程,形象又生動。劉徽不斷努力研究,計(jì)算了圓內(nèi)接正3072邊形的面積和周長,從而推得3.141024<π<3.142704。大約在一千多年以后,歐洲學(xué)者才算到同樣精確度的小數(shù)。
四、活用名言俗語,穿插神話故事,增強(qiáng)數(shù)學(xué)的趣味性
數(shù)學(xué)教學(xué)語言的趣味性是高職數(shù)學(xué)課堂趣味教學(xué)的橋梁。數(shù)學(xué)教學(xué)語言要形象生動、深入淺出、通俗易懂。數(shù)學(xué)教師要善于根據(jù)課堂教學(xué)中的實(shí)際情況,結(jié)合所要講授的數(shù)學(xué)內(nèi)容,充分發(fā)揮在知識、閱歷、經(jīng)驗(yàn)、思想成熟程度等方面的各種優(yōu)勢,靈活運(yùn)用名言俗語,適時穿插神話故事,偶爾也可用詼諧幽默的語氣或使用一些比較經(jīng)典的方言與學(xué)生交流,這樣不僅可以活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,還可以增強(qiáng)數(shù)學(xué)教學(xué)的生動性和趣味性,進(jìn)一步展現(xiàn)數(shù)學(xué)課的魅力。
如講授二項(xiàng)分布時,可以用俗語“三個臭皮匠頂個諸葛亮”進(jìn)行引入。首先讓學(xué)生討論這一俗語的含義,接著舉出這樣的例子:劉備帳下以諸葛亮為首的智囊團(tuán)一共有9名謀士(不包括諸葛亮)。劉備遇事喜歡與眾位謀士商議,假設(shè)對某事進(jìn)行決策的時候,每名謀士貢獻(xiàn)正確意見的可能性是0.7,而諸葛亮貢獻(xiàn)正確意見的可能性是0.85?,F(xiàn)在劉備正在為某事可行與否而分別征求每位謀士的意見,然后決定按多數(shù)人的意見再作出決策。求劉備最終作出正確決策的概率。學(xué)生一聽躍躍欲試,紛紛嘗試求解,最后師生共同利用二項(xiàng)分布公式驗(yàn)證“三個臭皮匠頂個諸葛亮”的說法確實(shí)是具有一定道理的。這樣整個教學(xué)過程是在一種輕松愉快的情景之下進(jìn)行的,寓教于樂,讓學(xué)生輕松學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識。
在講授極限概念的時候,可以利用“截丈問題”引入。莊子(公元前415年,戰(zhàn)國)寫道:“一尺之棰,日取其半,萬世不竭?!蓖ㄟ^這樣形象生動的實(shí)例引入極限的教學(xué)內(nèi)容,既生動有趣,又能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
在講授微積分知識中換元積分法這一內(nèi)容時,可以通過學(xué)生熟知的神話故事片段增添樂趣,增強(qiáng)課堂教學(xué)效果,把“換元”比喻成“孫悟空搖身一變,突的一下就鉆進(jìn)了鐵扇公主的肚子里面去了”。簡簡單單一個比喻,借用神話故事西游記里的情節(jié),幽默風(fēng)趣,引起學(xué)生聯(lián)想,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,既使學(xué)生深刻領(lǐng)悟“換元代入”的含義,又讓學(xué)生知道,形變而質(zhì)不變,幫助學(xué)生快速理解換元的道理,掌握換元積分法的要領(lǐng)。
在講授級數(shù)內(nèi)容中的“周期延拓”時,通過講述經(jīng)典故事“智叟巧分十七?!钡男问剑瑒?chuàng)設(shè)故事情境,讓學(xué)生身臨其境地解決問題。最后通過故事得出:①有時候?yàn)榱私鉀Q問題,需要將原來的數(shù)(或域)擴(kuò)大才行;②數(shù)域擴(kuò)大之后,再根據(jù)原有的法則來解決問題;③由于新增加的部分僅僅是為了幫助解決問題,并不是原來問題的成分,所以在問題解決之后還應(yīng)該把它撤回去。類似于這種解決問題的過程,在數(shù)學(xué)上被稱為“周期延拓”。由于非常強(qiáng)的趣味性,加上緊扣所學(xué)內(nèi)容,因此,學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中一直處于愉快的情緒之中,能更好更快地掌握所學(xué)的新知識,自然這節(jié)課的教學(xué)獲得圓滿的成功。
五、靈活使用多媒體設(shè)備輔助教學(xué)
多媒體輔助教學(xué),在各級各類教學(xué)中應(yīng)該已經(jīng)普及。高職院校教師在教學(xué)中要學(xué)會有效地使用多媒體設(shè)備展示漂亮的圖片、形象的圖形、精彩的視頻材料等幫助課堂教學(xué)。例如,講授利用定積分知識計(jì)算面積、體積時,或者計(jì)算某一物體的表面積、容積時,選取合適的圖片、動畫效果或者視頻,形象生動地展示圖像的變化及其形狀構(gòu)造;介紹某數(shù)學(xué)家時也可以穿插一小段視頻介紹,給學(xué)生以直觀的視覺效果,更方便地將學(xué)到的知識用起來。
孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如樂之者?!睌?shù)學(xué)的趣味性能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,使學(xué)生產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望,從而使學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)過程。
參考文獻(xiàn):
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[3]秦琳花.數(shù)學(xué)趣味教學(xué).談職業(yè)教育研究,2007.10.endprint