数学课程与教学论

数学课程与教学论教学目的: 通过本章的教学使学生掌握中学数学教育学的研究对象、 内容及其学习该学科的意义， 明确地指出它对中学数学教学的指导性作用. 同时对我国数学教育发展概况和数学教育现代化运动有一定的了解.教学内容:1、为什么要开设数学课程与教学论课;2、如何学习数学课程与教学论。教学重、难点: 数学课程与教学论的研究对象、内容及其学习该学科的意义为本章的重点;它对中学数学教学的指导性作用为本章难点。教学方法: 讲解法教学过程:数学课程与教学论是高等师范院校数学教育专业的一门必修课。它以党的教育方针为依据，以辩证唯物主义为指导，根据中学生个性心理特点的发展，把专业知识和教育学、心理学、科学方法论等学科知识与数学教学中的各种问题有机结合，系统研究数学课程在整个基础教育中的地位和作用，以及数学教学过程的基本规律及应用。本章要解决的是五个问题: 1、 为什么要开设数学课程与教学论课;2、 数学课程与教学论的研究对象;3、 数学课程与教学论的特点;4、 数学教学系统;5、 数学课程与教学论的研究方法。 1.1 为什么要开设数学课程与教学论数学课程与教学论是高等师范院校数学教育专业的一门必修课1. 数学学科知识的学习不能代替教学理论的学习和教学方法的修养当代的数学教师，不论是初中的、高中的还是大学的数学教师，都必须具备现代教育的思想和方法，它包括: 以人为本的现代教育理念、全面的教育质量观、多元的人才观、立体的教学观、课堂教学的多功能观、符合时代特征的学生观，以及现代教育技术和手段的掌握和运用。很难想象，一个不懂得教学理论和教学方法的教师，他会根据学生的认知水平进行“换位思考”，会充分发挥学生学习的主体作用使课堂教学生动活泼，会使数学教科书中各种静态的知识达到动态、发展的境地，从而使讲授的内容显得通俗易懂、简单明了。正因为如此，人们把数学教育专业的合格毕业生的知识结构描述为:具备一定深度的物理学科知识和教育学、心理学、教学法等知识，并使这些知识组合成一个有机的整体结构。 2. 数学课程与教学论课程的学习，有助于解决数学教学低效率问题。长期以来，在应试教育的影响下，我们教师中的不少人，把自己和他所教的学生训练成应考的机器。一切为了考试，可以不尊重学生的个性，不讲教学艺术。照本宣科满堂灌的、 大搞题海战术的、不动手去做而只在黑板上画实验讲实验的这种既耗费师生精力和时间，也难以让师生都体验其中乐趣的教学，效率是相当低的。数学课程与教学论，其基本内容来源于数学教学的实践，其中许多观点、方法都是多年来活跃在教学第一线的数学教师们通过教学实践总结出来的。而不少的理论又汲取了教育学、心理学的研究成果，再把它们与数学教学的具体内容及过程结合起来，使之更具针对性和适用性。通过数学课程与教学论 的学习，我们可以找到造成数学教学低效率的各种原因，理出一些教学改革的思路来。 3. 数学课程与教学论的学习，是倡导素质教育的需要针对应试教育存在的各种弊端，从20世纪90年代开始，我国就提出素质教育的主张， 特别是在中国教育改革和发展纲要中强调基础教育要由应试教育向素质教育转变，并指出，我们的学校教育应该是面向全体学生，全面提高学生的思想道德、文化科学、劳动技能和身体心理素质，促进学生生动活泼地发展。数学课程与教学论把研究和遵循认知规律、教育规律，追求教育思想、教学内容和教学方法的科学性放在第一位，在内容的选取、问题的提出、理论的建立等方面，都力求突出上边的“两全一化”，因而是符合当今倡导的素质教育的精神的。鉴于上述分析， 我们说:数学课程与教学论是一门不可或缺的高等师范院校数学教育专业的必修课。 4、 学习要求:(1 ) 明确数学教学的目的和任务以及数学课程与教学论的基本精神，理解数学教学的基本理论，掌握数学教学过程的一般规律和方法 。(2) 掌握分析和处理中学数学教材的基本方法，并具备一定选择教材内容、教学模式和教学方法的能力。(3) 具备一定的创新意识和研究数学教学法(包括实验教学法)的能力，以适应未来数学教育、教学的需要(4) 具备辩证唯物主义的教育观和素质教育的新理念，具有良好的师德、高度的责任感和扎实的数学教师职业知识与技能，符合各地各类学校对数学教师的要求。 1.2数学课程与教学论的研究对象数学课程与教学论是研究中学教育系统中的数学教育现象、揭示数学教育规律的一门科学。数学课程与教学论研究的对象是中学数学教学。因此，它必须研究中学数学教学中的教学过程、学生的学习过程及教材，当然还要涉及到其它直接相关的内容。1、 数学课程与教学论的内容和要求历年来， 在高等师范院校数学教育专业开设的课程及采用的教材一般称之“教材教法”或“教学法”，它们多以数学教学过程中教师的工作方式、方法为主要研究对象，往往是建立在教学经验总结的基础上，以“怎样教”的研究为核心，着重研究数学教学过程中的具体方法 。随着教育、教学改革的深入，人们越来越清醒地认识到:应当利用现代教育理论中许多新成果来丰富我们原有的内容，上升为比较系统而严谨的知识体系，以达到引领中学数学课程教学改革的目的。数学课程与教学论正是在这样的背景下，迈出探索性的一步。它以数学教学过程、学生的学习过程及教材为主要研究对象，既研究过程中教师的教，也研究过程中学生的学。以教育学、心理学、逻辑学、思维科学、科学方法论、数学教育等方面的有关理论、思想和方法为主体，现代数学教学的方法为核心，提高数学教学能力为目的，力求融理论、方法和技能为一体，相互联系又各有侧重。突出一般教学理论在数学教育中新的发展与应用，突出反映现代数学教学的研究成果。特别是结合国内外数学教育改革以及我国新一轮基础数学教育改革的现状综合研究数学教学活动的特殊规律、内容和方法，使课程既具有丰富的研究意义又具有较强的实际应用价值 。我们可以把数学课程与教学论研究的对象分解成下列几个方面去研究:教学目的(为什么教? ) ;教学对象(教谁? ) ;教学内容(教什么? ) ;学法(如何学? ) ;教法(如何教? ) ;学习效果(学得如何? ) . 我们力求使学生通过本课程的学习，能从整体上不仅知其然，也知道一些其所以然，或者知道通过什么途径去探求其所以然。为了适应当前高等师范院校多数学生的学习特点，本书在强调优化教学过程的同时，仍把“怎样教”作为重点问题阐述，仍介绍数学教学的一些具体方法 。数学课程与教学论 所包含的内容和要求如下:首先，我们通过对数学学科的素描，让读者从知识、方法、能力、价值观诸多方面理解数学课程与教学论中最基本的概念-数学学科。清楚“数学学科”的内涵，就能理解数学课程与教学论中许多最基础的东西，对进一步明确数学课程的地位、作用显然进行了很好的铺垫。接着，我们通过对九年义务教育数学课程标准、高中数学课程标准进行剖析， 进一步明确初中、高中数学教学的目标，使读者从中理解数学教育教学与德育、智育乃至素质教育的关系。 紧接着，凭借现代教育理论和系统论的知识进行“学习”概念的再认识，阐明学生的主体地位，并从心理学角度阐述中学生学习数学的认知规律。 对学习的客体-携带信息的材料-主要指教材，我们从初、高中现行数学教材中抽取部分内容，进行知识结构的剖析，使读者懂得教材分析的基本方法，并通过典型问题及教材的分析处理的训练，让读者初步掌握其中一些基本方法。 再往下，我们阐述数学教学原则、教学模式和教学方法，让读者在了解数学教学尤其是初中数学教学中的基本原则和基本方法是些什么，进一步对一些教学方法的优化组合规律进行一些有益的思考。 对本课程的主要研究对象-数学教学过程，则借助现代教育理论、系统科学、心理学的研究成果，从多角度阐述过程比结果更重要这一重要命题，并通过一些实例介绍能启发思维、发展认知能力的教学模式，让读者自己去体验优化教学过程的重要性。 对于在数学教学过程中扮演特殊且重要的角色的教师，我们通过教师的备课、教研活动、 教学评价以及教学技能方面的阐述，让读者基本掌握课堂设计和教案编写的方法，并能根据不同的对象和场合，对方法进行调整和组合; 能通过一些基本教学技能的训练，达到可以上讲台实习的基本要求。 为了体现课程改革的新理念， 本书的最后两章围绕: 数学教学资源的开发和利用以及数学教学评价这两个问题展开，希望能让读者对数学教学资源有一个全面的认识，并了解有关教学测量和评价的基本知识。 总之，通过上述内容的阐述，我们要让学习本课程的学生: 1 . 明确数学教学的目的和任务以及数学课程标准的基本精神，理解数学教学的基本理论，掌握数学教学过程的一般规律和方法。 2. 掌握分析和处理中学数学教材的基本方法，并具备一定选择教材内容、教学模式和教学方法的能力。 3. 具备一定的创新意识和研究数学教学法(包括实验教学法)的能力，以适应未来数学教育、 教学的需要。 4. 具备辩证唯物主义的教育观和素质教育的新理念，具有良好的师德、高度的责任感和扎实的物理教师职业知识与技能，符合各地各类学校对物理教师的要求。 1.3 数学课程与教学论的特点 数学教育学的内容十分丰富，极为广泛。因而它也具有一些自身的特点: 一、 综合性 它处于数学、教育学、逻辑学和心理学等学科的“交界”处.在数学教学过程和科学研究中，它针对自身研究的对象和需要解决的问题，综合运用相邻学科的有关原理和方法，总结出数学教学，数学学习的具体规律，从而归纳创造出数学课程与教学论的理论体系。所谓综合性不是这些学科的随意拼凑与组合，而是从数学与数学教学的特点出发运用这些学科的原理、结论、思想、观点和方法，来解决数学教育本身的问题。 研究数学课程与教学论必须要有一定的数学修养，而且数学的造诣越高，越能把握数学内部的精髓? 正是在这个意义上来说，研究数学课程与教学论一刻也不能离开数学，但值得指出的是，数学课程与教学论不是数学的自然结果，它有其自身的规律性。 数学学习是一个特殊的认识过程，它当然要受制于一般的认识规律.但是数学学习的对象有其自身的特点(如抽象性、概括性较高，基本上是演绎的体系，知识的前因后果联系比较紧密等)，这样，数学学习又有其特殊性.数学教育的综合性就是这种一般性与特殊性的高度统一。 数学课程与教学论主要是研究中小学数学教育的规律，其中有课程、教材设置、编写的规律，教学的规律，学生学习的规律，以及这些规律之间的关系，以期更有效地提高中小学数学教学质量。 二、 实践性: 数学课程与教学论是一门实践性很强的理论学科，它的实践性表现在以下三个方面: 数学课程与教学论是人们把教学过程、学习过程作为认识过程来深刻分析的成果.这种认识过程旨在寻求中学生学习数学知识，发展数学思维的规律以及数学教学过程的特点和规律. 数学课程与教学论的理论知识，是由中学数学教学实践的需要而产生发展得来的.这种理论的意义在于指导教学实践，运用数学教学的基本原理总结出在教学实践中具体可行的教学方式、方法和手段，并受教学实践的检验。 三、 发展性 数学课程与教学论是一门发展中的理论学科.由于社会的不断发展，社会对基础教育不断提出新的要求，数学教学的目的、内容及教学方法也需不断改进。 当前，由于中学数学内容正面临一个根本性的变革，九年义务教育已作为公民教育逐步得以实施，传统教育观、教育理论也正处于彻底更新的时期。因此，符合我国国情，具有中国特色的数学教育学理论体系正处于初步创立阶段。无疑这也是数学教育工作者的重要研究课题。 第一、数学课程与教学论要以广泛的实践经验为其背景。它是数学教育研究的源泉， 离开了实践，数学教育就成为无源之水、无本之木。例如，在概念的教学中，教师总结出许多方法，如引入新概念的具体-归纳法及抽象-演绎法; 揭示概念本质特征的对比、类比及正反例证的方法; 在概念体系中教学概念以求掌握知识结构与内在联系的方法等等.这些都是我们研究概念的教学与学习的丰富的背景.离开这些背景，只是从理论到理论的论述，是不能解决教学实际问题的。 第二，数学课程与教学论所研究的问题来自于实践。许多悬而未决的问题需要数学教学论去研究。如对传统的中、小学数学内容如何评价?对数学教材的现代化如何理解?义务教育的数学课程应具有什么样的特点? 数学课程中要不要反映人人都要达到的水平? 如何反映? 如何组织数学课程，是按结构化的方式还是按学习心理规律的过程? 随时代的发展， 哪些学科应逐步引进中、小学数学课程中? 新时期的数学课程应该是什么样子的等等，都是当前亟待解决的问题，也是数学课程与教学论应该研究的问题。 第三，数学课程与教学论能指导实践，并能通过实践检验理论。由于数学课程与教学论是在较高层次上研究数学教育，所以它对教学实践有着直接的指导作用。 四、 科学性 数学课程与教学论的科学性一般体现在， 要符合数学教育发展的一般规律， 符合事物发展的趋势， 符合其它学科的一般规律， 符合实际。 数学教育的一般规律是客观存在的， 问题在于是否已被人们所认识， 认识的深度如何? 就以教学说， 教学的一般规律用文字记载下来就是教学原理， 根据教学原理对教学提出的要求， 就是教学原则. 由于人们认识的深度、 角度不同， 对于同一个问题可能会有不同的看法(例如有许多种教学原则体系),这是非常自然的事.数学课程与教学论不像数学那样，对于同一个问题，虽然方法不同，但正确的结论是唯一的。而数学课程与教学论却不一样，对于问一个问题，可能有许多种处理的方法,而这些方法都可能得到不同的、较为理想的结果。这是数学课程与教学论科学性的一个特点，客观规律是无穷无尽的，因而人们的认识也是无穷尽的，人们的认识总是要受着当时的科学技术发展、文化背景以及个人的某种条件的限制， 因而总有一定的局限性. 但随着时代的发展，对某一问题的认识也是会发展的。 五、 教育性 数学教育学始终要员串一条红线，那就是要强烈地体现党和国家对人才规格的要求。 就现阶段来说，就是要培养学生德、智、体、美全面发展.具体地说，就是要在知识、 技能、能力、态度、个性而德诸方面部要有所要求. 特别能力、态度、个性品德不是知识教育的自然结果，而是有意识培养的结果。这就要求我们在学习论中研究动机的激发，兴趣的培养，意志力、想象力、创造能力的锻炼与培养的理论与实践问题.要求在课程设计时，仔细地研究它们的要求，如何安排、体现在教学内容的进程中. 在教学论中就要研究采用何种最有效的方式、方法达到要求。 事实上，数学课程与教学论的五个特点有其各自的作用。综合性是数学教育学理论研究的依托，实践性是数学课程与教学论的出发点与归宿，发展性是数学课程与教学论的规律。 科学性是数学课程与教学论的基本要求，教育性是贯串数学课程与教学论始终的一条红线。 1.4 数学教学系统剖析 如果我们把数学教学的构成视为一个系统，系统的要素至少应当有:在教学活动过程中的学生、教师、数学教学客体。 学生，在数学教学过程中，是学习的主体，是数学知识信息的接收者、数学教学目的的体现者，还是检验教师进行数学教育、教学的效果的实践表征。学生情况，如学生智能水平、年龄、性格、健康状况、兴趣、动机、情绪、家庭情况等，是主体这一要素的重要指标参量。我们要求学生明确学习数学课程的目的和意义，端正学习态度，对数学学习具有良好的心态，积极参与教学过程中的观察与思考，自觉进行学习反馈和控制活动，表现出学习数学知识的积极性和主动性，就不能不考虑上述的各指标参量。教师的一切主观努力，只有符合学生各种心理规律和实际状况，只有充分发挥学生的主观能动性，才能使学生的知识和能力获得最大限度的发展。 教师，在数学教学过程中，处于十分特殊的地位。作为数学知识信息的传播者，教师可视为学习的媒体;作为数学教育与教学活动的组织者，教师需要获得学生对学习数学知识的信息反馈，依反馈的信息来调整教学内容、教学方法，有时还存在教中有学、教学相长的问题，因此，教师又是知识信息的接收者。一句话:在数学的教与学的双向交流过程中，教师是不可或缺的。数学教学目的能否落实到学生身上，关键在于教师。 教师素质，如业务水平、教学能力、工作态度、兴趣、动机、性格、情绪等，它们直接关系到能否有效地开展数学教学过程。 数学教师，首先是一名教师，然后才是数学教学工作者。要为人师表，就应当忠诚于人民的教育事业，以热爱数学教育、教学工作，甘愿为这项工作做奉献的敬业精神去感染学生。要教书育人，就应当以对学生的尊重、热爱、期望为基础，形成对学生的严格要求和管理;用既看到世界和人类的未来，又不脱离我国国情、历史和具体现实的科学思想去教育学生;就应当努力克服数学教育与教学中遇到的各种困难，认真细致地对待学生中的各种问题，做到循循善诱，诲人不倦;以先进的观念、正确的思想方法、严谨求实的科学态度处理问题，坚持向书本、同行、学生学习，改进和完善本职工作。 另一方面，要完成数学教育与教学的任务，教师必须具备扎实的专业知识，它包括:数学知识、数学史和数学方法论知识;必须具备一定的教育科学知识，它包括教育学、心理学、教育统计与教育哲学等方面的知识; 必须具备比较系统和熟练的并在数学学习中广泛应用的数学知识; 必须具备必要的哲学、美学、逻辑学方面的知识。有了这些知识，教师才能够准确无误地发送数学知识信息，在系统中发挥主导调控作用。 数学教学客体，即携带数学教学信息的材料。如数学教科书、教学参考书、数学课外读物、数学课程标准、数学教具、 实验装置、挂图、练习册等。就数学教科书而言，它依据数学课程标准编写和组织，把数学的知识、数学的思想、方法等按一定的逻辑关系构成一个知识体系和教学体系。它通过自身的结构，指出了中学数学教学的基本程度和要求; 通过分布和渗透在其中的观点、方法、要求，启示和指导学生在知识的学习中获得能力发展和其它非智育的教育.对教材内容最起码的要求是: 教师可运用教学手段加以表述,学生能够接受、理解，而且还可以采用现代化教学手段对教师的表述进行转换。 分析了数学教学系统的三个要素，我们可以分析数学教学系统的运行:这样， 教学中的数学知识就由静态变成了动态， 知识变成了信息， 使三个要素的匹配关系成为可以即时调整的组合， 成为动态的系统。 这就是数学教学系统的运行情况。 按照前苏联教育家巴班斯基的教学过程最优化理论， 即选择最优的教学方案， 以实现教学的最佳效果。 确定最优化方案的主导思想是: 系统整体效果最佳， 整个系统的功能才最佳。 要使教学系统的功能最佳， 必须是教师、 学生、 教材三者的组合最佳。 这就涉及到: 1 . 教学效率的最优化， 即花费最少的教学时间和精力， 有效地获取最多的知识信息量。 2. 各种教学方法的最佳结合， 即根据不同的教学要求， 以一种教学方法为主， 而辅以其它教学方法， 形成合理的课堂教学模式。 3. “主导”与“主体”的最佳结合， 即教师的“启发设疑-鼓励质疑-引导解疑”与学生的“思考求疑-积极质疑-创造解疑”彼此配合， 贯穿于教学过程的始终。 4. 课堂教学与课外活动的最佳结合。 5. 班级授课与因材施教的最佳结合， 即教与学双方相互适应，使每个学生都处于自己的“最佳发展区” 。 6. 传授知识与发展智能的最佳结合， 即让学生通过数学教学过程， 能借助已有的知识去获取新知， 并使学习成为一种思考活动。 7. 德育、 美育与数学教学的最佳结合， 即寓德育、 美育于数学教学过程， 让学生的情感、 态度、 价值观都获得很好的培养。 可见， 数学教学系统的运行， 并非简单的知识信息传输和接收过程， 需要我们从多学科的角度去剖析和认识它。 1.5 数学课程与教学论的研究方法 作为高等师范院校数学教育专业中一门颇具特色的必修课， 要把数学课程与教学论学好， 需要了解它的研究方法， 并努力在教学实践过程中， 运用同样的科学方法去体验、 感悟， 以增长知识发展能力。 正在展开研究并已取得一些成果的数学课程与教学论， 应当说还有许多东西有待完善， 因此,完整地表述它的研究方法还有困难。这里仅就一些有明显实效的方法作简单介绍 。 1、 科学实践方法 辩证唯物主义认为， 一切事物都是发展变化的。 要研究数学教学过程的发展变化， 就必须从教学过程的内部去深入进行考察， 从研究教学过程发生的各种现象与其它现象的联系入手， 进行实地考察(包括实地的观察、 实验或调查) ， 我们称之为科学实践方法。它包括: (1) 科学观察 有目的、 有计划地在不加外来因素干扰的情况下， 观察数学教学过程中各种因素的变化以及它们之间的相互影响。 例如， 为总结某一地区或某所学校在数学教学上的先进经验， 组织人员深入到该地去听课、 录音、 录像、 摄影等等， 并作出评课记录和参加教研组活动的记录， 在搜集大量事实材料的基础上， 分析归纳出其中的特点， 提高到理论上去认识。 还有为总结优秀教师的教学经验而采取的追踪观察， 包括教师的备课、 课堂教学中的监控、 与学生的交流等等。 再有为研究学生中的个体或群体学习数学中某个章节内容时， 对整个过程的表现的现场观察， 包括他们对数学情境的兴趣程度、 疑虑程度， 对学习讨论的参与响应程度等方面的观察均称之科学观察。 由于数学教学过程的因素多， 综合作用性强， 观察的时间短，难以获取明确的结论; 观察的面窄， 结论难具代表性; 又由于育人过程的长期性， 被教育者的能力和非智力因素要显现出教育者的意图也需要相当长的时间， 因此， 科学观察具有时间长、 范围广的特点。 也因此， 数学教学观察的报告必须强调指出具体条件、 特征现象和完整的数据。 否则， 可能会给下一步的逻辑推理带来较大的偏差。 对数学过程的研究， 采用科学观察， 还必须坚持观察的客观性原则， 即一切从实际出发， 采取实事求是的态度， 努力避免观察中出现主观偏见和谬误。 同时， 要坚持观察的全面性原则， 即从各个角度、 各个方面去观察事物的全体， 事物发展变化的全过程， 努力避免下结论时有片面性 。 (2) 科学调查 科学调查是一种间接的观察方法。 它通过各种方式， 有目的、有计划地深入了解