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英国学校数学课程的新发展

时间:2022-10-21 09:10:05 来源:网友投稿


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英国于1989年首次公布并实施国家数学课程,随着各国数学课程发展,英国课程也发生巨大变化,英国教育部于1991、1995、1999年分别对数学课程作了修改,2013年,英国公布最新数学课程,它将于2014年9月正式实施,英国义务教育中小学分四个学段,各学段学生年龄如表1,本文对2013年英国数学学习大纲(简称大纲)与1989年大纲作比较,也对三、四两学段作一些比较,从而分析英国数学课程的发展。

1 数学课程目的

数学是创造性的、相互高度关联的学科,它跨越多个世纪而得到发展,数百年来,它对历史上一些最有趣的问题提供了解答,它是人们日常生活中必不可少的素养,科学、技术、工程、金融等大多数职业都离不开数学,高质量的数学教育,提供人们认识世界的基础,赋予人们数学推理能力,提供对数学威力及数学美的欣赏,培养学生对自然现象的好奇心,引导对数学魅力的思索与追求。

2 数学教学目标

国家数学课程的目标是使所有学生都熟练掌握数学基础知识,通过丰富多彩的实践活动,处理复杂性日益加强的问题,使学生的理解力不断深化,能迅速回忆并应用学过的知识,提高解决问题的精确性,具体含义如下:

·数学地推理,通过对一串问题的调查,获得对某些数学关系的猜想,形成初步的概括能力,得到相应的结论,发展论理、判断或证明能力,用数学语言表示判断与推理过程。

·使用多种数学知识,解决常规和非常规问题,对于复杂性不断增加的问题,思维可能受阻,可把问题分解为简单步骤解决,从中养成坚韧不拔的精神,化解障碍,求得解题思路。

·学生需在数学思想之间转换自如,第三、四学段大纲分成不同数学领域,学生能够领悟学段间的联系,跨越各种数学思想,贯通解题思路,解决问题能力日趋成熟,认识与构建数学与其他学科的联系。

3 英国学习大纲的主要变化

二十多年来,英国数学课程为之一新,内容更丰富,对数学思想方法的要求更灵活多变,对学生提出了更高期望,1989年到2013年大纲的主要变化是:

①新大纲提高期望与要求;

②强调思维灵活,流畅自如;

③推理的多样性,严密性;

④强调问题的宽广性;

⑤关注学习过程,进行跟踪。

4 学习的要求

4.1发展数学思维的流畅性

熟练掌握知识,思维转换顺利,巩固认识数与处理数的能力,发展对数系的理解,包括对位值、小数、分数、幂与方根的理解。

·选择和利用合适的计算策略,解决复杂性不断增加的问题;

·利用代数方法说明算术结构,理解运算律,用公式表示数与数的关系;

·代换表达式中某项的值,重排与简化表达式,顺利地解方程;

·发展运用代数法与图示法的流利性,正确解线性方程和简单二次方程;

·准确地说明数学概念与性质,分析数与表达式,分析二维与三维图形,认识并理解概率与统计问题。

4.2数学推理

发展演绎推理,正确利用各种推理方法,如代数法,几何法;在合适的时候,选择和使用其他推理方法,如统计法,概率表示法,逻辑推理法,反证法等,必要时需要根据定义说理,用构造法推理,通过比例推理。

·形成推理链,对数学关系进行推测,用数学语言表述所得结论,进行论理与证明;

·用代数以及图示法,识别并表述变量间的关系,利用函数观点进行说理;

·建立数与数的联系,代数表示与图示之间的联系,用数学知识进行分析;

·认识变量以及它们的关系,用各种方法表示函数;通过学习度量与几何,扩展比与比例知识,并用公式表示;

·作出某些模式与关系的猜想,验证与证明猜想,或举反例驳倒猜想;

·探索能否作出某个概率或统计的推断,表述、验证或驳倒所得推断。

4.3解决问题

熟练自如地掌握数学知识,了解常见的实际知识,随着时间的推移,问题的复杂性不断增加:在解题中夯实数学基础;解决问题的能力得到加强,逐步掌握常见问题的做法,加深对概念的理解,能够回忆和运用所学知识,快速、准确地解决问题。

·基于对数学性质的理解,善于评估事物状况,而不只看事物的表征;

·利用数学知识去解决数学内部或外部问题,包括经济数学和机械、力学问题,在表述周围环境中利用数学;

·用适当的函数建立数学模型,利用数学表达式表达调查研究所得的结果;

·通过问题的解决,发展对数学知识的理解,对解题结果进行评估,对解题思路与结果进行多种表达;

·越来越了解现实世界金融问题,注意数学方法和图形方法在解决问题中的应用,说明解决问题过程,选择方法和技术处理不熟悉的非常规问题。

4.4对信息交流技术(ICT)的审视

计算器不光是为了写得好些,也不止是用于代替心算,把ICT作为一种信息工具时,师生应该作出使用判断,如何用?何时用?ICT是国家数学课程的语言,也是数学交流的工具,学生必须审视自己思维是否清晰,能否让别人清楚自己的说理?教师应确保学生通过讨论,清楚表达,相互理解,校正混淆,学生对个人知识与能力要进行自我审视,是否足够准备进入下一学段?在学习提速前,要为学生提供丰富的、挑战性的问题,如果学生在某处不够顺利,就要在学习下一段前,通过补充实践予以巩固。

5 数与代数方面的课程内容

5.1数与代数

第三学段:

选择和利用合适的计算策略;

代换、重排或简化表达式;

在不同数学表示中转换自如:分数、小数和百分数的互化;

熟练运用代数法与图示法,求解线性方程和简单的二次方程;

利用运算性质,分析数和表达式;

认识有理数与实数的顺序关系,暗含“序”的数学思想;

利用比率记号,比较长度、面积、表面积与体积;

解二元联立方程组(线性、二次),掌握方程与不等式的各种解法;

用代数法确定线性函数的斜率、截距以及函数的零点;

求解有关速度与加速度问题、力学问题、碰撞与动量问题等;

利用图形技术、代数法和图示法,在理解数学特性的基础上,加强对情况的评估;

将算术及图示方法应用在经济和其他问题上;

熟悉直角三角形边角关系,用锐角三角函数和相似形解决问题。

第四学段:

计算分数和不尽根,具有适当化简能力;

图示线性式、二次式,形成模式;

用实数轴、代数法和图像法说明函数性质;

计算幂与方根标准形式,其中幂指数是正负整数,分数或零;

利用并解释界限,包括上界和下界;

精确地计算分数与不尽根,分母有理化,及含系数的根式等问题;

利用比、比例、变化率、应用于数学与其他问题线索中;

用代数以及图示法识别并表述变量的关系,利用函数进行说理;

用代数及几何方法说明与表述线性、二次、以及三角关系;

利用函数的记号,设计两个熟悉的函数,它们的展开式不是简单加法;

在坐标平面上认识、绘画,产生一元三次函数,三角函数,反比例函数,指数函数图像;

求出一一对应函数的反函数,图解法求一元方程的近似解;

利用函数建立模型,利用数学表达式表达调查研究后的结果。

5.2比与比例

第三学段:

表示一个量作为另一个量的一部分,其中的分数小于1或大于1;

标准单位间自由转换,用比例因子、比例尺和地图;

用比的记号,把比式约到最简;

认识把乘法转化为用比表示,或用分式表示。

第四学段:

扩展比的数学记号,如1:r,其中r是有理数;

理解比率,认识数学内外有关比的问题;

理解比率、比例与变化率;

解决生长与衰减的问题,复利问题,利用指数幂。

由此可见,学段三与学段四的内容相互衔接,逐步发展,如第三学段从解直角三角形引入三角函数,第四学段则用函数观点认识任意角三角函数,并与学习其他函数结合起来,函数观点逐步加强。

6 数学思想的渗透

由数与代数方面的内容可见,新课程注意渗透先进的数学思想,为后继学习做好铺垫。

6.1变化率思想

由比到比率,再到变化率,很自然就进入前微积分的学习;从割线到切线,又从几何方面,为导数的几何意义做好铺垫,从比出发,进而谈及等比序列,思考序列的构造,如何求序列的一般项?自然地到了迭代思想。

6.2顺序思想

正负整数、小数和分数的大小比较,把数轴作为理解顺序关系的模型,并用符号=、≠、<、>、≤、≥表示两数间的顺序关系;从而渗透数系结构思想。

6.3素数与合数思想

利用素数符号和概念,以及因数、除数、倍数、公因数、最高公因数、最小公倍数、素因数等概念,数的分解式,唯一分解式等数的分解思想,在数与代数中自然渗透数论思想。

6.4数列构造思想

从初中开始,由函数引入数列,进而学习等差数列与等比数列,分别求它们的第n项,并且提出构造思想:即①根据某项位置而找出该项;②根据某项而找出新项,前者导致求通项公式,后者是由数列某项而求该数列另一项的问题,可以为学习数列的递推公式做好铺垫,这对初中而言是较高的学习要求。

6.5无穷思想与算法思想

第三学段学习大纲指出,要理解整数集、实数集以及有理数集的无穷性质,以上举出三类集合,说明一些常见集合的无穷性,在第四学段,要求设立适当的算法和迭代程序,求方程组的数值解,从而渗透算法思想。

7 几何学习内容的发展

1989年大纲着重研究二维与三维图形的度量性质,认识平面图形的位置和面积,空间图形的表面积与体积,重视数学应用;而2013年大纲非常重视逻辑推理与数学论证,除了保留1989年大纲的知识外,大大扩展了对几何图形性质的探究与表述。

8 概率统计要求的提高

1989年大纲要求学生的数据处理能力,把统计作为数据处理的要求,但是忽略了对随机观念的培养,未把概率列入教学范围,而2013年大纲对概率与统计同样重视。

作者十分感谢英国三位教授对本文写作的支持,他们是:

Lianghuo FAN(University of Southamp-ton),Margaret Brown(King"s College Lon-don),Keith Jones(University of Southamp-ton)。

他们分别向作者提供了有关英国数学新课程的网页,并提供了英国数学课程最新发展信息。

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