美國沒有全國統(tǒng)一的中小學(xué)強(qiáng)制數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),雖然前面有2000年美國數(shù)學(xué)教師協(xié)會制定的數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),后面有2010年美國全國州長協(xié)會(NGA)聯(lián)合全美首席學(xué)校官員理事會(CCSSO)制定了美國中小學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)《Common Core State Standards for Mathematics》(共同州核心數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)),但是對各州沒有強(qiáng)制約束力,各州原來都有自己的中小學(xué)數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)在有40多個州先后參照《共同州核心數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》制定適合本州特點(diǎn)的州數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn).各州的新課程標(biāo)準(zhǔn)在參照共同核心課程標(biāo)準(zhǔn)(CCSS)基礎(chǔ)上結(jié)合本州原課程標(biāo)準(zhǔn)及學(xué)生實(shí)際制定,隨之而來的是各州數(shù)學(xué)教材的變化,新、舊數(shù)學(xué)教材還在過度過程中,美國各州舊數(shù)學(xué)教材由教材出版商依據(jù)各州課程標(biāo)準(zhǔn)編寫出版,質(zhì)量和內(nèi)容層次不齊,高中課程設(shè)置因不同州或不同的學(xué)區(qū)甚至不同的學(xué)校而異,每門課程都分四個等級:學(xué)術(shù)課程(Academics course), 榮譽(yù)課程(Honors course) , 預(yù)備先修課程(Advanced placement ,Pre-AP)、 先修課程(Advanced placement ,簡稱AP)難度依次增加,主要有代數(shù)1,代數(shù)2,幾何、三角函數(shù),預(yù)備微積分等, AP課程要學(xué)習(xí)大學(xué)里的微積分,考試通過了可以折抵大學(xué)學(xué)分. 本文所研究的教材只指美國采用該教材的州學(xué)生用教科書,不包括其他教學(xué)材料,通過對AMSCO學(xué)術(shù)出版公司(AMSCO SCHOOL PUBLISHER)出版的由 Ann、 Xavier 、Gantert等人編寫的供美國各州高中學(xué)生使用的代數(shù)(一)、幾何、代數(shù)(二)與三角的數(shù)學(xué)內(nèi)容加以列舉并分析知識點(diǎn)順序、知識結(jié)構(gòu)編寫特點(diǎn),管窺美國高中數(shù)學(xué)主要學(xué)習(xí)內(nèi)容及知識模塊之間結(jié)構(gòu)關(guān)系.美國高中根據(jù)學(xué)生的不同數(shù)學(xué)基礎(chǔ)開設(shè)各類相關(guān)數(shù)學(xué)課程供學(xué)生選修,例如還有預(yù)科代數(shù)”(pre-Algebra)、高階數(shù)學(xué)概念(Advanced maths concept)等.限于篇幅,本文只研究美國部分高中采用的三門課程所用教材.
1 AMSCO高中數(shù)學(xué)教材及課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)內(nèi)容
下表1、表2、表3分別列出美國AMSCO學(xué)術(shù)出版公司高中代數(shù)(一)、幾何、代數(shù)(二)教材內(nèi)容.
AMSCO代數(shù)(二)中三角函數(shù)的學(xué)習(xí)較為系統(tǒng)和完整:三角函數(shù)的圖像和性質(zhì)、三角恒等式、三角方程、三角函數(shù)應(yīng)用等,表3中函數(shù)的代數(shù)變換主要講函數(shù)的復(fù)合變換性質(zhì):(f+g)(x)=f(x)+g(x), (f-g)(x)=f(x)-g(x),(fg)(x)=f(x)g(x),(f/g)(x)=f(x)/g(x)等性質(zhì)及其應(yīng)用.
2 AMSCO教材整體知識結(jié)構(gòu)比較分析
2.1 AMSCO數(shù)學(xué)教材內(nèi)容相對比較簡單
從表1可以看出,美國高中教材中很多內(nèi)容比中國大陸現(xiàn)行教材中的內(nèi)容簡單很多,例如:代數(shù)(一)中分式的近似值、有效數(shù)字、小數(shù)點(diǎn)后小數(shù)保留位數(shù)、無理數(shù)、乘法和除法、代數(shù)式的加減、解一次方程和一次不等式等,幾何中的直線、線段、角和三角形全等等內(nèi)容,上述內(nèi)容都是中國新課程教材中初中就需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,還有比例和比率這樣的內(nèi)容在中國都屬于小學(xué)和初中的必修內(nèi)容.
2.2 AMSCO教材的代數(shù)、幾何和概率之間總體上體現(xiàn)出各模塊分割編寫
從表1、表2、表3 內(nèi)容可以看到,代數(shù)(一)和代數(shù)(二)的內(nèi)容總體上按照數(shù)與代數(shù)→函數(shù)→三角→概率統(tǒng)計(jì)這樣的順序編排知識點(diǎn),幾何部分按照幾何概念→平面幾何→解析幾何→立體幾何這樣的順序編排,也有少量的不同模塊知識混合編寫的情況,例如代數(shù)(一)教材中也有幾何內(nèi)容出現(xiàn):幾何圖形、面積和體積、直角三角形等,而幾何教材中有三角運(yùn)算內(nèi)容.
2.3 超越方程仍然是美國高中代數(shù)教材的重點(diǎn)內(nèi)容
從美國代數(shù)(二)教材內(nèi)容看,中國上世紀(jì)80—90年代使用的全國通用高中數(shù)學(xué)教材中的指數(shù)方程、對數(shù)方程、三角函數(shù)、三角方程等內(nèi)容仍然是美國高中教材中的主要內(nèi)容,上述內(nèi)容是在學(xué)習(xí)指數(shù)函數(shù)、對數(shù)函數(shù)、三角函數(shù)及簡單代數(shù)方程基礎(chǔ)上的升華內(nèi)容,也是對線性方程等簡單代數(shù)知識的拓廣和加深.
2.4 三角函數(shù)的知識脈絡(luò)結(jié)構(gòu)和中國大陸舊教材風(fēng)格相似
美國教材中對三角函數(shù)的學(xué)習(xí)也通過比例→直角三角形中的三角比→一般三角形中的三角函數(shù)→廣泛意義上的角的三角函數(shù)這樣的順序來學(xué)習(xí),這種風(fēng)格和中國上世紀(jì)80—90年代使用的全國通用高中數(shù)學(xué)教材中三角函數(shù)的知識脈絡(luò)安排相似,這種風(fēng)格從形象到抽象、從數(shù)到代數(shù)形式,逐漸過渡,應(yīng)該是符合學(xué)生心理發(fā)展規(guī)律的,而且,美國教材沿襲西歐傳統(tǒng)風(fēng)格,這種知識結(jié)構(gòu)安排方式應(yīng)該是久經(jīng)實(shí)驗(yàn)、比較有效的范式.
2.5 歐式幾何知識的學(xué)習(xí)仍然是美國高中數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容
從上述表1、表2、表3內(nèi)容看,歐式幾何的基本內(nèi)容仍然是美國高中學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的重要組成部分,并且基本上還是按照《幾何原本》的公理體系結(jié)構(gòu)模式來安排知識順序,先是幾個公設(shè)作為基礎(chǔ),在公設(shè)基礎(chǔ)上推理出定理和性質(zhì),《幾何原本》的公里體系模式以及嚴(yán)格的推理證明方法是訓(xùn)練邏輯思維的基本而有效的方法.雖然對歐式幾何的爭議一直未斷,但是現(xiàn)在看來歐幾里得并沒有從西方數(shù)學(xué)教材中“滾蛋”.
2.6 知識呈現(xiàn)方式細(xì)膩而精致
AMSCO教材中數(shù)學(xué)知識的呈現(xiàn)詳細(xì)而細(xì)膩,例題先分析再解題,步驟完整而精致,整本書知識呈現(xiàn)“如烹小鮮”,娓娓道來,步步為營,節(jié)奏有序而平穩(wěn),練習(xí)題按照難度分層設(shè)計(jì):PART Ⅰ、PARTⅡ、PART Ⅲ;幾何內(nèi)容的學(xué)習(xí)也是預(yù)先學(xué)習(xí)證明方法:歸納推理,充要條件(difinition as biconditionals),演繹推理,直接和間接證明,假設(shè)、定理和證明,條件(筆者:或題設(shè))的加和減,等量代換、等量乘等量,等量除等量,等量的平方和開方,再學(xué)習(xí)具體幾何知識的證明:平面幾何、解析幾何、立體幾何.
3 結(jié)論與啟示
3.1 按照數(shù)學(xué)知識分模塊編寫教材仍然在美國被采用值得思考
全球各國數(shù)學(xué)教育界一度曾熱議可否打破數(shù)學(xué)知識模塊之間的籓籬,讓不同的數(shù)學(xué)分支內(nèi)容之間相互融合、相互滲透、相互支撐,還原數(shù)學(xué)發(fā)展過程中的本來面目,包括中國大陸在內(nèi)的各國數(shù)學(xué)教材也做了很多嘗試,但是數(shù)學(xué)本身的發(fā)展過程漫長而零碎,缺乏系統(tǒng)性,要讓學(xué)生在短短3、4年內(nèi)完成較多的數(shù)學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí),分模塊學(xué)習(xí)也許是必要的,傳統(tǒng)知識編排模式在英國和俄羅斯教材中仍然保持,當(dāng)然,打破不同數(shù)學(xué)分支之間的籓籬,能融會貫通地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),能讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)的本來面目,有利于學(xué)生今后對數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用以及自身的發(fā)展,但是需要編寫教材的人有很扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底和開闊的數(shù)學(xué)視野,同時(shí)也要具備教育學(xué)、心理學(xué)知識,才能編寫出學(xué)習(xí)效率較高的教材來.
3.2 精致而細(xì)膩的知識呈現(xiàn)模式適合基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生學(xué)習(xí)
中國大陸上世紀(jì)80—90年代的高中教材全國通用,一綱二本,考慮到不同地區(qū)學(xué)生的基礎(chǔ)差異,編寫了兩種版本的教材供學(xué)生選用:甲種本和乙種本,均由人民教育出版社編寫出版,依據(jù)當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)大綱編寫,乙種本稍微簡單,但是知識呈現(xiàn)更加細(xì)致,細(xì)節(jié)性知識減少,筆者經(jīng)歷了這兩種版本教材在不同學(xué)校使用的效果,很多采用乙種本的學(xué)校,學(xué)生學(xué)習(xí)成績反而優(yōu)于采用甲種本的學(xué)校,AMSCO教材的知識呈現(xiàn)模式細(xì)致而繁雜,表2的幾何內(nèi)容就洋洋灑灑600多頁,對成績優(yōu)秀的學(xué)生看來可能沒有必要,但是對于數(shù)學(xué)底子薄弱的學(xué)生來講卻非常有必要,所有概念都羅列出來,例題解題過程完整而仔細(xì),有利于學(xué)生對知識的歸納,也有利于學(xué)生學(xué)習(xí)到規(guī)范的解題方法和思維模式.
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