数学教育的科学价值主要包括数学的科学价值、数学教育的科学素养价值。一、数学的科学价值数学对于科学的价值,表现在诸如物理、化学、生物、天文等学科的产生和发展的许多方面。如果从数学的要素来看,具体表现在以下四个方面。1、数学知识的应用科学与数学的结合产生了一些交叉和边缘学科,如数学物理方程(方法)、生物数学、数学生态学等。2、数学(符号)语言的应用数学是科学的主要术语。比如,当代物理学的基本规律--牛顿力学的运动规律,牛顿万有引力定律,电磁场原理,热力学第一、第二定律,统计力学原理,狭义相对论原理,广义相对论原理,量子力学定律,电子的相对论波动原理,规范场论等的表述。3、数学思想方法的应用在现代科学中,由于数学思想方法的广泛应用,从而产生了大量与计算有关的边缘科学和交叉科学,如计算力学、计算流体力学、计算结构力学、计算物理学、计算化学、计算生物学、计算胚胎学、计算地质学、计算地震学、数值气象学等。4、数学思维方式的应用诸如符号化、数学化、抽象化、公理化、结构化、逻辑分析、推理计算、从数据进行推断、优化等数学思维方式在科学理论的建构和发展中起着非常重要的作用。二、数学教育的科学素养价值数学教育的科学素养价值,是指数学教育对形成人的科学素养(如科学意识,科学思想、方法,科学精神,科学态度,科学品质)的意义和作用。具体说来,它有如下几个特性。1、数学中的科学特性“世界是可被认识的”的科学观,科学的“真、善、美”的本质观,科学理论评价的“外部的确认”与“内部的完美”两条标准,科学知识的发展性和不确定性,科学探索中的“观察”“实验”“验证”“证据”,科学的解释和预测功能等诸多的科学特性,也无不都是数学的特性。2、数学中的科学思想方法无论是实证方法、理性方法、臻美方法,还是科学发现中的类比推理、合情推理、直觉和灵感,无不与数学的发现方法和模式完全相同和一致。3、数学中的科学精神数学体现的科学精神有:求真、求实、客观的精神,合理怀疑、批判、创新的精神,民主、平等、合作的精神,不断探索、顽强执著、锲而不舍的精神,等等。4、数学的科学应用数学的产生和发展同其他科学一样,来自于问题。这里的问题一般可分为实际问题和理论问题两类。科学所研究的自然界无疑是实际问题的源泉,如作为世界上发展最早、历史最长的天文学之一的中国古代天文学,它所研究的历法编算和天象观测与数学就有着密切的联系。
数字教材的教学价值包括以下几个方面:
个性化教学:数字教材可以根据学生的不同需求和学习风格,提供不同的学习路径和资源,实现个性化教学。
互动性强:数字教材具有较强的互动性,可以通过多媒体技术、虚拟仿真等手段,增强学生的学习兴趣和参与度。
知识点呈现更直观:数字教材可以利用多媒体技术,将知识点以图像、动画、音频、视频等形式呈现,使学生更加直观地理解和掌握知识。
更新及时:数字教材可以随时进行更新和修订,保证内容的及时性和准确性。
方便携带和存储:数字教材可以通过电子设备进行传播和存储,方便学生随时随地进行学习。
有效控制学习进度:数字教材可以为学生提供学习计划和进度,帮助学生合理规划学习时间和掌握学习进度。
总的来说,数字教材可以增强学生的学习兴趣和积极性,提高学生的学习效率和成绩,同时也为教师提供了更加便捷和有效的教学工具。
一个潜在的优点是电子书比基于纸张的文本具有更大的灵活性和可访问性;电子书的移动图形和视频剪辑等特征而增加了视觉吸引力,同时也增加了诸如音频收藏、链接到活动和网站等支持性材料的潜力。数字教材与印刷教材一样,学生能够在重要的句子下划线,记笔记并查找陌生的单词。
数字教材增加了功能,使读者可以更改字体大小,观看视频剪辑并与电子书提供的各种其他动态好处进行交互。研究还表明,儿童可以从电子书的新增功能中受益。数字教材与印刷教材相比还有一个优势,因为它减少了学生往返学校或学校周围的必须携带的印刷教材的数量。这是因为数字教材具有便携性,可以一次(在计算机内存或网络中)携带多个电子教材。
喜欢电子版教材的学生发现,浏览数字内容更容易,满足老师的期望和参加课堂活动也更容易。数字教材是活的、动的,正因为如此,它是名副其实的“活动性和移动性”教材一不仅为个别学习者,而且也为社区构建和创造知识,并支持和帮助管理教学活动。学习者可以在使用数字教材的同时,创建自己的“教材”,在重要部分划线,做笔记,最终将内容与自己的高质量、可靠的知识结合起来。
数字教材分4个层次:纸质教材数字化、多媒体数字教材、互动式数字教材和集聚式数字教材。不同层次的数字教材需要不同的课堂教学方式。
1.纸质教材数字化。纸质教材数字化是数字化的最基础层面,表现为静态的电子教材。教学方式主要为引导学生阅读和练习。
2.多媒体数字教材。多媒体数字教材,即多媒体的电子教材,含有音频、视频、动画等。教师不仅仅引导学生阅读和练习,还包括倾听和观察。
3.互动式数字教材。互动式数字教材是能够实现互动的数据式教材。它能够支持读者与数字教材的互动、师生互动、学生之间互动,以及教师、学生与数字教材的作者之间的互动,引导对话、交流、分享成为必要的教学方式。
4.集聚式数字教材。集聚式数字教材,是数字资源集聚的数据式教材,是前三个层次的整合和提升,是最高形态的数字教材。教师的教学方式在于以学习终端为载体、以学习云平台为支撑,实现多主体、多维度、多层次的高效互动。数字教材的发展将引领学生学习方式变革和促进教师工作方式变革。