HPM视角下代数不等式的教学 ——以均值不等式、柯西不等式为例

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不等式是高中数学中最重要的章节之一,也是高考核心内容之一。不等式内容所渗透的“元”、“次数”、“项数”和“结构”,适用于高中数学全部内容,可以说,学好不等式,也就学好了高中数学。近年来,由于数学史的教育价值日益显现,并且融入数学史的数学教学在推进新课程改革和素质教育进程中发挥着至关重要的作用。但是我国的数学史教学案例比较缺乏,且因融入方式单一、融入深度不够等问题无法与现实教学很好切合。课堂教学的HPM案例能很好地将数学史与数学教育进行整合,并有效提升数学教师的教学成效与学生的数学学科核心素养。基于此,本文针对必修第一册2.2基本不等式、选修4-5第三讲柯西不等式两部分内容分别开发了HPM教学案例。首先针对上述两个教学内容进行数学史料的搜集与加工;然后基于HPM视角设计不等式的教学案例,运用重构历史的方式揭示历史背景与历史发展过程,并预测学生在学习过程中可能存在的认知障碍和容易出现的错误,设计基于数学史的数学课堂活动,通过师生共作针对性地解决疑难点;最后通过课后师生调研反馈讨论数学史融入课堂的教学效果。通过教学实践和调研分析得出如下结论:融入数学史的不等式教学案例能够有效激发学生的学习兴趣,树立学生的自信心,启发学生的人格成长,拓宽学生的视野,了解多元文化的数学。本文针对具体问题进行了HPM案例的设计和教学效果的探讨,针对每个案例都增设了案例升华,对问题进行了推广,旨在通过本文的研究为数学史融入不等式的教学案例提供参考。
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