一下的这些的选题你看下,你自己参考下,一极值的讨论及其应用课程改革中未来初中数学教师角色的扮演(xx部分)新旧教材的对比与研究师范生高等数学课程内容设置的探讨浅谈高等数学的类比迁移法让生活走进数学,将数学应用于生活初中数学新课程教学设计的策略数学分析的直观与严密二小教大专数学的课程设置和教材建设的建议新课改对小学数学教师的能力与素质要求小学数学教学中现代化教学手段的使用如何评价新形式下的师范学生数学学习与创新能力的培养三农村小学教师的现状的调查农村小学教学的现状的评估留守儿童的学习状况我对师范现行课程设置的几点思考班级管理的探讨小学数学课教学的探讨在师范学习的几点回顾走上“三尺讲台”的体会对某个“差生”的转变历程的思考四营造积极参与氛围,为自主探索创造条件浅谈小学数学作业的批改让作业批改“活”起来注重数学过程教学,提高学生综合素质浅谈中学数学课堂语言的艺术性活”用教材,实现数学教育目标浅谈数学课的几种导入方法初探分类思想在初中数学教学中的渗透优化复习教学,提高复习效率合理运用教具,提高数学课堂教学效率在数学教学中,培养学生的创新意识
如何在小学数学教学中对学生进行学习兴趣的培养 [关键词]:小学数学教学 学生 学习兴趣在现代教育教学过程中,如何培养学生,使他们成为品学兼优、志存高远的学生,是一个在相当长的时间内都必须存在的话题。而在数学教育教学过程中,对低年级的学生进行学习兴趣的培养,就显得特别敏感和重要。该怎么做?仁者见仁,智者见智。作为一名数学教师,根据多年的教育教学经验,我认为要切实做到:一、在教学过程中,教师要联系实际,引发学生的学习兴趣众所周之,小学生的思维能力受年龄特点、思维特点等所限制,认识感知实际知识需要一个过程。因而,培养其兴趣,就显得尤其重要,特别是抽象的数学问题,更是如此。那么,如何就其特点,结合实际,引发兴趣,为他们搭建认知的桥梁,就显得极其重要了。二、积极营造良好的学习环境,培养学生的学习兴趣在学生成长和发展的过程中,学习环境的直接或间接影响力是不可忽视的,为他们营造一个良好的学习环境是无可非议的。营造一个良好的学习环境,首先,应从教师的自身做起,教师要主动参与其中;其次,要做好学生的思想工作,正确引导他们认识学习的重要性,领悟到自己不仅是学习的主人,更是终身学习的主人;最后,可以通过自办班级学习报、定期办好黑板报、组织学生写好数学日记、开展好数学兴趣小组的活动、实施“超市式”数学作业、定期开展优秀作业展、组织学生参加各类数学竞赛、做好培优补差工作等形式,为学生创建一个平等、和谐、民主、愉快的学习氛围,使学生产生浓厚的学习兴趣。三、主动创设操作性情境,调动学生的学习兴趣根据小学生好动、好奇的心理特点,在小学数学课堂教学中,教师可以组织一些以学生活动为主,对一些实际问题通过让学生自己动手测量、演示或操作,使学生通过动手动脑获得学习成效,既能巩固和灵活运用所学知识,又能提高操作能力,培养创新精神,调动学生的主动参与能力和兴趣。四、合理创设游戏性情境,提高学生的学习兴趣根据数学学科特点和小学生年龄特点,设置游戏性情境,把新知识寓于游戏活动之中,通过游戏使学生产生对新知识的求知欲望,让学生的注意力处于高度集中状态,在游戏中得到知识,发展能力,提高学习兴趣。例如,在课堂训练时,组织60秒抢答游戏。教师准备若干组数学口答题,把全班学生分为几组,每组选3名学生作代表。然后由教师提出问题,让每组参赛的学生抢答,以积分多为优胜,或每答对一题奖励一面小红星,多得者为优胜。学生就能在游戏中,精神高度集中,在不知不觉中学到不少有用的知识,体验成功的快乐,有力地提高了学生的学习兴趣。五、获取成功喜悦,让学生体验学习兴趣任何人都渴望成功。成功会给学生在学数学时心理求知的厚动力,在数学教学中,要给每个学生创造出更多的表现的机会,充分利用“低、小、全、快”的方法,阶段型的开放学生的梯级思维。由浅显的问题入手,引导学生对习题作出正确的解答。学生经过对问题的独到见解或创造性的思维取得一次次的好成绩,并为获取的成功渐进式地感到高兴和骄傲,让他们感受到成功的喜悦。最终让学生明白只要开启心智就有希望,就能成功。如果失败了,就会加倍努力,直到成功为止。因此,教师在设计提问、板书、作业时要因人而异,分层次地提出切合不同学生的不同要求,使每个学生都有成功的希望,从而获得成功的体验,提高他们学习动机和学习兴趣。综上所述,通过“引发—培养—调动—提高”学生的学习兴趣,一次或多次的成功体验,会成为学生学习动机和激发兴趣的“激活剂”。
结合教学实际 撰写教学论文 提高自身素质撰写中学数学教育教学论文是教师探讨中学数学教学问题,总结教学教研实践经验、获得理论支撑的有效途径,是教师提高自身素质、促进专业发展的必由之路在平时的教育教学研究活动中,如果你对某一类或某一个问题所采用的教育教学方法比原有的教育教学方法有新的改进,甚至是对某一段教材、内容提出新的处理意见,这种意见有改革创新之意,把这些“突破”、“创新”写出来,这就是教育教学论文数学教育教学论文的格式标题:用词要确切、恰当、鲜明、简洁,便于读记、摘录作者姓名和单位:署名一般置于标题下方,同时附有作者工作单位名称和邮政编码摘要:是对论文内容准确概括而不加注释和评论的简短陈述它一般包括课题研究的意义、目的、方法、成果和结论等摘要应具有独立性,简明扼要、引人入胜,一般不超过300字关键词:指论文中的关键词语,通常是从论文的标题、摘要和正文中抽取出来的,是对表述论文主题内容具有实际意义的词汇,一般以3—8个为宜前言:一般包括研究课题的背景和起点、研究方法、过程及成果的价值正文:这是论文的主体和核心,论文的论点、论据和论证都在这里阐述,它体现论文的质量和学术水平的高低正文应做到概念清晰、论点明确、论证严密、论据充分、数据准确、层次分明应具备科学性和严谨性,同时要条理清楚,文字通俗、简明、流畅结束语:它是在理论分析和实验论证的基础上,概述课题的研究成果和价值,对成果的局限性和尚未解决的问题也应交待参考文献:一般指已发表在正式出版物上的文献或公开出版的书籍,是为撰写和编辑论著而引用的有关图书资料作者介绍:作者简历和主要学术著作教育教学论文写作的基本要求1.科学性:所讲知识、方法、道理要正确 ;2.真实性:自己亲身经历和思考过的;3.针对性:切中当前主要问题和迫切问题 ;4.严谨性:有条理,思维缜密,前后呼应;5.创新性:有创新意义,不落俗套一、立足学生,研究学法,逐步提高写作水平在论文写作的初级阶段,应学会从学生的角度出发,开展解题教学的研究工作,重视对一题多解、一题多变、一题多用的研究,注意对学生中典型错误的分析、归纳、提炼,研究对学生学习方法的指导,突出对解题规律的总结,再从这些方面寻找、积累素材,进行论文写作,这样起点低,难度小,有利于写作水平的提高1.从解题研究中寻找题材如何对题目进行多解多变,发挥每一道题目的最大功能,通过一道题去解决一类问题,得到一种方法,提升多种能力,通过这样的研究,自己的教学能力就会很快得到提高,将这些研究的内容整理出来,就是很好题材2.从错解归纳中寻找题材在学生的解题中,发生错误是常见的,也是正常的,造成错误的原因很多,既有知识方面的错误,更有非知识性的错误,所以,我们在教学中不仅要注意知识方面的查漏补缺,正本清源,而且要注意对非知识方面出现的问题进行反思,找出产生问题的根源,杜绝这类问题的再次发生,从而有效地提高学生的解题能力和思维水平对考生解题(特别是中考题)中的常见错误进行罗列、分析、归纳,剖析产生的根源,指出相应的对策,就可以写出许多论文来3.从学法指导中寻找题材许多学生对数学学习感到困难,在解决有关问题时难以找到切入点,只有经过别人点破才能使问题迎刃而解.为此,我们要通过对典型问题的评析,结合问题的引申,帮助学生总结学习数学的方法,寓学习方法的传授于问题的研究之中,有效地体现数学教学的育人功能4.从总结规律中寻找题材在平时的教学过程中,我们要注意帮助学生积累解题经验,总结解题规律,这样学生在遇到新的问题时就会由已知条件联想到已有的解题经验以及常用的规律,解题能力就会大大提高,同时也为我们撰写文章提供了很多的素材二、立足教法,强化学习,不断增强研写内功数学教育教学论文的撰写过程,是数学教育教学研究的继续,通常要求上升到理论的高度进行分析和研究因此,我们必须强化学习,关注热点,重视反思,增强内功1.从教改热点中寻找题材2.从教材研读中选择题材课标是新教材编写、课堂教学和中考命题的依据,是教师进行教学设计和论文写作的指导性文件因此,我们一定要加强与新课标之间进行高质量的对话教材是对话的文本,是学生学习活动所凭借的话题与依据,是教师进行教研和论文写作的主要依据——吃透教材,只有吃透教材,才有能力驾驭教材(1)要从宏观上理清教材的编写思路:教材是如何根据不同学生的认知能力和心理发展规律,按照“螺旋上升”方式来编写的,做到高瞻远瞩、放眼全局,不在细枝末节上做文章,真正从整体上把握教材;(2)要从微观上推敲教材的细节:思考教材中编写了什么?知识点有哪些?是在怎样的基础上发展起来的?又怎样为后面的知识学习作准备的?这节课的教学重点是什么?哪里是学生难以理解的?教学的难点是什么?等等准确地把握教材的知识点、生长点、重难点,教学才能对症下药、有的放矢——利用教材教材虽然规定了要教什么,但至于怎样教,运用哪些素材、事例、例题去教,则是教师自己的事情对于同一内容,不同版本的教材都有其不同的呈现方式,究竟哪种呈现方式好,哪种呈现方式与学生接受知识的动态过程更吻合,需要教师再选择、再加工、再创造——超越教材教材是教学线索,是教学话题,是教学案例,教师可根据教学实际对其进行加工组合:教材创设的情境对帮助学生学习有什么好处?视角是否独特?可不可以用更好地情境替代?教材提供的学习线索是什么?知识的形成过程为什么要这样设计?是否合理?有没有更合理的方案?每道例题、练习题的功能是什么?是否符合本班学生的实际?是不是有更合适的例习题来更换?等等3.从教学实践中选择题材以教育教学实践中的问题作为论文的选题,对我们这些处于一线的教师来说,不但可行,而且非常有必要因为对教育教学工作中碰到的各种问题,我们教师必须进行思考并作出自己的回答一个教师要教好书,就必须善于总结教育教学实践中的经验,把教育教学实践中体会到的、发现的、领悟到的点点滴滴,及时记录并加以研究和总结,这样才能不断提高自己,才能进一步地教好书,而研究和总结的东西如果形成了文字材料那就可能是一篇好的教研论文例如,如何搞好初中数学总复习工作是每个人都要考虑的问题,而且随着中考命题的改革,总复习也必须与时俱进,针对这个问题,不断进行教学研究,及时总结研究的体会,撰写教学论文再如对数学思想方法的渗透,数学思想方法是数学基础知识的重要组成部分,教材中没有专门的章节介绍它,而是伴随着基础知识的学习而展开的因此,我们在教学中一定要重视对常用数学思想方法的总结与提炼,它们是数学的精髓,是解题的指导思想,更能使人受益终身初中阶段常用的数学思想方法可分两类:一类是某些重要的数学思想方法,如方程思想、数形结合思想、分类思想、整体思想、函数思想、转化思想、样本估计总体思想、归纳思想、类比思想、换元法、配方法、待定系数法、图象法、面积法、添辅助线、估算法等;另一类是某些重要知识的运用,如非负数、奇偶数、比例性质、根的判别式、根与系数的关系、勾股定理等.它们贯穿在整个初中数学之中,可用专题的形式加以总结归纳,让学生弄清其来龙去脉,了解它的发展变化,掌握它们的适用范围和解题步骤要通过典型问题的分析、思考、总结,帮助学生弄清什么样的问题用什么样的方法来解决,并内化为经验,能自觉地应用,从而强化思想方法指导思维活动.学生掌握了这些思想方法,解题能力就能提高.又如,如何将竞赛辅导与常规教学相结合,可进行认真研究,在实践的基础上,撰写论文4.从教学反思中选择题材加强教学反思是任何学科都在强调的,是促进自身专业发展、提高自身素质的重要途径作为教师,我们只有通过对教育教学实践的反思,才能不断地调整前进的方向、不断地扫除成长中的障碍,从而不断地实现自我超越当然,教学反思可以是对自己亲身实践的反思,也可以是对他人教学实践的剖析可以说每一次对自己或他人的教育教学实践得失的反思、利弊的剖析,都可以寻找到我们要撰写教研文章的题目教学反思的一种常见而有效的形式是听课、评课,我们可以从这种交流中寻找题材教研论文往往是始于问题,也是自己对某个问题长时间思考的结果因此,我们在进行听课和评课时,要注意从交流中收集自己平常关注较多、有所思考的素材,从中获得能写的题目和内容一旦选定了某个问题后,就要对这一问题进行持续性的关注,不断加以思考,直到对这个问题有了比较完整的看法,并形成论文为止三、立足课题,形成体系,全面提升自身素质中小学教育科研以课题为核心而展开研究,具有理性化、系统化等特点,这决定了教育科研活动比一般的教研活动更有利于教师的教育教学能力的迅速提高理性化上,教育科研活动要求我们老师边实践,边反思,边总结,因此,教育科研可以使我们的老师在“实践—反思—实践—总结”的良性循环中,迅速提升教育教学能力;系统化上,课题研究是一项系统工程,而且周期相对比较长,从计划、实施到总结,需要我们作出通盘的考虑,而正是这种通盘的考虑,才使得我们的研究涉及到教育教学的方方面面,也使得教育科研能够成为提高我们教师教育教学能力的最有效载体中学数学教师如果能将自己的教育科研的成果通过数学教育学术论文的形式总结出来,则自身的综合素质将得到迅速的提高1.从公布课题中寻找题材即从各级教育学会、教科所公布的教育科研课题中去找题材每一阶段,各级教育学会、教科所都会公布一下教育科研课题,我们可以结合各校、各学段、各人的具体情况进行选择、细化一般的,这类课题内容丰富,题材广泛,口子较大,我们要进行具体的细化2.从科研动向中寻找题材即从当前教育科研新动向结合自己工作的实际情况来寻找题材 以《学科教学中学生综合素质的培养研究》为例,2002年秋季,新课程改革实验在全国铺开,素质教育于二十世纪九十年代正式提出,并在全国进行了至上而下的深入研究 世纪需要的是高素质的综合性人才,如何在学校的各个学科教学中培养学生的综合素质,是一个值得认真研究的课题 然而在现实生活中,传统的教育观念仍然阻碍着素质教育的实施,应试教育在某些地区、某些时候还存在着很大的市场,“满堂灌”的课堂教学模式并不鲜见,尤其值得一提的是过重的学业负担束缚着学生创造力的发展,陈旧的千篇一律的课时、课程设计难以让学生展开自主发展的翅膀 如何将学生从重复的机械的学习中解放出来,如何更有效的开展素质教育,提高学生的素质,体现以人为本的思想,是值得我们认真思考的问题学校中课堂教学是教师向学生传授知识的主阵地,因此探讨课堂教学中学科教学与素质教育的关系,实施学科教学中学生综合素质的培养,对于实施新的课程方案,对于新的一轮课堂教学的改革,让学生得到自主发展,让每个学生学有所得,学有所长,是有一定意义的教而不研则浅,研而不教则虚 只要我们有一双善于发现的慧眼,从平时所做、所看和所思去寻找自己想写而又能写问题,开展教育教学研究,撰写教育教学论文,把教学和教研有机结合起来,实现教研相长,就一定能不断促进自身的专业成长
一下的这些的选题你看下,你自己参考下,一极值的讨论及其应用课程改革中未来初中数学教师角色的扮演(xx部分)新旧教材的对比与研究师范生高等数学课程内容设置的探讨浅谈高等数学的类比迁移法让生活走进数学,将数学应用于生活初中数学新课程教学设计的策略数学分析的直观与严密二小教大专数学的课程设置和教材建设的建议新课改对小学数学教师的能力与素质要求小学数学教学中现代化教学手段的使用如何评价新形式下的师范学生数学学习与创新能力的培养三农村小学教师的现状的调查农村小学教学的现状的评估留守儿童的学习状况我对师范现行课程设置的几点思考班级管理的探讨小学数学课教学的探讨在师范学习的几点回顾走上“三尺讲台”的体会对某个“差生”的转变历程的思考四营造积极参与氛围,为自主探索创造条件浅谈小学数学作业的批改让作业批改“活”起来注重数学过程教学,提高学生综合素质浅谈中学数学课堂语言的艺术性活”用教材,实现数学教育目标浅谈数学课的几种导入方法初探分类思想在初中数学教学中的渗透优化复习教学,提高复习效率合理运用教具,提高数学课堂教学效率在数学教学中,培养学生的创新意识
数学论文选题与写作方法 引 言 在审阅数学论文过程中发现很多论文内容简单,或是一两个习题证明或是将教材内容,他人论文组合改编,简单重复,更有甚者直接抄袭。很多从事数学教育工作人士认为数学教育论文难写,事实上他们还没有掌握撰写数学论文的规律。 数学论文分两种,一种称为纯数学论文,另一种为数学教学论文。很多从事数学教育工作者很难拥有大量时间从事纯数学研究,而职称聘任制又需要公开发表论文,这样一来很多人将自己工作经验加以总结转而写一些数学教研论文。 数学教研论文是对课程论,教学法,教育思想,教材及教育对象心理加以研究。但无论哪一种数学论文都要遵从论文格式及写作规律。 1 撰写数学论文应具有原则 1 创新性 作为发表研究结果的一种文体,应反映作者本人所提供的新的事实,新的方法,新的见解。论文选题不新颖,实验没有值的报道的成果,即使有高超写作技巧,也不可能妙笔生花,硬写出新东西来。基础性研究最忌低水平重复,如受试对象,处理因素,观测指标,结果与前人雷同,毫无新意,这样论文不值得发表。 2 科学性 科技论文的生命在于它的科学性。没有科学性论文毫无价值,而且可能把别人引入歧途,造成有害结果。撰写论文应具备:(1)反映事实的真实性;(2)选题材料的客观性;(3)分析判定的合理性;(4)语言表达的准确性。 3 规范性 规范性是论文在表现形式上的重要特点。科技论文已形成一种相对固定的论文格式,大体上由文题,一般不超过20字;摘要(应用的方法,得到的结果,具有意义等);索引关键词;引言;研究方法,讨论,结果等部分组成。这种规范化的程序是无数科学家经验总结。它的优越性在于:(1)符合认识规律;(2)简洁明快,较少篇幅容纳较多信息;(3)方便读者阅读。 2 撰写数学论文忌讳 1 大题小作 论文不是书,如论文题目选的过大,那么泛论,浅论就在所难免。数学教育论文基本特征:有数学内容,讲数学教育问题,具有论文形态,不贪大,不求空,具有新见解。这样作者应将课题选的小一些,写出特色。 2 关门写稿 一本学术杂志中的论文,单独拿出来看自然是独立完整的。就杂志的整个体系来看就会有一些联系,它们或是构成一个小专题或是使讨论不断深入。这样作者就要对你准备投稿刊物有所了解,以免无的放矢。不能缺乏事实凭空捏造,夸大结论。首先应该知道别人做了些什么,写了些什么,避免在自己的 论文中重复。同时可以借鉴别人成果,在他人研究成果基础上进一步研究,避免做无用功。 3 形式思维混乱 科学发展到今天,科技论文的基本格式在世界范围内已趋向统一。论文要求规范化,标准化。有的论文东拼西抄,前后矛盾,这样的论文很难教人读懂。所以撰写论文应遵守形式逻辑基本规律,正确使用逻辑推理方法尤为重要。 3 关于数学论文选题 数学论文选题是找“热门”还是“冷门”?“热门”课题从事研究的人员众多,发展迅速。如果作者所在单位基础雄厚,在这个领域占有相当地位,当然要从这一领域深入研究或向相关领域扩展。如果自己在这方面基础差,起步晚又没有找到新的突破,就不宜跟在别人后面搞低水平重复。选择“冷门”,知识的空白处及学科交叉点为研究目标为较好的选择。无论选“冷门”还是“热门”,选题应遵循以下原则: (1)需要性 选题应从社会需要和科学发展的需要出发。 (2)创新性 选题应是国内外还没有人研究过或是没有充分研究过的问题。 (3)科学性 选题应有最基本的科学事实作依据。 (4)可行性 选题应充分考虑从事研究的主客观条件,研究方案切实可行。 4 关于数学论文文风 1 语言表达确切 从选词,造句,段落,篇章,标点符号都应正确无误。 2 语言表达清晰简洁 语句通顺,脉络清楚,行文流畅,语言简洁。 3 语言朴实 语言朴实无华是科技论文本色。对于科学问题阐述无须华丽词藻也不必夸张修饰。总之撰写论文应有感而写,有为而写,有目的而写。借鉴他人成果,博采众长,涉足实践,提炼新意,在你的论文中拿出你的真实感受,不简单重复别人的观点,这样的论文才可能发表,并为广大读者接受。
提高本科毕业生数学教育论文质量,首先在激发学生数学教育科研动机的基础上,发展数学教育的科研意识。论文的选题要有创新性、实践性、可行性,在论文写作的过程中培养学生的数学教育科研能力。本科生数学教育论文的标准应是再创性、整体性和规范性。 [关键词]数学教育本科生毕业论文科研意识 [作者简介]李静(1966-),男,河北张北人,廊坊师范学院数信学院数学系讲师,硕士,主要从事数学教育研究。(河北廊坊065000) [中图分类号]G477[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2008)06-0174-02 本科生毕业论文是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要环节。师范院校数学系本科生适应就业需要,选择数学教育专业毕业论文较多。毕业论文指导要以学生就业需要为动机,以提高学生的数学教育专业能力和创新意识为目标,以“模仿—反思—初步创新”模式为科研训练过程,合理安排毕业论文的各个环节。 一、明确毕业论文工作目的 间接性目的。随着数学教师专业化,数学教育理论已成为数学教师专业知识结构的主要成分之一。无论是师范毕业生的就业面试,还是在职的中学数学教师的培训提高,数学教育理论的掌握越来越重要。论文指导教师发挥就业需要这一外在的、间接的动力作用,促使学生认真学习有关系统的数学教育理论知识,为做好毕业论文打好扎实的基础。 直接性目的。因为在校本科生缺乏中学数学教学的经历和经验,对于数学教育理论的学习只能了解记忆,很难进入思考阶段,以这样的知识储备状态,毕业论文的创新性水平不会太高。学生掌握了一定的数学教育理论知识后,教师要指导学生走进中学数学课堂,熟悉教学的各个方面,并对照自己中学受教育的经历,思考现行的中学数学教学,哪怕是微小的触动,教师帮助其分析理论依据,诱导其深入思考教学实践,激发其对数学教育的真正兴趣,促进其较高水平地完成论文。 选择数学教育毕业论文的学生,在内外动机的作用下,通过理论知识的学习和中学数学实践的感悟,有针对性地对某个课题整理、总结,探讨解决数学教育中的一些问题,有助于学生高质量地对研究心得总结、反思、加工和表达。 二、培养数学教育的科研意识 本科生的数学教育科研意识是指对数学教育问题的感知和参与研究的自觉要求。良好的科研意识是研究型人才不断成长的基本要求,鼓励本科生不能只满足于将来当教书匠,应成为研究型的专业教师。培养本科生的数学教育科研意识不妨从以下几方面着手:通过数学教育理论重要性的教育,逐步培养学生用数学教育的观点观察、发现和分析问题的自觉要求;督促学生走进中学数学教学实践,培养学生善于思考、提炼和分析当前数学教育的有关问题,形成自觉的心理倾向;在论文准备期间,理论学习和实践感悟后,在指导教师的启发引导下,培养学生善于总结数学教学的经验,能够有意识地运用有关数学、哲学、教育学、心理学的观点分析这些感悟经验,努力把经验上升为理论知识①。 本科生要学习和容纳不同流派的学术观点,虚心向数学教育第一线的实际工作者请教,调查、分析数学教学实践问题。本科生的科研意识的发展,绝不是靠一时一事可以实现的,应该贯穿于整个本科教育过程。作为毕业论文的应急之需,可以在毕业论文开始时以任务书形式提出课题要求;也可以在论文准备过程中,专题性地介绍相关领域进展,评价相关专家的研究特点;指导教师带领自己的学生参加教育见习和教育实习等,让学生在教学实践中学会发现问题、分析问题、解决问题,从而自觉地形成数学教育的科研意识;也可以通过论文评述、中期筛选等机制促进本科生的相互学习。 三、选定毕业论文课题 打好学科基础,开阔选题视野。师范院校数学系全日制的本科生有关数学教育的课程有数学基础、教育学和心理学基础、数学教学论基础。在选题前,指导教师应要求学生认真复习数学教育自身专业课程并且适当地布置一些复习思考题,帮助学生充分地理解有关数学教育的理论知识,为他们发现课题开拓宽阔空间,教师也要注意帮助学生领会新课程的理念,促进未来的中学教师更好地全面实施新课程。 参加中学数学教学实践,获得选题灵感。实践是产生科研课题的土壤。让学生有机会到中学数学教育第一线去进行实践,在实践中了解中学教育现状,发现有关问题,取得选题灵感。经过本科阶段的学习后,学生的数学知识和修养达到了中学数学教师专业要求,但将理论形态知识转化成实践形态知识还需在教师的导引下逐渐地对中学数学教学活动感悟、理解和把握。学生参与中学数学教学活动的兴趣是浓厚的,都想体验当真正老师的感受。要想让学生体验到真正的实践形态的数学教育知识,指导教师无论在见习、试讲或实习中,一定要帮助学生在观察活动中发现问题,在理论讲解中分析问题,在感悟思考中解决问题。作为指导老师,保护、引导这种闪光的火花很重要,它是优秀课题的雏形。这种数学教育的科研训练,对学生今后的发展意义重大。 提出选题原则,掌握选题分寸。本科生论文的选题原则主要是:创新性、实践性、可行性。创新是科学研究的灵魂,创新的标尺应该适度。对待数学教育论文选题,教师帮助学生在充分理解数学教育理论形态和实践形态知识后,发现或提出值得注意的新问题、新观点、新途径、新方法。要求学生所选的课题尽量来自中学数学教与学的实际有关问题,这些问题对学生有一定的吸引力,这些问题的研究也有助于学生的就业面试和工作。现在本科生的数学教育论文存在的问题主要有:课题空泛求全,论述不够全面深入;堆砌空洞的理论,没有自己的思考见解;观点落后,有悖于当代教育新理念;主题不明确,缺乏论证材料;难以调动评价者的兴趣等。为了提高本科生的论文选题质量,从历届学生的选题中选出有代表性的课题,包括教师平时的选题,作为学习选题的鲜活材料,通过点评,逐步纠正错误的认识,从而正确掌握学习原则。 做好开题的准备工作。在引导学生学习选题的基础上,学生尝试根据个人实际情况选题。为了选好课题,学生需从模仿别人文章选题,逐步地过渡到自己的独立思考,要相互切磋,纵横向交流。当学生征求教师有关选题的意见时,教师不必急于表态,可以提出一些问题发散他们的思维,个人是否具备解决该问题的条件,对于该问题你估计能有多大把握,教师帮助学生提出问题,并促使其不断反思其选题的意义等。学生的个人经历、兴趣和爱好存在较大的差异,他们应该根据个人的兴趣特长选题,我们要尊重学生的个人选择,以便充分发挥他们的优势。当然,教师也要提醒他们思考各种不同选题的利弊,在选题方面,教师的意见只起参考作用。为了帮助学生全面思考他们的课题研究工作,我们请有代表性的上届毕业生为每一届的本科生介绍自己的选题体会,对应届毕业生具有一定的示范作用。对于所有本专业的本科生认真地召开开题报告会,指导教师们对每一个学生的开题报告提出宝贵意见。 四、提升论文写作中的科研能力 对论文的不同类型的认识。数学教育论文的种类是多样的,按照不同的标准可以划分为不同的类型。指导教师找出不同类型的范文,通过讲解让学生明确:按照创新程度划分,可分为创新性论文和移植性论文;按成果产生的方式,可分为实验研究论文和调查研究论文;按照撰写论文的思维方式,可分为思辨性论文和实证性论文;按照对已有成果的整理方式,可分为综合性论文和评论性论文②。但是各类论文之间,有时没有严格的界限,学会移植别人成果,移植中可能还有自己的再创新;实验研究性论文往往又与调查研究性论文相结合;思辨性的论文有时又带有实证;方法的多样性、相容性正是数学教育研究的特点之一。学生在不断地学习各种类型范文的写作要领时,渐渐地形成自己的写作风格。 ||| [摘要]提高本科毕业生数学教育论文质量,首先在激发学生数学教育科研动机的基础上,发展数学教育的科研意识。论文的选题要有创新性、实践性、可行性,在论文写作的过程中培养学生的数学教育科研能力。本科生数学教育论文的标准应是再创性、整体性和规范性。 [关键词]数学教育本科生毕业论文科研意识 [作者简介]李静(1966-),男,河北张北人,廊坊师范学院数信学院数学系讲师,硕士,主要从事数学教育研究。(河北廊坊065000) [中图分类号]G477[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2008)06-0174-02 本科生毕业论文是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要环节。师范院校数学系本科生适应就业需要,选择数学教育专业毕业论文较多。毕业论文指导要以学生就业需要为动机,以提高学生的数学教育专业能力和创新意识为目标,以“模仿—反思—初步创新”模式为科研训练过程,合理安排毕业论文的各个环节。 一、明确毕业论文工作目的 间接性目的。随着数学教师专业化,数学教育理论已成为数学教师专业知识结构的主要成分之一。无论是师范毕业生的就业面试,还是在职的中学数学教师的培训提高,数学教育理论的掌握越来越重要。论文指导教师发挥就业需要这一外在的、间接的动力作用,促使学生认真学习有关系统的数学教育理论知识,为做好毕业论文打好扎实的基础。 直接性目的。因为在校本科生缺乏中学数学教学的经历和经验,对于数学教育理论的学习只能了解记忆,很难进入思考阶段,以这样的知识储备状态,毕业论文的创新性水平不会太高。学生掌握了一定的数学教育理论知识后,教师要指导学生走进中学数学课堂,熟悉教学的各个方面,并对照自己中学受教育的经历,思考现行的中学数学教学,哪怕是微小的触动,教师帮助其分析理论依据,诱导其深入思考教学实践,激发其对数学教育的真正兴趣,促进其较高水平地完成论文。 选择数学教育毕业论文的学生,在内外动机的作用下,通过理论知识的学习和中学数学实践的感悟,有针对性地对某个课题整理、总结,探讨解决数学教育中的一些问题,有助于学生高质量地对研究心得总结、反思、加工和表达。 二、培养数学教育的科研意识 本科生的数学教育科研意识是指对数学教育问题的感知和参与研究的自觉要求。良好的科研意识是研究型人才不断成长的基本要求,鼓励本科生不能只满足于将来当教书匠,应成为研究型的专业教师。培养本科生的数学教育科研意识不妨从以下几方面着手:通过数学教育理论重要性的教育,逐步培养学生用数学教育的观点观察、发现和分析问题的自觉要求;督促学生走进中学数学教学实践,培养学生善于思考、提炼和分析当前数学教育的有关问题,形成自觉的心理倾向;在论文准备期间,理论学习和实践感悟后,在指导教师的启发引导下,培养学生善于总结数学教学的经验,能够有意识地运用有关数学、哲学、教育学、心理学的观点分析这些感悟经验,努力把经验上升为理论知识①。 本科生要学习和容纳不同流派的学术观点,虚心向数学教育第一线的实际工作者请教,调查、分析数学教学实践问题。本科生的科研意识的发展,绝不是靠一时一事可以实现的,应该贯穿于整个本科教育过程。作为毕业论文的应急之需,可以在毕业论文开始时以任务书形式提出课题要求;也可以在论文准备过程中,专题性地介绍相关领域进展,评价相关专家的研究特点;指导教师带领自己的学生参加教育见习和教育实习等,让学生在教学实践中学会发现问题、分析问题、解决问题,从而自觉地形成数学教育的科研意识;也可以通过论文评述、中期筛选等机制促进本科生的相互学习。 三、选定毕业论文课题 打好学科基础,开阔选题视野。师范院校数学系全日制的本科生有关数学教育的课程有数学基础、教育学和心理学基础、数学教学论基础。在选题前,指导教师应要求学生认真复习数学教育自身专业课程并且适当地布置一些复习思考题,帮助学生充分地理解有关数学教育的理论知识,为他们发现课题开拓宽阔空间,教师也要注意帮助学生领会新课程的理念,促进未来的中学教师更好地全面实施新课程。 参加中学数学教学实践,获得选题灵感。实践是产生科研课题的土壤。让学生有机会到中学数学教育第一线去进行实践,在实践中了解中学教育现状,发现有关问题,取得选题灵感。经过本科阶段的学习后,学生的数学知识和修养达到了中学数学教师专业要求,但将理论形态知识转化成实践形态知识还需在教师的导引下逐渐地对中学数学教学活动感悟、理解和把握。学生参与中学数学教学活动的兴趣是浓厚的,都想体验当真正老师的感受。要想让学生体验到真正的实践形态的数学教育知识,指导教师无论在见习、试讲或实习中,一定要帮助学生在观察活动中发现问题,在理论讲解中分析问题,在感悟思考中解决问题。作为指导老师,保护、引导这种闪光的火花很重要,它是优秀课题的雏形。这种数学教育的科研训练,对学生今后的发展意义重大。 提出选题原则,掌握选题分寸。本科生论文的选题原则主要是:创新性、实践性、可行性。创新是科学研究的灵魂,创新的标尺应该适度。对待数学教育论文选题,教师帮助学生在充分理解数学教育理论形态和实践形态知识后,发现或提出值得注意的新问题、新观点、新途径、新方法。要求学生所选的课题尽量来自中学数学教与学的实际有关问题,这些问题对学生有一定的吸引力,这些问题的研究也有助于学生的就业面试和工作。现在本科生的数学教育论文存在的问题主要有:课题空泛求全,论述不够全面深入;堆砌空洞的理论,没有自己的思考见解;观点落后,有悖于当代教育新理念;主题不明确,缺乏论证材料;难以调动评价者的兴趣等。为了提高本科生的论文选题质量,从历届学生的选题中选出有代表性的课题,包括教师平时的选题,作为学习选题的鲜活材料,通过点评,逐步纠正错误的认识,从而正确掌握学习原则。 做好开题的准备工作。在引导学生学习选题的基础上,学生尝试根据个人实际情况选题。为了选好课题,学生需从模仿别人文章选题,逐步地过渡到自己的独立思考,要相互切磋,纵横向交流。当学生征求教师有关选题的意见时,教师不必急于表态,可以提出一些问题发散他们的思维,个人是否具备解决该问题的条件,对于该问题你估计能有多大把握,教师帮助学生提出问题,并促使其不断反思其选题的意义等。学生的个人经历、兴趣和爱好存在较大的差异,他们应该根据个人的兴趣特长选题,我们要尊重学生的个人选择,以便充分发挥他们的优势。当然,教师也要提醒他们思考各种不同选题的利弊,在选题方面,教师的意见只起参考作用。为了帮助学生全面思考他们的课题研究工作,我们请有代表性的上届毕业生为每一届的本科生介绍自己的选题体会,对应届毕业生具有一定的示范作用。对于所有本专业的本科生认真地召开开题报告会,指导教师们对每一个学生的开题报告提出宝贵意见。 四、提升论文写作中的科研能力 对论文的不同类型的认识。数学教育论文的种类是多样的,按照不同的标准可以划分为不同的类型。指导教师找出不同类型的范文,通过讲解让学生明确:按照创新程度划分,可分为创新性论文和移植性论文;按成果产生的方式,可分为实验研究论文和调查研究论文;按照撰写论文的思维方式,可分为思辨性论文和实证性论文;按照对已有成果的整理方式,可分为综合性论文和评论性论文②。但是各类论文之间,有时没有严格的界限,学会移植别人成果,移植中可能还有自己的再创新;实验研究性论文往往又与调查研究性论文相结合;思辨性的论文有时又带有实证;方法的多样性、相容性正是数学教育研究的特点之一。学生在不断地学习各种类型范文的写作要领时,渐渐地形成自己的写作风格。 ||| 发挥师生的整体力量。指导教师的个人力量毕竟有限,指导工作难免考虑不周,往往存在某些局限性。每次学生的开题报告,教研室的全体教师都应参加,将开题报告的辩论过程变成相互学习与交流的过程,鼓励所有参加的学生发表自己的看法,开发学生的潜在能力。在撰写论文的过程中,学生要广泛地征求本教研室老师们的意见,这样有利于综合各方面的优势,也有利于对毕业论文进行更全面的评价认识。 提高中学数学教学活动的感悟力。我们安排本专业学生利用做论文的1/3的时间到中学参加教学实践,边教边学,了解中学情况,感悟数学教学的内在规律,学会寻找研究课题,做到教学、学习、科研和就业同步进行。例如,让学生了解中学数学教学常规要求的理论依据,了解中学教师利用非认知因素转化后进生的根据等,触动学生从理论到实践的深入思考。我们认为学生在数学教学实践活动中学习最有效。通过一系列的教学实践活动,他们走进了数学教育的前列,找到了科研的感觉,逐步掌握了科研的基本要领,培养了自己的数学教育初步科研能力,从而为学位论文的研究和写作打下了坚实的基础。 五、把握数学教育论文的评价 再创性标准。不同对象在不同情景中可能得到不同的创新水平:原创水平、再创新水平、部分再创性水平、少许新意水平。由于师范本科生的水平所限,还没有发现原创水平和再创新水平的论文,只有很少的学生达到部分再创新水平的标准(即对再创新成果进行移植、修改、补充、推广和评价),部分学生能达到少许新意水平的标准(即论文的内容、构思等局部方面有少许新见解、新体会、新加工)。多数学生的论文创新性水平不高,只在模仿的基础上,略有思考。对于创新要求应该适度,如果要求文章的整体内容立意新颖,或者要求文章的全部或主体部分是创新的成果,这个标准对于在校本科生来说是不现实的。我们以为把部分再创新水平作为共同努力的方向,而少许新意水平应作为学士生论文的一般要求,能够模仿别人、理解理论和有所感悟的水平应该作为学士生论文的最低要求。鼓励学生的论文尽量涉及数学教育的热点问题和重点问题。 整体性标准。首先,论文要紧扣主题展开,各个部分都应该为主题服务,形成一个和谐的整体结构,一些学生离开主题发表议论,论文不能达到学士学位的要求。其次,从整体上把握论文各部分的地位,主次分明,重点部分和关键部分必须予以较深阐述,次要部分就不必唆。最后,各部分之间过渡自然,应该相互配合得当,形成一个有机整体,如果部分间对立或矛盾,就犯了“自打嘴巴”的毛病。 规范性标准。教师指导学生修改完论文后,将论文成果表示成学术形态。摘要、关键词、参考文献等要符合学术论文的要求。语言要简洁、说理清楚、层次分明、符合逻辑。所展示的各类图表及数据要清晰、翔实、规范,能够正确运用统计方法说明某些结论。 本科生的数学教育毕业论文在创新水平和独立工作的程度上,在说明理论依据和阐述问题的深度上,有一定不可回避的局限性。从数学教育专家知识结构可以看出,数学教育研究除了具有精深的数学基础,要有扎实的数学教育理论形态知识,更需要丰富的数学教育实践形态知识,经过各种知识间的相互作用于研究课题,久而久之,形成了较强的本领域的科研本领③。本科生既缺乏系统的数学教育理论形态知识,又缺乏数学教育实践活动体验,提升学生这方面的科研能力,首先需要从方法上考虑学生的数学教育理论的系统学习,相应地在时间上保证学生有机会参与中学数学教学实践活动,做到两种学习活动相互促进。 (摘抄)
什么是数学?这是任何一个数学教育工作者都应认真思考的问题。只有对数学的本质特征有比较清晰的认识,才能在数学教育研究中把握正确的方向 1 数学,其英文是mathematics,这是一个复数名词,“数学曾经是四门学科:算术、几何、天文学和音乐,处于一种比语法、修辞和辩证法这三门学科更高的地位。”自古以来,多数人把数学看成是一种知识体系,是经过严密的逻辑推理而形成的系统化的理论知识总和,它既反映了人们对“现实世界的空间形式和数量关系”的认识,又反映了人们对“可能的量的关系和形式”的认识。数学既可以来自现实世界的直接抽象,也可以来自人类思维的能动创造。 2从人类社会的发展史看,人们对数学本质特征的认识在不断变化和深化。“数学的根源在于普通的常识,最显著的例子是非负整数。"欧几里德的算术来源于普通常识中的非负整数,而且直到19世纪中叶,对于数的科学探索还停留在普通的常识,”另一个例子是几何中的相似性,“在个体发展中几何学甚至先于算术”,其“最早的征兆之一是相似性的知识,”相似性知识被发现得如此之早,“就象是大生的。”因此,19世纪以前,人们普遍认为数学是一门自然科学、经验科学,因为那时的数学与现实之间的联系非常密切,随着数学研究的不断深入,从19世纪中叶以后,数学是一门演绎科学的观点逐渐占据主导地位,这种观点在布尔巴基学派的研究中得到发展,他们认为数学是研究结构的科学,一切数学都建立在代数结构、序结构和拓扑结构这三种母结构之上。与这种观点相对应,从古希腊的柏拉图开始,许多人认为数学是研究模式的学问,数学家怀特海(A N Whiiehead,186----1947)在《数学与善》中说,“数学的本质特征就是:在从模式化的个体作抽象的过程中对模式进行研究,”数学对于理解模式和分析模式之间的关系,是最强有力的技术。”1931年,歌德尔(K,G0de1,1978)不完全性定理的证明,宣告了公理化逻辑演绎系统中存在的缺憾,这样,人们又想到了数学是经验科学的观点,著名数学家冯•诺伊曼就认为,数学兼有演绎科学和经验科学两种特性。 3对于上述关于数学本质特征的看法,我们应当以历史的眼光来分析,实际上,对数本质特征的认识是随数学的发展而发展的。由于数学源于分配物品、计算时间、丈量土地和容积等实践,因而这时的数学对象(作为抽象思维的产物)与客观实在是非常接近的,人们能够很容易地找到数学概念的现实原型,这样,人们自然地认为数学是一种经验科学;随着数学研究的深入,非欧几何、抽象代数和集合论等的产生,特别是现代数学向抽象、多元、高维发展,人们的注意力集中在这些抽象对象上,数学与现实之间的距离越来越远,而且数学证明(作为一种演绎推理)在数学研究中占据了重要地位,因此,出现了认为数学是人类思维的自由创造物,是研究量的关系的科学,是研究抽象结构的理论,是关于模式的学问,等等观点。这些认识,既反映了人们对数学理解的深化,也是人们从不同侧面对数学进行认识的结果。正如有人所说的,“恩格斯的关于数学是研究现实世界的数量关系和空间形式的提法与布尔巴基的结构观点是不矛盾的,前者反映了数学的来源,后者反映了现代数学的水平,现代数学是一座由一系列抽象结构建成的大厦。”而关于数学是研究模式的学问的说法,则是从数学的抽象过程和抽象水平的角度对数学本质特征的阐释,另外,从思想根源上来看,人们之所以把数学看成是演绎科学、研究结构的科学,是基于人类对数学推理的必然性、准确性的那种与生俱来的信念,是对人类自身理性的能力、根源和力量的信心的集中体现,因此人们认为,发展数学理论的这套方法,即从不证自明的公理出发进行演绎推理,是绝对可靠的,也即如果公理是真的,那么由它演绎出来的结论也一定是真的,通过应用这些看起来清晰、正确、完美的逻辑,数学家们得出的结论显然是毋庸置疑的、无可辩驳的。 4事实上,上述对数学本质特征的认识是从数学的来源、存在方式、抽象水平等方面进行的,并且主要是从数学研究的结果来看数学的本质特征的。显然,结果(作为一种理论的演绎体系)并不能反映数学的全貌,组成数学整体的另一个非常重要的方面是数学研究的过程,而且从总体上来说,数学是一个动态的过程,是一个“思维的实验过程”,是数学真理的抽象概括过程。逻辑演绎体系则是这个过程的一种自然结果。在数学研究的过程中,数学对象的丰富、生动且富于变化的一面才得以充分展示。波利亚(G Poliva,1888一1985)认为,“数学有两个侧面,它是欧几里德式的严谨科学,但也是别的什么东西。由欧几里德方法提出来的数学看来象是一门系统的演绎科学,但在创造过程中的数学看来却像是一门实验性的归纳科学。”弗赖登塔尔说,“数学是一种相当特殊的活动,这种观点“是区别于数学作为印在书上和铭,记在脑子里的东西。”他认为,数学家或者数学教科书喜欢把数学表示成“一种组织得很好的状态,”也即“数学的形式”是数学家将数学(活动)内容经过自己的组织(活动)而形成的;但对大多数人来说,他们是把数学当成一种工具,他们不能没有数学是因为他们需要应用数学,这就是,对于大众来说,是要通过数学的形式来学习数学的内容,从而学会相应的(应用数学的)活动。这大概就是弗赖登塔尔所说的“数学是在内容和形式的互相影响之中的一种发现和组织的活动”的含义。菲茨拜因(Efraim Fischbein)说,“数学家的理想是要获得严谨的、条理清楚的、具有逻辑结构的知识实体,这一事实并不排除必须将数学看成是个创造性过程:数学本质上是人类活动,数学是由人类发明的,”数学活动由形式的、算法的与直觉的等三个基本成分之间的相互作用构成。库朗和罗宾逊(Courani Robbins)也说,“数学是人类意志的表达,反映积极的意愿、深思熟虑的推理,以及精美而完善的愿望,它的基本要素是逻辑与直觉、分析与构造、一般性与个别性。虽然不同的传统可能强调不同的侧面,但只有这些对立势力的相互作用,以及为它们的综合所作的奋斗,才构成数学科学的生命、效用与高度的价值。” 5另外,对数学还有一些更加广义的理解。如,有人认为,“数学是一种文化体系”,“数学是一种语言”,数学活动是社会性的,它是在人类文明发展的历史进程中,人类认识自然、适应和改造自然、完善自我与社会的一种高度智慧的结晶。数学对人类的思维方式产生了关键性的影响.也有人认为,数学是一门艺术,“和把数学看作一门学科相比,我几乎更喜欢把它看作一门艺术,因为数学家在理性世界指导下(虽然不是控制下)所表现出的经久的创造性活动,具有和艺术家的,例如画家的活动相似之处,这是真实的而并非臆造的。数学家的严格的演绎推理在这里可以比作专门注技巧。就像一个人若不具备一定量的技能就不能成为画家一样,不具备一定水平的精确推理能力就不能成为数学家,这些品质是最基本的,……,它与其它一些要微妙得多的品质共同构成一个优秀的艺术家或优秀的数学家的素质,其中最主要的一条在两种情况下都是想象力。”“数学是推理的音乐,”而“音乐是形象的数学”.这是从数学研究的过程和数学家应具备的品质来论述数学的本质,还有人把数学看成是一种对待事物的基本态度和方法,一种精神和观念,即数学精神、数学观念和态度。尼斯(Mogens Niss)等在《社会中的数学》一文中认为,数学是一门学科,“在认识论的意义上它是一门科学,目标是要建立、描述和理解某些领域中的对象、现象、关系和机制等。如果这个领域是由我们通常认为的数学实体所构成的,数学就扮演着纯粹科学的角色。在这种情况下,数学以内在的自我发展和自我理解为目标,独立于外部世界,…,另一方面,如果所考虑的领域存在于数学之外,…,数学就起着用科学的作用…•,数学的这两个侧面之间的差异并非数学内容本身的问题,而是人们所关注的焦点不同。无论是纯粹的还是应用的,作为科学的数学有助于产生知识和洞察力。数学也是一个工具、产品以及过程构成的系统,它有助于我们作出与掌握数学以外的实践领域有关的决定和行动…•,数学是美学的一个领域,能为许多醉心其中的人们提供对美感、愉悦和激动的体验…•,作为一门学科,数学的传播和发展都要求它能被新一代的人们所掌握。数学的学习不会同时而自动地进行,需要靠人来传授,所以,数学也是我们社会的教育体系中的一个教学科目.” 从上所述可以看出,人们是从数学内部(又从数学的内容、表现形式及研究过程等几个角度)。数学与社会的关系、数学与其它学科的关系、数学与人的发展的关系等几个方面来讨论数学的性质的。它们都从一个侧面反映了数学的本质特征,为我们全面认识数学的性质提供 不少同学对数学总这有一点畏惧感,对数学好的人有一种敬佩感。自己对数学总有一点信心不足,拿到一个新课本,一翻,十分庆幸,好在数学公式不多,如果拿到一本书,中间数学推导公式多,就十分沮丧,甚至想回避。 大家都不是搞数学专业的,为什么非要讲一讲对数学的再认识、反复强调要学好数学?如何提高数学素养呢?我想,作为一个现代大学生,数学是回避不了的。华罗庚在五十年代就说过:“宇宙之大、粒子之微、光箭之速、生物之迷、日用之繁,无处不用数学”。到了今天这个信息时代,可以说每一项高新技术的背后都有着极其抽象的数学,高新技术本质上就是数学技术。我们想有所作为,要想取得突出的成就,必要的数学知识,较好的数学素养,较高的数学思维是必须的,请注意我这里用了三个不同的定语,要求是逐步升高的。而且你们已不再是中学生,不是爸爸妈妈要送你读书了,你们已进入人生悟性期,自觉的理解意识正在升起,有的同学甚至对科研、创造、创新已跃跃欲试了,这很好。从课堂和书本里学来的只能是知识,是外来信息,人们最终需要开发和建立的是自己的意识和悟性,当然知识也可以促进意识和悟性的迅速提高。在这个人生的春天季节里,我来和你们一起对数学整体性地温习一次,鸟瞰一次,相信对你们是大有好处的。 一、 从数学与其它学科的关系来看数学 就从数学的外部来论说这个问题。 1、 数学是一种语言,是一种科学的共同语言,若没有数学语言,宇宙就是不可描述的,因而也就是永远是无法理解的。任何一门科学只有使用了数学,才成其为一门科学,否则就是不完善与不成熟的。社会在进步,它的数学化程度也正在不断提高,数学语言已成为人类社会中交流和贮存信息的重要手段,宇宙和人类社会就是用数学语言写成的一本大书。 2、 培根(Bacon)说:“数学是打开科学大门的钥匙”。忽视数学必将伤害所有的知识,因为忽视数学的人是无法了解任何其他科学乃至世界上任何其他事物的。几千年来,凡是有意义的科学理论与实践成就,无一例外地借助于数学的力量。例如,没有微积分就谈不上力学和现代科学技术,没有麦克斯威尔方程就没有电波理论,伦琴因发现X射线于1901成为诺贝尔的第一位获奖人,记者问他需要什么时,他回答:“第一是数学,第二是数学,第三还是数学。” 3、 数学是一种工具,一种思维的工具。自然哲学认为:任何事物都是量和质的统一体,数学就是研究量的科学,它不断地发现、总结和积累了很多人类对量的方面的规律,这些都是人们认识世界的有力工具。这里举两个例子:一个是自然科学的,一个是社会科学的。我们企图找到一个不经手术就可以准确确定人体内的器官位置、密度和三维形状的方法,可惜借助X射线只能绘出二维信息图。这个问题难倒了工程师很多年,后来遇到数学家的工作,即Radon变换,考尔麦克(Cormack)把X射线从许多不同角度照射人体,再运用计算机进行数学变换,导致CT数据透视仪的诞生,获得了1979年的诺贝尔医学奖。现在这一方法进一步推广到核磁共振领域,使图像分辨率更高。从本质上说,这两项技术只不过是,先大量测量一维的物理量,再用数学技巧来重构三维图像而已。 4、 数学是一门艺术,一门创造性艺术。美是艺术的一种追求,美也是数学中一种公认的评价标准。数学的美体现在和谐性、对称性、简洁性,这三性上。数学家不断地追求美好的新概念、新方法、新结论,因此数学是创造性艺术。人们掌握了数学,可以陶冶人的美感,培养理性的审美能力,一个人数学造诣越深,越是拥有一种直觉力,这种直觉力实际就是理性的洞察力、由美感驱动的选择力,最终成为创造美好新世界的驱动力。 这里突出地谈一谈简洁性。A、数学问题提得简洁。这是因为数学突出了本质的因素,必然是简洁的。例如尺规作图三分角问题。 B、数学语言是精炼的。例如欧拉公式:eix =cosx+isinx.把实数域中看不出有任何联系的指数函数和三角函数在复数域中巧妙地联系在一起。其特例:eiπ+1=0 把0、1、i、e、π五个重要常数简单而巧妙的结合在一起,太神奇了。又如,爱因斯坦把茫茫宇宙中的质能关系,用E=MC2 简单地表达出来,简单得令人拍案叫绝。 C、数学概念是简洁的。数学概念的内涵历经沧桑,千锤百炼,每一次变化都使概念更加清晰和更具一般性。例如函数概念:1673年,莱布尼兹定义:函数就象曲线上的点的坐标那样随点的变化而变动。1821年,柯西定义:对于X的每个值,如果Y有完全确定的值与之对应,则Y叫做X的函数。近代定义:设有A、B是非空的集合,F是A到B的一个对应法则,则A到B的F映射:A→B称为A到B上的函数。一步一步更简洁、更具一般性。 D、数学证明是简洁的。数学的目的就是尽可能用简单而基本的词汇尽可能地解释世界。因此,如果我们积累的经验要一代一代传下去的话,就必须不断地努力把它们加以简化和统一。 二、 从数学自身的研究对象来看数学 就是从数学内部来看数学。 恩格斯说:数学是现实世界中的空间形式与数量关系。数学就是研究数量、形状和他们之间关系的科学,这是数学的三大领域。当前数学还在发展,目前已经发展成为包括一百多个分枝的庞大系统。数学已经不是原来人们头脑中仅仅是数和形,仅仅是陈景润的概念了。随着计算机的发明和技术迅速提高,数学学科也进入了新的黄金时代。数学包括三个方面,模式、结构和模拟现实世界。它不光是理论,也是能力,是文化,是素质。 1、 数学发生图数学可分为五大学科:纯粹(基础)数学、应用数学、计算数学、运筹与控制、概率论与数理统计。 应用数学则以以上数学为综合理论基础,可分为:价值数学、运筹学、数理统计学、系统科学、决策论等。目前又发展出混沌、小波变换、分形几何等。 2、 算术 人类逐步有了数的概念,由自然数开始。由于人有十个手指,所以多数民族建立了十进位制的自然数表示方法。二十个一组的太多太大,不能一目了然,还要用上脚趾,五个一组又太少,使组数太多,十个一组是比较会让人喜爱的折衷方法。有古巴比仑记数法、希腊记数法、罗马记数法、中国记数法,发展进步了5000年后,印度人第一次发明了零,零加自然数称为为整数,传入伊斯兰世界形成目前通用的阿拉伯数字。计算机的出现又需要二进位制,就是近几十年的事了。 算术运算起步只需要有加法的概念,乘是多次加的简化运算,减是加的逆运算,除是乘的逆运算,这就是四则运算。除法很快导致了分数的出现,以十、百等为分母的除法,简化表达就是小数和循环小数。不是拥有钱而是欠人的钱如何表示,这就出现了负数,以上这些数放在一起,就是有理数,可以表示在一个数轴上。 人们曾经很长时间以为数轴上的数都是有理数,后来有人发现,正方形的边是1,它的对角线长度就无法用有理数表示,用园规在数轴上找到那个对应点就是无理数的点,这是第一次数学危机。1761年德国物理学家和数学家兰伯卢格严格证明了π也是一个无理数,这样把无理数包入之后,有理数与无理数统称为实数,数轴也称之为实数轴。后来人们发现,如果在实数轴上随机的抽取,得到有理数的概率几乎是零,得到无理数的概率几乎是1,无理数比有理数多得多。为什么会如此,因为我们生活的这个客观世界,本来就是无理的多过有理的。 为了解决负数的开平方是什么,16世纪出了虚数i,虚轴与实轴垂直交叉形成一个复平面,数也发展成为由虚部和实部组成的复数。数的概念会不会继续发展,我们试目以待。 3、代数 对实数的运算进入代数学阶段,有“加、减、乘、除、乘方、开方、指数、对数”八则,用符号代表数,列出方程,求解方程成了比算术更有力的武器。这个时期称为初等数学,从5世纪一直到17世纪,大约持续了一千多年。初等数学是常数的数学。对一组数群体性质的研究就导致线性代数。 4、几何 以上是研究数的,在研究形方面也平行的发展着,古希腊的欧几里得用公理化的方法,构建了几何学是最辉煌的成就。二千多年前的平面几何成就已经与目前中学几何教科书几乎一样了。他们还了解了众多曲线的性质,在计算复杂图形的面积时,接近了高等数学。还初步了解到三角函数的值。在几何学方面,后来进一步发展出非欧几何,包括罗巴切夫几何、黎曼几何、图论和拓扑学等分支。 直到17世纪,笛卡尔的工作终于把平行发展的代数与几何联系起来,除建立了平面坐标系之外,还完善了目前通行的符号运算系统。 5、变量数学 变化着的量以及它们间的依赖关系,产生了变量与函数的概念,研究函数的领域叫数学分析,其主要内容是微积分,牛顿由物理力学推动了微积分的产生,莱布尼兹从数学中求曲线多边形的面积出发推动了微积分的发现,两人的工作殊途同归,目前的微积分符号的记法,都是莱布尼兹最先采用的。他们都运用了极限的概念和无穷小的分析方法。 有了微积分,一系列分支出现了,如级数理论、微分方程、偏微分方程、微分几何等等。级数是无穷项数列的求和问题,微分方程是另一类方程,它们的解不是数而是函数,多元的情况下就出现了偏微分概念和偏微分方程。微分几何是关于曲线和曲面的一般理论,将实数分析的方法推广到复数域中就产生了复变函数论。 6、概率论和数理统计 前面涉及的数量,无论是常量还是变量都是确定的量,但自然界中存在大量的随机现象,其中存在很多不确定的、不可预测的量、是具有偶然性的量,这就由赌博中产生了概率论及其统计学等相关分枝。 7、模糊数学 前面涉及的数量,无论是常量还是变量都是“准确”的量,但自然界中存在大量的不准确现象,人为地准确化只能使我们对客观世界的描述变得不准确。“乏晰数学”Fuzzy就是以这种思想观点和方法研究问题的数学。 三、什么是数学素养 数学素养属于认识论和方法论的综合性思维形式,它具有概念化、抽象化、模式化的认识特征。具有数学素养的人善于把数学中的概念结论和处理方法推广应用于认识一切客观事物,具有这样的哲学高度和认识特征。具体说,一个具有“数学素养”的人在他的认识世界和改造世界的活动中,常常表现出以下特点: 1、 在讨论问题时,习惯于强调定义(界定概念),强调问题存在的条件; 2、 在观察问题时,习惯于抓住其中的(函数)关系,在微观(局部)认识基础上进一步做出多因素的全局性(全空间)考虑; 3、 在认识问题时,习惯于将已有的严格的数学概念如对偶、相关、随机、泛涵、非线性、周期性、混沌等等概念广义化,用于认识现实中的问题。比如可以看出价格是商品的对偶,效益是公司的泛涵等等。 更通俗地说,数学素养就是数学家的一种职业习惯,“三句话不离本行”,我们希望把我们的专业搞得更好,更精密更严格,有些这种优秀的职业习惯当然是好事。人的所有修养,有意识的修养比无意识地、仅凭自然增长地修养来得快得多。只要有这样强烈的要求、愿望和意识,坚持下去人人都可以形成较高的数学素养。 一位名家说:真正的数学家应能把他的东西讲给任何人听得懂。因为任何数学形式再复杂,总有它简单的思想实质,因而掌握这种数学思想总是容易的,这一点在大家学习数学时一定要明确。在现代科学中数学能力、数学思维十分重要,这种能力不是表现在死记硬背,不光表现在计算能力,在计算机时代特别表现在建模能力,建模能力的基础就是数学素养。思想比公式更重要,建模比计算更重要。学数学,用数学,对它始终有兴趣,是培养数学素养的好条件、好方法、好场所。希望同学们消除对数学的畏惧感,培养对数学的兴趣,增进学好数学的信心,了解更多的现代数学的概念和思想、提高数学悟性和数学意识、培养数学思维的习惯。 请注意,我们往往只注意到数学的思想方法中严格推理的一面,它属于“演绎”的范畴,其实,数学修养中也有对偶的一面――“归纳”,称之为“合情推理”或“常识推理”,它要求我们培养和运用灵活、猜想和活跃的思维习惯。 下面举一个例子,看看数学素养在其中如何发挥作用。18世纪德国哥德堡有一条河,河中有两个岛,两岸于两岛间架有七座桥。问题是:一个人怎样走才可以不重复的走遍七座桥而回到原地。
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从算法教学管窥中国古代数学史俞 昕( 浙江湖州市第二中学 313000) 关于算法的涵义, 人们有着不同的界定 普通高中数学课程标准( 实验) 在学生算法目标达成度上,重在算法思想的理解与应用,界定现代算法的意义就是解决某一类问题的办法 确切地说,就是对于某一类特定的问题,算法给出了解决问题的一系列(有穷) 操作, 即每一操作都有它的确定性的意义( 使计算机能够按照它的指令工作) ,并在有限时间( 有穷步骤)内计算出结果普通高中数学课程标准( 实验) 对! 算法部分∀进行说明时,突出强调! 需要特别指出的是, 中国古代数学中蕴涵了丰富的算法思想∀ 吴文俊先生曾经说过! 我们崇拜中国传统数学,决非泥古迷古、 为古而古 复古是没有出路的 我们的目的不仅是要显示中国古算的真实面貌, 也不仅是为了破除对西算的盲从,端正对中算的认识,我们主要的也是真正的目的, 是在于古为今用 ∀算法教学中蕴涵着丰富的数学史教育价值, 作为新时代的高中数学教师是有必要了解这一点的1 中国古代数学的特点古代数学思想分为两大体系, 一个是以欧几里得的几何原本 为代表的西方数学思想体系,这个体系以公理化的思想、 抽象化的方法、 封闭的演绎体系为特色 另一个则是以我国的九章算术 为代表的东方数学思想体系,这个体系以算法化的思想、 构造性的方法、 开放的归纳体系为特色我国传统数学在从问题出发,以解决问题为主旨的发展过程中, 建立了以构造性与机械化为其特色的算法体系, 这与西方数学以欧几里得几何原本 为代表的所谓公理化演绎体系正好遥遥相对中国古代数学中的! 术∀相当于现代数学术语中的! 公式∀,两者虽有相同点(都可以用来解决一类有关问题) , 其差异也非常之大 主要表现在,! 公式∀只提供了几个有关的量之间的关系, 指明通过哪些运算可由已知量求出未知量,但并没有列出具体的运算程序,一般地,认为这种程序是已知的了 但! 术∀则由怎样运算的详细程序构成的,可以说它是为完成公式所指出的各种运算的具体程序,即把! 公式∀展开为使用某种计算工具的具体操作步骤 从这点看, ! 术∀正是现代意义上的算法, 是用一套! 程序语言∀所描写的程序化算法,可以照搬到现代计算机上去 我国古代数学包括了今天初等数学中的算术、 代数、 集合和三角等多方面的内容由于受实用价值观的影响, 中国传统数学的研究遵循着一种算法化思想,这种思想从九章算术 开始一直是中国古代数学著作大都沿袭的模式:实际问题# # # 归类# # # 筹式模型化# # # 程序化算法即将社会生产生活中的问题,先编成应用问题,按问题性质分类, 然后概括地近似地表述出一种数学模型, 借助于算筹, 得到这一类问题的一般解法 把算法综合起来, 得到一般原理, 分别隶属于各章,人们按照书中的方法、 原理和实例来解决各种实际问题 可以说,中国传统数学以确定算法为基本内容,又以创造和改进算法为其发展的方向受九章算术 的影响,在之后的几个世纪,一些数学家的著作都以算法为主要特点,包括王孝通的辑古算经 、 贾宪的黄帝九章算法细草 、 刘益的议古根源 、 秦九韶的数书九章 、 李冶的测圆海镜 和益古演段 、 杨辉的详解九章算法 、 日用算法 和杨辉算法 , 这些著作中包括了增乘开方术、 贾宪三角、 高次方程数值解法、 内插法、 一次同余式组解法等一些著名的算法,进一步发展了中国古代数学算法化的特点,使得算法的特点得到了进一步的强化和发展1 1 中国古代数学的算法化思想算法化的思想是中国古代数学的重要特点,并贯穿于中国古算整个发展过程之中即使是与24 数学通报 2010 年 第49 卷 第2 期图形有关的几何问题也不例外,中算家们将几何方法与算法有机地结合起来,实现了几何问题的算法化这样,从问题出发建立程序化的算法一直是古代中国数学研究的传统,也是中算家们努力的方向这种算法化的思想着重构造实践,更强调! 经验∀、 ! 发现∀和构造性思维方式下从无到有的发明,对今天的算法教学与研究具有重要的启迪作用中国古代数学算法化的思想具体表现如下:第一步,把实际中提出的各种问题转化为数学模型;第二步,把各种数学模型转化为代数方程; 第三步,把代数方程转化为一种程序化的算法; 第四步,设计( 并逐步改进)、 归纳、 推导(寓推理于算法之中)出各种算法; 第五步,通过计算回溯逐步达到解决原来的问题1 2 中国古代数学的构造性方法所谓构造性方法是解决数学问题的一种方法,是创造性思维方式直接作用的结果按照现代直觉主义者,特别是构造主义者的观点,对于一个数学对象,只有当它可以通过有限次的操作而获得,并且在每步操作之后都能有效地确定下一步所需要采取的操作, 才能说它是存在的按照这种思维方式,可以使概念和方法按固定的方式在有限步骤内进行定义或得以实施,或给出一个行之有效的过程使之在有限步骤内将结果确定地构造出来换言之,就是能用有限的手段刻画数学对象并针对问题提出具体的解法中国古代数学的算法化思想与构造性的方法紧密相连由于古代中算家所关心的大多是较为实用的问题,他们在解决问题时首先考虑是如何得到可以直接应用的、 可以方便操作的解,而不会满足于仅仅知道解在理论上的存在性 因为这种纯粹的理论解对于受实用价值观影响的中算家来说是没有多大意义的从而我们推断,构造性方法的产生是算法化思想直接作用的结果从我国许多经典算书中可以发现, 数学构造性方法在算法中有许多精彩的体现 例如就! 方程∀的筹算图阵及其程序设计而言,首先, ! 群物总杂,各列有数,总言其实∀,这是对每行中未知数的系数和常数项的安排,其次, ! 令每行为率,二物者再程,三物者三程,皆如物数程之∀,这是对诸行关系的安排, ! 并列为行∀又说明了什么叫! 方程∀ 这为中国古代数学的构造性方法提供了一个具有说服力的样板由于构造性的方法特别强调运算的可操作程度, 所以构造出的! 术∀可以通过一系列有限的运算求出解来, 具有一般性时至今日我国古算家所设计的许多算法几乎都可以整套照搬到现代的电子计算机上实现这也是我国古算在算法上长期居于领先地位的一个重要原因2 中国古代数学中的优秀算法案例 1 中国古代的代数学代数学是中国传统数学中一个值得骄傲和自豪的领域中小学数学中的算术、 代数内容, 从记数以至解联立的线性方程组, 实质上都是中国古代数学家的发明创造结合新课程的算法教学,笔者选取我国古代著名算法进行分析 1 求最大公约数的算法(更相减损术)中国古代数学中,未曾出现素数、 因数分解等概念,但是发明了求两整数的最大公约数的方法# # # 更相减损术: ! 可半者半之,不可半者,副置分母子之数, 以少减多, 更相减损,求其等也以等数约之 ∀事实上此术中包含了三个步骤:第一步, ! 可半者半之∀, 即进行观察, 若分子、分母都是偶数,可先取其半;第二步, ! 不可半者, 副置分母、 子之数, 以少减多,更相减损,求其等也∀;第三步, ! 以等数约之∀其中第二步! 以少减多, 更相减损∀是关键,又是典型的机械化程序在中国古代数学中, 将最大公约数称作! 等∀由于! 更相减损∀过程终可以在有限步骤内实现, 所以它是一种构造性的方法若用现代语言翻译即为:第一步,任意给定两个正整数, 判断它们是否都是偶数 若是,用2 约减,若不是, 执行第二步 第二步, 以较大的数减去较小的数, 接着把所得的差与较小的数比较, 并以大数减小数继续这个操作, 直到所得的数相等为止, 则这个数( 等数)或这个数与约简的数的乘积就是所求的最大公约数下面运用 QBA SIC 语言来编写相应的程序( 见程序1) 25 2010 年 第49 卷 第2 期 数学通报程序 1INPUT! m, n= ∀ ; m, nIF m< n T HEN a= m m= n n= aEND IFk= 0WHILE m MOD 2= 0 AND n MOD2= 0 m= m/ 2 n= n/ 2 k= k+ 1WENDd= m- nWHILE d< > n IF d> n TH EN m= d ELSE m= n n= d END IF d = m- nWENDd= 2 ∃ k * dPRINT dEND程序 2INPUT A, BWHILE A < > B IF A> B T H EN A = A- B ELSE B= B - A END IFWENDPRINT BEND程序 3INPUT ! M, N (M> N )∀ ; M, NDOR= M- N IF R> N TH EN M= R ELSE M= N N= R END IFLOOP UNTIL R= 0PRINT MEND程序 4INPUT ! n= ∀ ; nINPUT! an= ∀; aINPUT! x= ∀ ; xv= ai= n- 1WH ILE i> = 0 PRINT ! i= ∀; i INPUT! ai= ∀ ; a v= v * x+ a i= i- 1WENDPRINT vEND程序 2和 3 是两个简化的参考程序, 是从不同的角度来实现更相减损的过程! 更相减损术∀提供了一种求两数最大公约数的算法, 这是九章算术 的一个重要成就, 与古希腊欧几里得的几何原本 中用来求最大公约数的! 欧几里得算法∀, 即辗转相除法, 有异曲同工之妙 欧几里得在几何原本 中针对这个问题引入了许多概念, 给出了冗长的逻辑证明 尽管如此,他还是暗用了一条未加说明的公理, 即如果 a, b都被c 整除, 则a- mb也能被c 整除中国古算采用的! 更相减损∀方法,实际上也暗用了一条未加说明的公理, 即若 a- b 可以被c 整除,则 a, b 都能被c 整除 正如刘徽在九章算术注 中! 其所以相减者, 皆等数之重叠∀ 从形式上看! 更相减损术∀比! 辗转相除法∀更复杂, 循环次数要比辗转相除法多, 但对于计算机来说, 作乘除运算要比作加减运算慢得多, 因此更相减损术在计算机上更为好用26 数学通报 2010 年 第49 卷 第2 期 2 求一元 n 次多项式值的算法(秦九韶算法)秦九韶,南宋著名数学家,其学术思想充分体现在数书九章 这一光辉名著中,该著作不仅继承了九章算术 的传统模式, 对中算的固有特点发扬光大,而且完全符合宋元社会的历史背景, 是中世纪世界数学史上的光辉篇章 书中记载了! 正负开方术∀、 ! 大衍求一术∀等著名算法在数书九章 卷五第 17 个问题以! 尖田求积∀为例的算法程序中,可以看出秦九韶对于求一元n 次多项式f ( x ) = anxn+ an- 1 xn- 1+ %+ a1x+ a0 的值所提出的算法秦九韶算法的特点在于通过反复计算n 个一次多项式,逐步得到原多项式的值 在欧洲, 英国数学家霍纳( Horner ) 在1819 年才创造了类似的方法, 比秦九韶晚了572年秦九韶算法把求f ( x ) = anxn+ an- 1 xn- 1+ %+ a1x + a0 的 值 转 化 为 求 递 推 公 式v0= anvk= vk- 1x+ an- k k= 1, 2, %, n中 v n 的值 通过这种转化, 把运算的次数由至多( 1+ n) n2次乘法运算和n 次加法运算,减少为至多 n 次乘法运算和n 次加法运算,大大提高了运算效率这种算法的QBASIC 语言程序如程序 4 所示算法步骤是如下的五步: 第一步, 输入多项式次数 n、 最高次项的系数an 和x 的值;第二步,将 v 的值初始化为a v ,将i 的值初始化为n- 1; 第三步, 输入 i次项的系数ai ;第四步, v= v x+ ai , i= i- 1; 第五步,判断i 是否大于或等于 0, 若是, 则返回第三步,否则输出多项式的值v 2 中国古代的几何学中国古代的几何学从田亩丈量等生产生活中的一些实际问题中产生, 并为生产生活服务 基于传统实用价值观的影响, 中国古代的几何学并没有发展成为像欧氏几何那样严密的公理化演绎体系,所以中国古代几何学在整个数学史上的地位并不突出,但在许多几何问题的处理上也突出了算法化这一特色 下面以! 割圆术∀为例作简要分析中国古代数学家刘徽创立! 割圆术∀来求圆的面积及其相关问题 刘徽! 瓤而裁之∀,即对与圆周合体的正多边形进行无穷小分割,分成无穷多个以正多边形每边为底、 圆心为顶点的小等腰三角形, 这无穷多个小三角形的面积之和就是圆的面积 这样通过对直线形的无穷小分割, 然后求其极限状态的和的方式证明了圆的面积公式刘徽的算法! 割之弥细,所失弥少,割之又割, 以至于不可割, 则与圆合体而无所失矣∀体现出程序化的过程, 可以看出圆内接正多边形逐渐逼近圆的变化趋势,并且刘徽依此开创了求圆周率精确近似值的方法, 将这种极限思想用于近似计算其中包含有迭代过程和子程序,是一种典型的循环算法,充分体现了程序化的特点中算家的几何学,并不追求逻辑论证的完美,而是着重于实际计算问题的解决, ! 析理以辞, 解体用图∀, 以建立解决问题的一般方法和一般原则 但另一方面,这种几何学又是以面积、 体积、 勾股相似等为基本概念,以长方形面积算法、 长方形体积算法、 相似勾股形的性质为出发点的, 整个几何理论建立在! 出入相补原理∀等基本原理之上例如,由勾股定理自然地引起平方根的计算问题,而求平方根和立方根的方法, 其步骤就是以出入相补原理为几何背景逐步索骥而得这方面内容的介绍, 不仅可以丰富学生的算法知识,而且可以通过揭示蕴藏其中的数学背景和文化内涵, 激发学生学习算法的兴趣,体会算法在人类发展史中的作用3 中国古代数学算法的教学价值 1 培养正确数学观的良好平台中国传统算法尽管与现代算法在具体形式上差别很大,但是重要的是形式后面的认识论发展线索可以为现代算法教学的体系、 教学层次提供依据它的具体数学知识载体也是现代算法教学的重要源泉 各种算法的创立就是创造性劳动的产物,即是创造思维的一种! 凝固∀和! 外化∀ 其次, 通过把一部分问题的求解归结为对于现成算法的! 机械应用∀, 这就为人们积极地去从事新的创造性劳动提供了更大的可能性 从而算法化也就意味着由一个平台向更高点的跳跃吴文俊先生的研究使中国传统数学的算法重见天日, 开拓了数学机械化的新领域, 吴先生提出! 数学教育的现代化就是机械化∀他在研究中这样写道: 数学问题的机械化, 就要求在运算和证明过程中, 每前进一步之后,都有一个确定的必须选27 2010 年 第49 卷 第2 期 数学通报择的下一步, 这样沿着一条有规律的, 刻板的道路,一直达到结论证明机械化的实质在于, 把通常数学证明中所固有的质的困难,转化为计算的量的复杂性计算的量的复杂性在过去是人力不可能解决的,而计算机的出现解决了这种复杂性吴先生的理论和实践已经表明,证明和计算是数学的两个方面, 且又是统一的,这在数学教育中具有重要意义我们应当引导学生了解古人对问题思考的角度,学会站在巨人的肩膀上,比如按照中国古代开方术的思路就可以编造程序在现代计算机上实现开方培养学生在学习数学知识的同时更多地关心所学知识的社会意义和历史意义,力图在面向未来的同时,通过同传统上的哲学、 历史和社会学的思想结合起来, 形成正确的数学观算法教学就为此搭建了一个良好的平台, 并且承载丰富的历史底蕴 2 渗透爱国主义教育的最佳契机与西方相比, 中算理论具有高度概括与精练的特征, 中算家经常将其依据的算理蕴涵于演算的步骤之中, 起到! 不言而喻, 不证自明∀的作用,可以认为中国传统数学乃是为建立那些在实际中有直接应用的数学方法而构造的最为简单, 精巧的理论建筑物 因此, 中算理论可以说是一种! 纲目结构∀:目是组成理论之网的眼孔;纲是联结细目的总绳以术为目, 以率为纲,即是依算法划分理论单元,而用基本的数量关系把它们连结成一个整体 纲举目张,只有抓住贯串其中的基本理论与原理, 才能看清算法的来龙去脉下面是吴文俊先生总结的! 关于算术代数部分发明创造的一张中外对照表∀从算法教学管窥中国古代数学史中国 外国位值制十进位记 最迟在九章算术 成书时已十分成熟 印度最早在 6 世纪末才出现分数运算 周髀算经 中已有, 在九章算术 成书时已成熟 印度最早在 7 世纪才出现十进位小数 刘徽注中引入, 宋秦九韶 1247年时已通行 西欧 16 世纪时始有之, 印度无开平方、 立方 周髀算经 中已有开平方, 九章算术 中开平、 立方已成熟西方在 4 世纪末始有开平方, 但还无开立方, 印度最早在 7 世纪算术应用 九章算术 中有各种类型的应用问题 印度 7 世纪后的数学书中有某些与中国类似的问题与方法正负数 九章算术 中已成熟 印度最早见于 7 世纪,西欧至 16 世纪始有之联立一次方程组 九章算术 中已成熟 印度 7 世纪后开始有一些特殊类型的方程组, 西方迟至 16 世纪始有之二次方程 九章算术 中已隐含了求数值解法,三国时有一般解求法 印度在 7 世纪后,阿拉伯在 9世纪有一般解求法三次方程 唐初( 公元 7 世纪初) 有列方程法, 求数值解已成熟西欧至 16 世纪有一般解求法, 阿拉伯 10 世纪有几何解高次方程 宋时( 12 # 13 世纪)已有数值解法 西欧至 19 世纪初始有同样方法联立高次方程组与消元法 元时( 14 世纪初) 已有之 西欧甚迟,估计在 19 世纪28 数学通报 2010 年 第49 卷 第2 期 3 品位数学美学思想的美妙境界中国古代数学不但具有实用性特征, 还蕴涵着丰富的美学思想 比如九章算术 中列方程的方式,相当于列出其增广矩阵,其消元过程相当于矩阵变换,而矩阵是数学美学方法中对称最典型的表现形式之一; 九章算术 中用几何方法巧妙地解决了很多代数问题, 这是数形结合的统一: 把数学问题改编成歌诀,以便于掌握和传授,这是文学艺术与数学的统一 总之, 在算法教学中, 应努力把握和利用自己文化传统中的积极因素进行教学,这对数学教育的发展具有重要的意义参考文献1 中学数学课程教材研究开发中心 普通高中课程标准实验教材书(数学) [ M] 北京: 人民教育出版社, 20072 中华人民共和国教育部 普通高中数学课程标准(实验) [ M] 北京: 人民教育出版社, 20033 李文林 数学史概论(第二版) [ M ] 北京: 高等教育出版社, 20024 王鸿钧, 孙宏安 中国古代数学思想方法[ M] 南京: 江苏教育出版社, 19885 张维忠 数学, 文化与数学课程[ M] 上海: 上海教育出版社, 19996 吴文俊 吴文俊论数学机械化[ M ] 济南: 山东教育出版社, 19957 代钦 儒家思想与中国传统数学[ M] 北京: 商务印书馆, 20038 费泰生 算法及其特征[ J] 数学通讯, 2004, 79 张奠宙 算法[ J] 科学, 2003, 55( 2)10 李建华 算法及其教育价值[ J ] 数学教育学报, 2004, 311 李亚玲 算法及其学习的意义[ J ] 数学通报, 2004, 2(上接第23 页) 实验教师对课改实验进行探索、 总结、 反思、 调整, 推广比较成熟的经验,同时纠正实验过程中的偏颇与极端行为,教学过程逐步进入新的稳定阶段教学过程逐步过渡到以问题为主线、 以活动为主线的! 无环节∀模式( 2)受不同的教学理念影响, 教师角色、 学生角色、 教学目标、 教学过程关注点等方面, 在教学过程中有很大差异教师角色 学生角色 教学目标 教学过程关注领导者(权威)接 受 者(被动)让 学 生 掌握 数 学 知识技能知识 引入, 讲 解本质, 巩固练习主导者(决定)观 察 者(协助)让 学 生 观摩 数 学 产生过程展示 过程, 注 重建构, 强化训练引导者(组织)参 与 者(主动)让 学 生 参与 探 究 数学 生 成 过程问题 情境, 提 出问题, 学生活动( 3) 2004 年高中数学课程改革后, 课堂教学发生一定的变化,广泛地进行! 创设情境∀! 提出问题∀!引导学生探究探索∀, 出现了以! 问题主线∀、! 活动主线∀为主的课堂, 出现了! 问题情境学生活动建立数学运用数学同顾反思∀的整体课堂构思这些改变对于揭示数学的内在本质, 发展学生的思维能力起到积极的作用( 4) 由于受多种因素制约(特别是高考) ,与初中相比, 本次课改后高中数学课堂教学变化幅度不大,近半数的课堂教学模式仍然以五环节为主对于课改倡导的教学理念, 只是渗透在传统的教学模式中,目前高中数学课堂教学改革的力度、 深度与课改的预期目标还有一定的距离我们看到2008 年的赛课教案的创新、 探索力度, 远没有1990 年的名师授课录 大, 那时还没有明确提出课改理念,但他们却进行积极的探索, 关注学生主体 而今天,课改的理念已经系统培训 5 年, 许多教师仍停留在形式层面,未能变成自觉的行为参考文献1 李善良 我国数学教学设计的探索与评析# # # 兼及十年初中数学教师说课评比活动[ J ] 中国数学教育(初中版) , 2007, 92 编委会 名师授课录(中学数学高中版) [ M] , 上海教育出版社, 19913 2000 年全国首届高中青年数学教师优秀课观摩与评比的教案(会议资料)4 2008 年全国第四届高中青年数学教师优秀课观摩与评比的教案(会议资料)5 李善良 关于数学教学中问题的设计[ J] 高中数学教与学,2008, 129 2010 年 第49 卷 第2 期 数学通报
学习数学史在数学学习中的作用学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科,《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而现阶段高中学生对数学的看法大都停留在感性的层面上——枯燥、难学。数学的本质特征是什么?当今数学究竟发展到了哪个阶段?在科学中的地位如何?与其它学科有什么联系?这些问题大都不被学生全面了解,而从数学史中可以找到这些问题的答案。 日本数学家藤天宏教授在第九次国际数学教育大会报告中指出,人类历史上有四个数学高峰:第一个是古希腊的演绎数学时期,它代表了作为科学形态的数学的诞生,是人类“理性思维”的第一个重大胜利;第二个是牛顿-莱布尼兹的微积分时期,它为了满足工业革命的需要而产生,在力学、光学、工程技术领域获得巨大成功;第三个是希尔伯特为代表的形式主义公理化时期;第四个是以计算机技术为标志的新数学时期,我们现在就处在这个时期。而数学历史上的三大危机分别是古希腊时期的不可公度量,17、18世纪微积分基础的争论和20世纪初的集合论悖论,它同前三个高峰有着惊人的密切联系,这种联系绝不是偶然,它是数学作为一门追求完美的科学的必然。学生可以从这种联系中发现数学追求的是清晰、准确、严密,不允许有任何杂乱,不允许有任何含糊,这时候学生就很容易认识到数学的三大基本特征——抽象性、严谨性和广泛应用性了。 同时,介绍必要的数学史知识可以使学生在平时的学习中对所学问题的背景产生更加深入的理解,认识到数学绝不是孤立的,它与其他很多学科都关系密切,甚至是很多学科的基础和生长点,对人类文明的发展起着巨大的作用。从数学史上看,数学和天文学一直都关系密切,海王星的发现过程就是一个很好的例子;它与物理学也密不可分,牛顿、笛卡儿等人既是著名的数学家也是著名的物理学家。在我们所处的新数学时期,数学(不仅仅是自然科学)逐步进入社会科学领域,发挥着意想不到的作用,可以说一切高技术的背后都有某种数学技术支持,数学技术已经成为知识经济时代的一个重要特征。这些认识对于一个学习数学十余年的高中生来说是很有必要,也是必不可少的。 一、 学习数学史有利于培养学生正确的数学思维方式 现行的数学教材一般都是经过了反复推敲的,语言十分精练简洁。为了保持了知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。虽利于学生接受知识,但很容易使学生产生数学知识就是先有定义,接着总结出性质、定理,然后用来解决问题的错误观点。所以,在教学与学习的过程中存在着这样一个矛盾:一方面,教育者为了让学生能够更快更好的掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到知识大都是经过问题、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的。影响了学生正确数学思维方式的形成。 数学史的学习有利于缓解这个矛盾。通过讲解一些有关的数学历史,让学生在学习系统的数学知识的同时,对数学知识的产生过程,有一个比较清晰的认识,从而培养学生正确的数学思维方式。这样的例子很多,比如说微积分的产生:传统的欧式几何的演绎体系是产生不了微积分的,它是牛顿、莱布尼兹在古希腊的“穷竭法”、“求抛物线弓形面积”等思想的启发下为了满足第一次工业革命的需要创造得到的,产生的初期对“无穷小”的定义比较含糊,也不像我们现在看到的这样严密,在数学家们的不断补充、完善下,经过几十年才逐步成熟起来的。 数学史的学习可以引导学生形成一种探索与研究的习惯,去发现和认识在一个问题从产生到解决的过程中,真正创造了些什么,哪些思想、方法代表着该内容相对于以往内容的实质性进步。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,有利于学生对一些数学问题形成更深刻的认识,了解数学知识的现实来源和应用,而不是单纯地接受教师传授的知识,从而可以在这种不断学习,不断探索,不断研究的过程中逐步形成正确的数学思维方式。 二、 学习数学史有利于培养学生对数学的兴趣,激发学习数学的动机 动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学的观点讲,动机可分为两个部分;人的好奇心、求知欲、兴趣、爱好构成了有利于创造的内部动机;社会责任感构成了有利于创造的外部动机。兴趣是最好的动机。在日本中学生夺取国际IEA调查总分第一名的同时,却发现日本学生不喜欢数学的比例也是第一,这说明他们的好成绩是在社会、家长、学校的压力下获得的。中国的情况如何呢?尚无全面的报道,但河南省新乡市四所中学的高中生学习数学情况的调查发现:“我不喜欢数学,但为了高考,我必须学好数学”的学生占被调查者的比例高达21%,而对数学“很感兴趣”的只有12%。可见目前中学生的学习动机不明确,对数学的兴趣也很不够,这些都极大地影响了学习数学的效果。但这并不是因为数学本身无趣,而是它被我们的教学所忽视了。在数学教育中适当结合数学史有利于培养学生对数学的兴趣,克服动机因素的消极倾向。 数学史中有很多能够培养学生学习兴趣的内容,主要有这几个方面:一是与数学有关的小游戏,例如巧拿火柴棒、幻方、商人过河问题等,它们有很强的可操作性,作为课堂活动或是课后研究都可以达到很好的效果。二是一些历史上的数学名题,例如七桥问题、哥德巴赫猜想等,它们往往有生动的文化背景,也容易引起学生的兴趣。还有一些著名数学家的生平、轶事,比如说一些年轻的数学家成材的故事,《标准》中提到的“从阿贝尔到伽罗瓦”,阿贝尔22岁证明一般五次以上代数方程不存在求根公式,伽罗瓦创建群论的时候只有18岁。还有法国数学家帕斯卡,16岁成为射影几何的奠基人之一,19岁发明原始计算器;德国数学家高斯19岁解决正多边形作图的判定问题,20岁证明代数基本定理,24岁出版影响整个19世纪数论发展、至今仍相当重要的《算术研究》;还有的是许多出生贫穷卑微的数学家通过自己的艰苦努力,最终在的数学研究上有骄人成绩的例子,如19世纪的大几何学家施泰纳出身农家自幼务农,直到14岁还没有学过写字,18岁才正式开始读书,后来靠做私人教师谋生,经过艰苦努力,终于在30岁时在数学上做出重要工作,一举成名。如果在教学中加入这些学生感兴趣又有知识性的内容,消除学生对数学的恐惧感,增加数学的吸引力,数学学习也许就不再是被迫无奈的了。 三、学习数学史为德育教育提供了舞台 在《标准》的要求下,德育教育已经不是像以前那样主要是政治、语文、历史这些学科的事了,数学史内容的加入使数学教育有更强大的德育教育功能,我们从下几个方面来探讨一下。 首先,学习数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的中学教材讲的大都是外国的数学成就,对我国在数学史上的贡献提得很少, 其实中国数学有着光辉的传统,有刘徽、祖冲之、祖暅、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等一批优秀的数学家,有中国剩余定理、祖暅公理、“割圆术”等具有世界影响的数学成就,对其中很多问题的研究也比国外早很多年。《标准》中“数学史选讲”专题3就是“中国古代数学瑰宝”,提到《九章算术》、“孙子定理”这些有代表意义的中国古代数学成就。 然而,现阶段爱国主义教育又不能只停留在感叹我国古代数学的辉煌上。从明代以后中国数学逐渐落后于西方,20世纪初,中国数学家踏上了学习并赶超西方先进数学的艰巨历程。《标准》中“数学史选讲”专题11—— “中国现代数学的发展”也提到要介绍“现代中国数学家奋发拼搏,赶超世界数学先进水平的光辉历程”。在新时代的要求下,除了增强学生的民族自豪感之外,还应该培养学生的“国际意识”,让学生认识到爱国主义不是体现在“以己之长,说人之短”上,在科学发现上全人类应该相互学习、互相借鉴、共同提高,我们要尊重外国的数学成就,虚心的学习,“洋为中用”。 其次,学习数学史可以引导学生学习数学家的优秀品质。任何一门科学的前进和发展的道路都不是平坦的,无理数的发现,非欧几何的创立,微积分的发现等等这些例子都说明了这一点。数学家们或是坚持真理、不畏权威,或是坚持不懈、努力追求,很多人甚至付出毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31岁右眼失明,晚年视力极差最终双目失明,但他仍以坚强的毅力继续研究,他的论文多而且长,以致在他去世之后的10年内,他的论文仍在科学院的院刊上持续发表。对那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍这样一些大数学家在遭遇挫折时又是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用。 最后,学习数学史可以提高学生的美学修养。数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服。能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以引导学生领悟数学美。很多著名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理,有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,意大利著名画家达芬奇、印度国王Bhaskara、美国第20任总统Carfield等都给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所著《毕达哥拉斯命题艺术》的第二版中收集了它的370种证明,充分展现了这个定理的无穷魅力。黄金分割同样十分优美和充满魅力,早在公元前6世纪它就为毕达哥拉斯学派所研究,近代以来人们又惊讶地发现,它与著名的斐波那契数列有着十分密切的内在联系。同时,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、体积三角公式的统一美、非欧几何的奇异美等时,可以形成对数学良好的情感体验,数学素养和审美素质也得到了提高,这是德育教育一个新的突破口。
提高本科毕业生数学教育论文质量,首先在激发学生数学教育科研动机的基础上,发展数学教育的科研意识。论文的选题要有创新性、实践性、可行性,在论文写作的过程中培养学生的数学教育科研能力。本科生数学教育论文的标准应是再创性、整体性和规范性。 [关键词]数学教育本科生毕业论文科研意识 [作者简介]李静(1966-),男,河北张北人,廊坊师范学院数信学院数学系讲师,硕士,主要从事数学教育研究。(河北廊坊065000) [中图分类号]G477[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2008)06-0174-02 本科生毕业论文是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要环节。师范院校数学系本科生适应就业需要,选择数学教育专业毕业论文较多。毕业论文指导要以学生就业需要为动机,以提高学生的数学教育专业能力和创新意识为目标,以“模仿—反思—初步创新”模式为科研训练过程,合理安排毕业论文的各个环节。 一、明确毕业论文工作目的 间接性目的。随着数学教师专业化,数学教育理论已成为数学教师专业知识结构的主要成分之一。无论是师范毕业生的就业面试,还是在职的中学数学教师的培训提高,数学教育理论的掌握越来越重要。论文指导教师发挥就业需要这一外在的、间接的动力作用,促使学生认真学习有关系统的数学教育理论知识,为做好毕业论文打好扎实的基础。 直接性目的。因为在校本科生缺乏中学数学教学的经历和经验,对于数学教育理论的学习只能了解记忆,很难进入思考阶段,以这样的知识储备状态,毕业论文的创新性水平不会太高。学生掌握了一定的数学教育理论知识后,教师要指导学生走进中学数学课堂,熟悉教学的各个方面,并对照自己中学受教育的经历,思考现行的中学数学教学,哪怕是微小的触动,教师帮助其分析理论依据,诱导其深入思考教学实践,激发其对数学教育的真正兴趣,促进其较高水平地完成论文。 选择数学教育毕业论文的学生,在内外动机的作用下,通过理论知识的学习和中学数学实践的感悟,有针对性地对某个课题整理、总结,探讨解决数学教育中的一些问题,有助于学生高质量地对研究心得总结、反思、加工和表达。 二、培养数学教育的科研意识 本科生的数学教育科研意识是指对数学教育问题的感知和参与研究的自觉要求。良好的科研意识是研究型人才不断成长的基本要求,鼓励本科生不能只满足于将来当教书匠,应成为研究型的专业教师。培养本科生的数学教育科研意识不妨从以下几方面着手:通过数学教育理论重要性的教育,逐步培养学生用数学教育的观点观察、发现和分析问题的自觉要求;督促学生走进中学数学教学实践,培养学生善于思考、提炼和分析当前数学教育的有关问题,形成自觉的心理倾向;在论文准备期间,理论学习和实践感悟后,在指导教师的启发引导下,培养学生善于总结数学教学的经验,能够有意识地运用有关数学、哲学、教育学、心理学的观点分析这些感悟经验,努力把经验上升为理论知识①。 本科生要学习和容纳不同流派的学术观点,虚心向数学教育第一线的实际工作者请教,调查、分析数学教学实践问题。本科生的科研意识的发展,绝不是靠一时一事可以实现的,应该贯穿于整个本科教育过程。作为毕业论文的应急之需,可以在毕业论文开始时以任务书形式提出课题要求;也可以在论文准备过程中,专题性地介绍相关领域进展,评价相关专家的研究特点;指导教师带领自己的学生参加教育见习和教育实习等,让学生在教学实践中学会发现问题、分析问题、解决问题,从而自觉地形成数学教育的科研意识;也可以通过论文评述、中期筛选等机制促进本科生的相互学习。 三、选定毕业论文课题 打好学科基础,开阔选题视野。师范院校数学系全日制的本科生有关数学教育的课程有数学基础、教育学和心理学基础、数学教学论基础。在选题前,指导教师应要求学生认真复习数学教育自身专业课程并且适当地布置一些复习思考题,帮助学生充分地理解有关数学教育的理论知识,为他们发现课题开拓宽阔空间,教师也要注意帮助学生领会新课程的理念,促进未来的中学教师更好地全面实施新课程。 参加中学数学教学实践,获得选题灵感。实践是产生科研课题的土壤。让学生有机会到中学数学教育第一线去进行实践,在实践中了解中学教育现状,发现有关问题,取得选题灵感。经过本科阶段的学习后,学生的数学知识和修养达到了中学数学教师专业要求,但将理论形态知识转化成实践形态知识还需在教师的导引下逐渐地对中学数学教学活动感悟、理解和把握。学生参与中学数学教学活动的兴趣是浓厚的,都想体验当真正老师的感受。要想让学生体验到真正的实践形态的数学教育知识,指导教师无论在见习、试讲或实习中,一定要帮助学生在观察活动中发现问题,在理论讲解中分析问题,在感悟思考中解决问题。作为指导老师,保护、引导这种闪光的火花很重要,它是优秀课题的雏形。这种数学教育的科研训练,对学生今后的发展意义重大。 提出选题原则,掌握选题分寸。本科生论文的选题原则主要是:创新性、实践性、可行性。创新是科学研究的灵魂,创新的标尺应该适度。对待数学教育论文选题,教师帮助学生在充分理解数学教育理论形态和实践形态知识后,发现或提出值得注意的新问题、新观点、新途径、新方法。要求学生所选的课题尽量来自中学数学教与学的实际有关问题,这些问题对学生有一定的吸引力,这些问题的研究也有助于学生的就业面试和工作。现在本科生的数学教育论文存在的问题主要有:课题空泛求全,论述不够全面深入;堆砌空洞的理论,没有自己的思考见解;观点落后,有悖于当代教育新理念;主题不明确,缺乏论证材料;难以调动评价者的兴趣等。为了提高本科生的论文选题质量,从历届学生的选题中选出有代表性的课题,包括教师平时的选题,作为学习选题的鲜活材料,通过点评,逐步纠正错误的认识,从而正确掌握学习原则。 做好开题的准备工作。在引导学生学习选题的基础上,学生尝试根据个人实际情况选题。为了选好课题,学生需从模仿别人文章选题,逐步地过渡到自己的独立思考,要相互切磋,纵横向交流。当学生征求教师有关选题的意见时,教师不必急于表态,可以提出一些问题发散他们的思维,个人是否具备解决该问题的条件,对于该问题你估计能有多大把握,教师帮助学生提出问题,并促使其不断反思其选题的意义等。学生的个人经历、兴趣和爱好存在较大的差异,他们应该根据个人的兴趣特长选题,我们要尊重学生的个人选择,以便充分发挥他们的优势。当然,教师也要提醒他们思考各种不同选题的利弊,在选题方面,教师的意见只起参考作用。为了帮助学生全面思考他们的课题研究工作,我们请有代表性的上届毕业生为每一届的本科生介绍自己的选题体会,对应届毕业生具有一定的示范作用。对于所有本专业的本科生认真地召开开题报告会,指导教师们对每一个学生的开题报告提出宝贵意见。 四、提升论文写作中的科研能力 对论文的不同类型的认识。数学教育论文的种类是多样的,按照不同的标准可以划分为不同的类型。指导教师找出不同类型的范文,通过讲解让学生明确:按照创新程度划分,可分为创新性论文和移植性论文;按成果产生的方式,可分为实验研究论文和调查研究论文;按照撰写论文的思维方式,可分为思辨性论文和实证性论文;按照对已有成果的整理方式,可分为综合性论文和评论性论文②。但是各类论文之间,有时没有严格的界限,学会移植别人成果,移植中可能还有自己的再创新;实验研究性论文往往又与调查研究性论文相结合;思辨性的论文有时又带有实证;方法的多样性、相容性正是数学教育研究的特点之一。学生在不断地学习各种类型范文的写作要领时,渐渐地形成自己的写作风格。 ||| [摘要]提高本科毕业生数学教育论文质量,首先在激发学生数学教育科研动机的基础上,发展数学教育的科研意识。论文的选题要有创新性、实践性、可行性,在论文写作的过程中培养学生的数学教育科研能力。本科生数学教育论文的标准应是再创性、整体性和规范性。 [关键词]数学教育本科生毕业论文科研意识 [作者简介]李静(1966-),男,河北张北人,廊坊师范学院数信学院数学系讲师,硕士,主要从事数学教育研究。(河北廊坊065000) [中图分类号]G477[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2008)06-0174-02 本科生毕业论文是培养大学生的创新能力、实践能力和创业精神的重要环节。师范院校数学系本科生适应就业需要,选择数学教育专业毕业论文较多。毕业论文指导要以学生就业需要为动机,以提高学生的数学教育专业能力和创新意识为目标,以“模仿—反思—初步创新”模式为科研训练过程,合理安排毕业论文的各个环节。 一、明确毕业论文工作目的 间接性目的。随着数学教师专业化,数学教育理论已成为数学教师专业知识结构的主要成分之一。无论是师范毕业生的就业面试,还是在职的中学数学教师的培训提高,数学教育理论的掌握越来越重要。论文指导教师发挥就业需要这一外在的、间接的动力作用,促使学生认真学习有关系统的数学教育理论知识,为做好毕业论文打好扎实的基础。 直接性目的。因为在校本科生缺乏中学数学教学的经历和经验,对于数学教育理论的学习只能了解记忆,很难进入思考阶段,以这样的知识储备状态,毕业论文的创新性水平不会太高。学生掌握了一定的数学教育理论知识后,教师要指导学生走进中学数学课堂,熟悉教学的各个方面,并对照自己中学受教育的经历,思考现行的中学数学教学,哪怕是微小的触动,教师帮助其分析理论依据,诱导其深入思考教学实践,激发其对数学教育的真正兴趣,促进其较高水平地完成论文。 选择数学教育毕业论文的学生,在内外动机的作用下,通过理论知识的学习和中学数学实践的感悟,有针对性地对某个课题整理、总结,探讨解决数学教育中的一些问题,有助于学生高质量地对研究心得总结、反思、加工和表达。 二、培养数学教育的科研意识 本科生的数学教育科研意识是指对数学教育问题的感知和参与研究的自觉要求。良好的科研意识是研究型人才不断成长的基本要求,鼓励本科生不能只满足于将来当教书匠,应成为研究型的专业教师。培养本科生的数学教育科研意识不妨从以下几方面着手:通过数学教育理论重要性的教育,逐步培养学生用数学教育的观点观察、发现和分析问题的自觉要求;督促学生走进中学数学教学实践,培养学生善于思考、提炼和分析当前数学教育的有关问题,形成自觉的心理倾向;在论文准备期间,理论学习和实践感悟后,在指导教师的启发引导下,培养学生善于总结数学教学的经验,能够有意识地运用有关数学、哲学、教育学、心理学的观点分析这些感悟经验,努力把经验上升为理论知识①。 本科生要学习和容纳不同流派的学术观点,虚心向数学教育第一线的实际工作者请教,调查、分析数学教学实践问题。本科生的科研意识的发展,绝不是靠一时一事可以实现的,应该贯穿于整个本科教育过程。作为毕业论文的应急之需,可以在毕业论文开始时以任务书形式提出课题要求;也可以在论文准备过程中,专题性地介绍相关领域进展,评价相关专家的研究特点;指导教师带领自己的学生参加教育见习和教育实习等,让学生在教学实践中学会发现问题、分析问题、解决问题,从而自觉地形成数学教育的科研意识;也可以通过论文评述、中期筛选等机制促进本科生的相互学习。 三、选定毕业论文课题 打好学科基础,开阔选题视野。师范院校数学系全日制的本科生有关数学教育的课程有数学基础、教育学和心理学基础、数学教学论基础。在选题前,指导教师应要求学生认真复习数学教育自身专业课程并且适当地布置一些复习思考题,帮助学生充分地理解有关数学教育的理论知识,为他们发现课题开拓宽阔空间,教师也要注意帮助学生领会新课程的理念,促进未来的中学教师更好地全面实施新课程。 参加中学数学教学实践,获得选题灵感。实践是产生科研课题的土壤。让学生有机会到中学数学教育第一线去进行实践,在实践中了解中学教育现状,发现有关问题,取得选题灵感。经过本科阶段的学习后,学生的数学知识和修养达到了中学数学教师专业要求,但将理论形态知识转化成实践形态知识还需在教师的导引下逐渐地对中学数学教学活动感悟、理解和把握。学生参与中学数学教学活动的兴趣是浓厚的,都想体验当真正老师的感受。要想让学生体验到真正的实践形态的数学教育知识,指导教师无论在见习、试讲或实习中,一定要帮助学生在观察活动中发现问题,在理论讲解中分析问题,在感悟思考中解决问题。作为指导老师,保护、引导这种闪光的火花很重要,它是优秀课题的雏形。这种数学教育的科研训练,对学生今后的发展意义重大。 提出选题原则,掌握选题分寸。本科生论文的选题原则主要是:创新性、实践性、可行性。创新是科学研究的灵魂,创新的标尺应该适度。对待数学教育论文选题,教师帮助学生在充分理解数学教育理论形态和实践形态知识后,发现或提出值得注意的新问题、新观点、新途径、新方法。要求学生所选的课题尽量来自中学数学教与学的实际有关问题,这些问题对学生有一定的吸引力,这些问题的研究也有助于学生的就业面试和工作。现在本科生的数学教育论文存在的问题主要有:课题空泛求全,论述不够全面深入;堆砌空洞的理论,没有自己的思考见解;观点落后,有悖于当代教育新理念;主题不明确,缺乏论证材料;难以调动评价者的兴趣等。为了提高本科生的论文选题质量,从历届学生的选题中选出有代表性的课题,包括教师平时的选题,作为学习选题的鲜活材料,通过点评,逐步纠正错误的认识,从而正确掌握学习原则。 做好开题的准备工作。在引导学生学习选题的基础上,学生尝试根据个人实际情况选题。为了选好课题,学生需从模仿别人文章选题,逐步地过渡到自己的独立思考,要相互切磋,纵横向交流。当学生征求教师有关选题的意见时,教师不必急于表态,可以提出一些问题发散他们的思维,个人是否具备解决该问题的条件,对于该问题你估计能有多大把握,教师帮助学生提出问题,并促使其不断反思其选题的意义等。学生的个人经历、兴趣和爱好存在较大的差异,他们应该根据个人的兴趣特长选题,我们要尊重学生的个人选择,以便充分发挥他们的优势。当然,教师也要提醒他们思考各种不同选题的利弊,在选题方面,教师的意见只起参考作用。为了帮助学生全面思考他们的课题研究工作,我们请有代表性的上届毕业生为每一届的本科生介绍自己的选题体会,对应届毕业生具有一定的示范作用。对于所有本专业的本科生认真地召开开题报告会,指导教师们对每一个学生的开题报告提出宝贵意见。 四、提升论文写作中的科研能力 对论文的不同类型的认识。数学教育论文的种类是多样的,按照不同的标准可以划分为不同的类型。指导教师找出不同类型的范文,通过讲解让学生明确:按照创新程度划分,可分为创新性论文和移植性论文;按成果产生的方式,可分为实验研究论文和调查研究论文;按照撰写论文的思维方式,可分为思辨性论文和实证性论文;按照对已有成果的整理方式,可分为综合性论文和评论性论文②。但是各类论文之间,有时没有严格的界限,学会移植别人成果,移植中可能还有自己的再创新;实验研究性论文往往又与调查研究性论文相结合;思辨性的论文有时又带有实证;方法的多样性、相容性正是数学教育研究的特点之一。学生在不断地学习各种类型范文的写作要领时,渐渐地形成自己的写作风格。 ||| 发挥师生的整体力量。指导教师的个人力量毕竟有限,指导工作难免考虑不周,往往存在某些局限性。每次学生的开题报告,教研室的全体教师都应参加,将开题报告的辩论过程变成相互学习与交流的过程,鼓励所有参加的学生发表自己的看法,开发学生的潜在能力。在撰写论文的过程中,学生要广泛地征求本教研室老师们的意见,这样有利于综合各方面的优势,也有利于对毕业论文进行更全面的评价认识。 提高中学数学教学活动的感悟力。我们安排本专业学生利用做论文的1/3的时间到中学参加教学实践,边教边学,了解中学情况,感悟数学教学的内在规律,学会寻找研究课题,做到教学、学习、科研和就业同步进行。例如,让学生了解中学数学教学常规要求的理论依据,了解中学教师利用非认知因素转化后进生的根据等,触动学生从理论到实践的深入思考。我们认为学生在数学教学实践活动中学习最有效。通过一系列的教学实践活动,他们走进了数学教育的前列,找到了科研的感觉,逐步掌握了科研的基本要领,培养了自己的数学教育初步科研能力,从而为学位论文的研究和写作打下了坚实的基础。 五、把握数学教育论文的评价 再创性标准。不同对象在不同情景中可能得到不同的创新水平:原创水平、再创新水平、部分再创性水平、少许新意水平。由于师范本科生的水平所限,还没有发现原创水平和再创新水平的论文,只有很少的学生达到部分再创新水平的标准(即对再创新成果进行移植、修改、补充、推广和评价),部分学生能达到少许新意水平的标准(即论文的内容、构思等局部方面有少许新见解、新体会、新加工)。多数学生的论文创新性水平不高,只在模仿的基础上,略有思考。对于创新要求应该适度,如果要求文章的整体内容立意新颖,或者要求文章的全部或主体部分是创新的成果,这个标准对于在校本科生来说是不现实的。我们以为把部分再创新水平作为共同努力的方向,而少许新意水平应作为学士生论文的一般要求,能够模仿别人、理解理论和有所感悟的水平应该作为学士生论文的最低要求。鼓励学生的论文尽量涉及数学教育的热点问题和重点问题。 整体性标准。首先,论文要紧扣主题展开,各个部分都应该为主题服务,形成一个和谐的整体结构,一些学生离开主题发表议论,论文不能达到学士学位的要求。其次,从整体上把握论文各部分的地位,主次分明,重点部分和关键部分必须予以较深阐述,次要部分就不必唆。最后,各部分之间过渡自然,应该相互配合得当,形成一个有机整体,如果部分间对立或矛盾,就犯了“自打嘴巴”的毛病。 规范性标准。教师指导学生修改完论文后,将论文成果表示成学术形态。摘要、关键词、参考文献等要符合学术论文的要求。语言要简洁、说理清楚、层次分明、符合逻辑。所展示的各类图表及数据要清晰、翔实、规范,能够正确运用统计方法说明某些结论。 本科生的数学教育毕业论文在创新水平和独立工作的程度上,在说明理论依据和阐述问题的深度上,有一定不可回避的局限性。从数学教育专家知识结构可以看出,数学教育研究除了具有精深的数学基础,要有扎实的数学教育理论形态知识,更需要丰富的数学教育实践形态知识,经过各种知识间的相互作用于研究课题,久而久之,形成了较强的本领域的科研本领③。本科生既缺乏系统的数学教育理论形态知识,又缺乏数学教育实践活动体验,提升学生这方面的科研能力,首先需要从方法上考虑学生的数学教育理论的系统学习,相应地在时间上保证学生有机会参与中学数学教学实践活动,做到两种学习活动相互促进。 (摘抄)
数学是研究数量、结构、变化以及空间模型等概念的一门学科。透过抽象化和逻辑推理的使用,由计数、计算、量度和对物体形状及运动的观察中产生。数学家们拓展这些概念,为了公式化新的猜想以及从合适选定的公理及定义中建立起严谨推导出的真理。 数学,作为人类思维的表达形式,反映了人们积极进取的意志、缜密周详的推理及对完美境界的追求。它的基本要素是:逻辑和直观、分析和推理、共性和个性。虽然不同的传统学派可以强调不同的侧面,然而正是这些互相对立的力量的相互作用,以及它们综合起来的努力,才构成了数学科学的生命力、可用性和它的崇高价值。 数学主要的学科首要产生于商业上计算的需要、了解数字间的关系、测量土地及预测天文事件。这四种需要大致地与数量、结构、空间及变化(即算术、代数、几何及分析)等数学上广泛的子领域相关连著。除了上述主要的关注之外,亦有用来探索由数学核心至其他领域上之间的连结的子领域:至逻辑、至集合论(基础)、至不同科学的经验上的数学(应用数学)、及较近代的至不确定性的严格学习 数量的学习起于数,一开始为熟悉的自然数及整数与被描述在算术内的自然数及整数的算术运算。整数更深的性质被研究于数论中,此一理论包括了如费马最后定理之著名的结果。 当数系更进一步发展时,整数被承认为有理数的子集,而有理数则包含于实数中,连续的数量即是以实数来表示的。实数则可以被进一步广义化成复数。数的进一步广义化可以持续至包含四元数及八元数。自然数的考虑亦可导致超限数,它公式化了计数至无限的这一概念。另一个研究的领域为其大小,这个导致了基数和之后对无限的另外一种概念:阿列夫数,它允许无限集合之间的大小可以做有意义的比较。 数学逻辑专注在将数学置于一坚固的公理架构上,并研究此一架构的成果。就其本身而言,其为哥德尔第二不完备定理的产地,而这或许是逻辑中最广为流传的成果-总存在一不能被证明的真实定理。现代逻辑被分成递归论、模型论和证明论,且和理论计算机科学有着密切的关连性。
谈数学困难生的辩证施教摘要:目前中职生数学学业不良学生的比例很大,如何转化数学学业不良学生便成为教师普遍关注的紧迫课题。文章结合教学实践,提出了要转化数学学业不良现象必须做好的几个方面。 关键词:学困生;改革模式;辩证施教;学法指导 初中后期被遗忘的一群孩子基本上都进入了中职学习,他们基础差,特别是数学这门学科基础更差。如何转化数学学业不良学生便成为我们教师普遍关注的紧迫课题。这些学生由于缺乏良好的学习习惯,不能认真地、持续地听课,有意注意的时间相当短;缺乏正确的数学学习方法,仅仅是简单的模仿、识记;上课时,学习思维跟不上教师的思路,造成不再思维,不再学习的倾向;平时学习中对基础知识掌握欠佳,从而导致在解题时,缺乏条理和依据,造成解题思路的“乱”和“怪”;心理压力较大,不敢请教,怕被人认为“笨”。要想打破这个局面,必须做好以下几个方面: 一、树立所有学生都能教好的观念 现代教学观告诉我们,每个人均有独特的天赋和培养价值,关键在于要按照他们所表现出来的天赋,适应其特点进行教育。有材料表明,大多数学业不良学生的某些指标不仅在学生总体中具有中等水平,有的还具有较高水平,这为教师端正教学观,改革教育教学工作提供了实证性依据。数学学业不良学生的困难是暂时的,必须承认通过教育的改革,他们能够在原有的基础上得到适当发展。 (一)耐心疏导增强主动性 学习困难生在数学学习上既有困难又有潜能,因此教学的首要工作是转变观念,正确地对待学习困难的学生,认真分析学生学习困难的原因,有意识地“偏爱差生”,允许学生数学学习上的反复,从中来激发他们学习数学的自信心。中职生在过去的数学学习中受到鼓励的相当少,因此要积极创造条件让他们获得学习成功的体验,充分地鼓励肯定他们,促使他们对数学产生兴趣,使他们感到自己能学好数学。 (二)成功教育树立自信心 数学学业不良是一个相对长期的过程。学生由于在以前的学习中屡遭失败,使他们心灵上受到严重的“创伤”,存在着一种失败者的心态,学习自信心差。教师只有充分相信学生发展的可能性,帮助学生不断成功,提高学生自尊自信的水平,逐步转变失败心态,才能形成积极的自我学习、自我教育的内部动力机制。如实施成功教育,创设成功教育情境,为学业不良学生创造成功的机会。事实上,每个学业不良学生都有自己的理想和抱负,只不过因各种原因冲淡而已。因此,教师必须引导学业不良学生在教师的“成功圈套”中获得能够实现愿望的心理自我暗示效应,从而产生自信心,进而感到经过努力,自己完全可以实现自己的抱负,达到转化数学学业不良学生的目的。 (三)情感唤起学习热情 数学学业不良学生的转化涉及到生理学、心理学、教育管理、教学论等多个方面。教师不光是知识的传授者,还肩负着促进学生人格健康发展的重任。学业不良学生有多方面的需要,其中最迫切的是爱的需要、信任的需要,他们能从教师的一个眼神、一个手势、一个语态中了解到教师对他们的期望。因此,教师要偏爱他们,平时要利用一切机会主动地接近他们,与他们进行心理交流,和他们交朋友。哪怕是对他们的微微一笑,一句口头表扬,一个热情鼓励的目光,一次表现机会的给予,都可能为其提供热爱数学,进而刻苦钻研数学的契机,都会给学生一种无形的力量。 二、实施“低、多、勤、快”的教学模式 帮助学生树立起学习数学的信心,为他们学好数学准备了条件,但单靠有信心,还是不够的。因此在学生树立起学习数学的自信心后,更重要的工作是创造条件使学习困难的学生真正地学习和掌握数学知识,让他们感到是自己学好了数学。要做到这一点就必须立足于课堂教学的改革,实行“低起点、多归纳、勤练习、快反馈”的课堂教学方法,培养学生学习的能力。 (一)低起点——引导学生积极参与 多数中职学生对学过的数学知识需要复习与提高,才能顺利进入中职阶段的数学学习,因此教学的起点必须低。教学中将教材原有的内容降低到学生的起点上,然后再进行正常的教学,教学中主要采用以下几种“低起点”引入法: 直接使用教材中易于接轨的知识作为起点。如 “不等式的性质与证明”、“三角函数”等内容,按教材中引入法为起点。 以所授内容中最本质的东西作为教学的起点。如在“不等式的解法”教学中,将“区间分析法”作为掌握的重点,并以“区间分析法”为主线进行教学。首先从验证一元一次不等式开始,进而到一元二次不等式、高次不等式、分式不等式的解法。这就是抓住本质降低起点。 以已学内容的运算法则,基本方法为教学起点。由于数学知识的逐步复杂及深化,原先的数学概念其含意会变化发展,但运算法则不变。例如因式分解的概念随着数域的变化而变化;关于一元二次方程的根的概念,随着数的概念的扩充而发生变化;幂的运算法则,其定义开始在正整数范围内,随着负整数、分数指数和根式的引入,幂指数便扩大到任意实数,其运算法则照常适用。 以基本原型作为教学的起点。数学概念一般不同于其他概念,对于通过抽象思维活动总结出来的概念,应尽可能通过直观教学。例如棱柱概念的掌握,先让学生观察实物,在具体直观认识的基础上,观察其主要特征,抽象概括出:“有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行。这些面所围成的几何体叫做棱柱。”这就是在具体性基础上抽象出来的概念。把抽象的概念具体化,学生感到直观形象,记忆深刻,应用起来也比较方便。 以已学过的知识、例子作为起点,通过新旧知识的雷同点进行类比教学。如“解不等式”可以与“解方程”进行类比;“解二元二次方程组”可以与“解二元一次方程组”;“分式”可以通过“分数”;“相似形”可通过“全等形”进行类比引入教学。
小学数学课题研究最佳题目数学核心素养下农村小学高年级学生运算能力培养的研究小学数学大班额背景下小组合作学习的有效性研究小学数学教学中培养学生动手实践能力及其评价方式的研究以“智慧放手”的教学特色培养小学生合作学习能力的研究基于核心素养下的小学低年级数学评价模式研究小学生空间观念和几何直观的培养与评价研究核心素养背景下小学数学整理和复习课的研究优化小学数学课堂教学方式的实践研究基于读懂学生错误培养学生反思能力的实践研究依托综合与实践活动教学提升小学生数学素养的研究在小学数学“数与代数”领域开展游戏化教学的实践研究小学数学中培养学生几何直观能力的研究小学数学课堂教学与现代教育技术融合实验与研究小学数学教学中建立模型思想的策略与方法研究基于发展学生核心素养的小学数学作业设计有效性的研究小学中年级数学课堂提问有效性的研究小学数学小组合作学习有效性的研究小学数学课堂教学与信息技术整合的研究优化小学数学教学有效性的策略研究
数学论文的选题标准和技巧,你可以看一下相关的数学杂志,从众多的论文中吸取自己的经验,这样做比较稳妥
1、选题尽量与日常工作结合起来一是便于收集数据,二是通过论文写作,对考生今后工作也有帮助,一举两得。反之,选一个与工作毫不相干的题目,从头开始,只能落得个事倍功半的结果。2、选择感兴趣的题目做论文是原创性的工作,因此,考生对某个方面感兴趣,会促使自己积极主动地探讨这方面的问题,强烈的成就动机将是做一篇优秀论文的基础。3、学术类文献综述类题目尽量不要选对所有参加自学考试的考生来讲,做学术论文是一件极具挑战性的工作,绝不是想象中那样轻松。自考过程中,考生可以通过强化复习通过考试,但做研究是完全不同的过程。只有在考生花费精力查阅大量文献后,才能知道可以做什么课题,还需要考生自己去收集数据,分析数据,撰写报告。综述性论文需要查阅大量的参考文献,从选题到提交论文,一般仅有3个月时间,真正码字可能就一两个星期的时间,在这么短的时间内要查阅到写综述的参考文献,难度相当大。时间短难度大,很少考生能将这些类型的论文写得好和有一定深度。不过,如果你实力很强,那也是可以的。当然,每次没能通过论文答辩的考生,绝大部分都是选择了这些雷区类型题目,希望大家吸取教训。
学术堂整理了十个毕业论文题目供大家进行参考: 1、小学数学教师几何知识掌握状况的调查研究 2、小学数学教师教材知识发展情况研究 3、中日小学数学“数与代数”领域比较研究 4、浙江省Y县县域内小学数学教学质量差异研究 5、小学数学教师教科书解读的影响因素及调控策略研究 6、中国、新加坡小学数学新课程的比较研究 7、小学数学探究式教学的实践研究 8、基于教育游戏的小学数学教学设计研究 9、小学数学教学中创设有效问题情境的策略研究 10、小学数学生活化教学的研究