基于多元智能的數(shù)學(xué)校本選修課程“四步”實(shí)施

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數(shù)學(xué)校本選修課程作為國家課程的拓展與補(bǔ)充，沒有高考壓力，在課程實(shí)施過程中內(nèi)部動機(jī)起著更為主導(dǎo)的作用，學(xué)生的多元優(yōu)勢智能得到更大程度的發(fā)揮.以《數(shù)學(xué)多棱鏡》第四章中“探秘經(jīng)典〞單元—課時教學(xué)為例，通過“努力觸發(fā)燃點(diǎn)線〞“精心打造共同體〞“細(xì)致滋養(yǎng)生長點(diǎn)〞“繽紛絢爛展示群〞的“四步〞課程實(shí)施，讓學(xué)生對“基本不等式〞與“柯西不等式〞的悠久歷史、相互關(guān)聯(lián)、幾何背景、代數(shù)詮釋、思想啟示進(jìn)行深入探究，在此過程中學(xué)生的多元優(yōu)勢智能助推數(shù)理規(guī)律智能，推動學(xué)生的數(shù)學(xué)探究活動.

校本選修;多元智能;“四步〞實(shí)施;探秘經(jīng)典

1問題緣起

數(shù)學(xué)校本選修課程作為國家課程的拓展與補(bǔ)充，其實(shí)施過程是以國家課程的實(shí)施為基本藍(lán)圖，但是又較之國家課程有學(xué)生更為廣闊的發(fā)揮發(fā)展空間，由于數(shù)學(xué)校本選修課程的實(shí)施更為自由靈活機(jī)動.國家課程以高考影響下的成績目標(biāo)為導(dǎo)向，對于學(xué)生來講有很強(qiáng)的外部動機(jī)，而校本選修課程沒有高考的壓力，學(xué)生的表現(xiàn)更隨心而動，內(nèi)部動機(jī)起著更為主導(dǎo)的作用.在課程實(shí)施過程中，學(xué)生潛藏的多元智能得到更大程度的開發(fā)，用學(xué)生各種優(yōu)勢智能助推數(shù)理規(guī)律智能，引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)學(xué)的眼光觀測世界，用數(shù)學(xué)的思維思考世界，用數(shù)學(xué)的語言描述世界.

2多元智能理論基礎(chǔ)

霍華德加德納認(rèn)為人的智能是一個繁雜的綜合體，涵蓋語言智能、空間視覺智能、運(yùn)動智能、音樂智能、數(shù)理規(guī)律智能、人際關(guān)系智能、自我認(rèn)知智能、自然觀測者（博物學(xué)家）智能、存在智能.就智能的發(fā)展問題，加德納認(rèn)為各種智能的發(fā)展存在不同的規(guī)律，但從整體而言主要有以下幾點(diǎn)：（1）對于某一個人來說，智能的發(fā)展是不平衡的.即每個人都有各自的智能強(qiáng)項(xiàng)和弱項(xiàng).智能之間的不同組合表現(xiàn)出個體間的智能差異，即每個人都有自己的智能輪廓;（2）智能的發(fā)展受教育和文化環(huán)境的影響很大.通過教育培養(yǎng)可以提高人的智能，即人的多元智能發(fā)展水平的高低關(guān)鍵在于后天的開發(fā);（3）不同智能顯現(xiàn)出來的年齡存在明顯差異，應(yīng)有意識捕獲不同智能發(fā)展的最正確時機(jī);（4）不同智能之間存在相互影響，如“瓶頸效應(yīng)〞“補(bǔ)償效應(yīng)〞“催化效應(yīng)〞.

3《數(shù)學(xué)多棱鏡》的“四步〞課程實(shí)施

筆者基于多元智能理論開發(fā)的校本選修課程命名為《數(shù)學(xué)多棱鏡》，之所以命名為《數(shù)學(xué)多棱鏡》，是由于筆者將課程分為“數(shù)海覓蹤，學(xué)無止境，多思古今，棱角明顯，鏡像萬千〞五部分，每部分的課程各具特色.“數(shù)海覓蹤〞側(cè)重對國家課程里的內(nèi)容二次挖掘;“學(xué)無止境〞側(cè)重學(xué)生的奇思妙想;“多思古今〞側(cè)重從數(shù)學(xué)史的角度探究高中數(shù)學(xué)中的某些內(nèi)容;“棱角明顯〞側(cè)重對經(jīng)典公式定理的來龍去脈進(jìn)行探究;“鏡像萬千〞側(cè)重?cái)?shù)學(xué)與實(shí)際生活的緊湊聯(lián)系.綜合基于多元智能的校本選修課程實(shí)施可以分為“四步〞：點(diǎn)燃、構(gòu)建、深潛、共享.下面筆者以第四章中“探秘經(jīng)典〞的單元—課時教學(xué)為例，談?wù)剶?shù)學(xué)校本選修課程的“四步〞實(shí)施.

3.1點(diǎn)燃：努力觸發(fā)燃點(diǎn)線

在一般的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)往往是被教師提出的問題或任務(wù)驅(qū)動，而筆者追求的校本選修課程在實(shí)施過程中，希望由學(xué)生自主自發(fā)地發(fā)現(xiàn)問題.提出一個問題往往比解決一個問題更重要，由于解決問題可能僅是一個技能而已，而提出新的問題、新的可能性或者從新的角度去看舊的問題，卻需要有創(chuàng)造性的想象力，而且標(biāo)志著科學(xué)的真正進(jìn)步.在“探秘經(jīng)典〞課程實(shí)施的起始階段，筆者意圖讓學(xué)生自己尋覓感興趣并且想探究的問題.數(shù)學(xué)中有好多經(jīng)典的公式、定理、不等式與性質(zhì)等，所謂的“經(jīng)典〞，可以從不同角度詮釋，學(xué)生心目中的“經(jīng)典〞有他們自己的詮釋.教師設(shè)計(jì)問卷調(diào)查學(xué)生心目中的“經(jīng)典〞，統(tǒng)計(jì)結(jié)果說明學(xué)生對“經(jīng)典不等式〞感興趣，因此筆者就將“經(jīng)典〞定位在不等式的研究上.進(jìn)而筆者讓學(xué)生選擇心目的“經(jīng)典不等式〞，好多學(xué)生都選擇“基本不等式〞和“柯西不等式〞，于是讓學(xué)生自己制定研究計(jì)劃，點(diǎn)燃探究火花，觸發(fā)思維燃點(diǎn)線.學(xué)生通過探討達(dá)成共識，制定了以下的研究計(jì)劃，盡可能全面透露“基本不等式〞與“柯西不等式〞的經(jīng)典之處.

學(xué)生對于制定這樣的探究計(jì)劃給出了自己的理由：首先這兩個不等式之所以經(jīng)典因其具有深厚的歷史底蘊(yùn)，其次它們的經(jīng)典之處表現(xiàn)為“經(jīng)典〞與“經(jīng)典〞之間往往存在千絲萬縷的聯(lián)系，再次它們的經(jīng)典之處應(yīng)當(dāng)表達(dá)為具有十分好的“數(shù)形結(jié)合〞屬性，最終它們的經(jīng)典之處在于蘊(yùn)含在其中的思想方法具有推廣價值與意義.燃點(diǎn)線的觸發(fā)與研究計(jì)劃的制定是一個調(diào)動學(xué)生自我認(rèn)知智能與人際關(guān)系智能的過程，當(dāng)然數(shù)理規(guī)律智能依舊占據(jù)主導(dǎo)地位，而其他智能對數(shù)理規(guī)律智能的輔助與助推作用也顯得尤為關(guān)鍵.3.2構(gòu)建：精心打造共同體

從高考的角度看，數(shù)學(xué)需要獨(dú)立思考，因此在國家課程的實(shí)施過程中，教師更多地是勉勵學(xué)生對問題進(jìn)行獨(dú)立思考和自主探究.但從辯證角度看，事物總有兩方面，假如片面地強(qiáng)調(diào)獨(dú)立思考，簡單閉門造車或出現(xiàn)“當(dāng)局者迷〞的狀況，從某種程度上限制了學(xué)生多元智能發(fā)展的空間.作為國家課程補(bǔ)充的校本選修課程沒有高考壓力，可以充分發(fā)揮數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)共同體的強(qiáng)大功能.精心打造的學(xué)習(xí)共同體要表達(dá)“同組異質(zhì)〞.從智能角度講就是同組的學(xué)生盡量擁有不同的優(yōu)勢智能，這樣的學(xué)習(xí)共同體具有兩種基本功能：（1）社會加強(qiáng)：建立學(xué)習(xí)共同體是滿足學(xué)習(xí)者的自尊和歸屬感需要的重要途徑，這里的自尊與歸屬感也表達(dá)在智能的自尊與歸屬感;（2）信息交流：學(xué)習(xí)者與輔導(dǎo)者進(jìn)行交流，同時又與同伴進(jìn)行交流和合作，共同建構(gòu)知識、共享知識、智能互補(bǔ).

在“探秘經(jīng)典〞實(shí)施過程中，學(xué)習(xí)共同體內(nèi)部均進(jìn)行了不同程度的分工，綜合起來基本都是依照學(xué)生的智能優(yōu)勢進(jìn)行分工.擁有語言優(yōu)勢智能的學(xué)生側(cè)重挖掘與查詢歷史淵源，擁有自然觀測者優(yōu)勢智能的學(xué)生側(cè)重研究兩者的關(guān)聯(lián)，擁有空間視覺智能優(yōu)勢的學(xué)生側(cè)重研究幾何解釋，擁有數(shù)理規(guī)律優(yōu)勢智能的學(xué)生側(cè)重研究代數(shù)詮釋，擁有自我認(rèn)知優(yōu)勢智能的學(xué)生側(cè)重研究思想啟示，而擁有人際關(guān)系優(yōu)勢智能的學(xué)生負(fù)責(zé)綜合各類研究，與眾人磨合，形成展示成果，最終進(jìn)行匯報的人員可以是擁有數(shù)理規(guī)律優(yōu)勢智能與語言優(yōu)勢智能的“組合〞.

3.3深潛：細(xì)致滋養(yǎng)生長點(diǎn)

針對學(xué)生制定的研究計(jì)劃和共同體分工，筆者為學(xué)生的研究活動滋養(yǎng)幾個生長點(diǎn)，讓學(xué)生的數(shù)學(xué)思維、素養(yǎng)伴隨著多元智能經(jīng)歷頓悟、破土而出.3.3.1經(jīng)典之“中西方數(shù)學(xué)發(fā)展的對比〞

中西方數(shù)學(xué)文化有著各具特色的發(fā)展歷史與特征，我國古代數(shù)學(xué)擁有絢爛的文化，值得學(xué)生去追溯，對比中西方關(guān)于兩個經(jīng)典不等式的研究特色與區(qū)別.

（1）基本不等式西方對于基本不等式的研究對比早，公元前6世紀(jì)，畢達(dá)哥拉斯學(xué)派已經(jīng)知道算術(shù)中項(xiàng)、幾何中項(xiàng)以及調(diào)和中項(xiàng)，畢氏學(xué)派的哲學(xué)家阿契塔在《論音樂》中定義了上述三類中項(xiàng)，并把幾何中項(xiàng)小于等于算術(shù)中項(xiàng)叫做基本不等式.歐幾里得在《幾何原本》中給出了兩條已知線段之間的幾何中項(xiàng)的作圖方法，如圖1所示，以AB為直徑作半圓ADB，則CD即為AC和CB之間的幾何中項(xiàng).歐幾里得之后，芝諾多魯斯在《論等周圖形》中給出命題：在邊數(shù)一致、周長相等的所有多邊形中，等邊且等角的多邊形的面積最大.在四邊形中便可以得到基本不等式.

我國對于基本不等式的研究最經(jīng)典的首推“趙爽弦圖〞（如圖2所示），趙爽是公元3世紀(jì)三國時期東吳的數(shù)學(xué)家，趙爽弦圖的經(jīng)典之處在于他用截、割、拼、補(bǔ)來證明代數(shù)式之間的恒等關(guān)系勾股定理，而“基本不等式〞也蘊(yùn)含于趙爽弦圖中，趙爽在給《周髀算經(jīng)》作注時寫道：“以圖考之，倍弦實(shí)，滿外大方，而多黃實(shí)，即勾股差實(shí).以差實(shí)減之，開其余，得外大方.大方之面，即勾股并也.〞由此可以讓學(xué)生探究得到基本不等式.

（2）柯西不等式

可能學(xué)生會認(rèn)為“柯西不等式〞顧名思義是由柯西首次提出的，但是假如引導(dǎo)學(xué)生再細(xì)細(xì)查找蛛絲馬跡，便可發(fā)現(xiàn)兩個值得斟酌的問題.其一，從歷史角度講，柯西不等式應(yīng)當(dāng)稱為“柯西-布尼亞克夫斯基-施瓦茨不等式〞，其原因值得學(xué)生追溯;其二，從我國歷史角度講，趙爽弦圖的變形圖（譬如將趙爽弦圖中的正方形換成平行四邊形等）中也可以得到柯西不等式.

我國古代數(shù)學(xué)的風(fēng)格是以形證數(shù)，數(shù)量關(guān)系與空間形式往往是形影不離地并肩發(fā)展著，十七世紀(jì)笛卡爾解析幾何的發(fā)展正是我國這種傳統(tǒng)思想和方法在幾百年停頓后的重現(xiàn)和繼續(xù).不妨可以對學(xué)生進(jìn)行“立德樹人〞的愛國主義教育：我國文化傳承于儒家中庸之道，一向?qū)Ρ鹊驼{(diào)含蓄，而且由于年代長久，我國的好多數(shù)學(xué)研究成果未必能夠完整保存下來，所以有待于我們繼續(xù)去考證與發(fā)現(xiàn)我國古代絢爛的數(shù)學(xué)文化寶庫.

3.3.2經(jīng)典之“兩者間關(guān)聯(lián)程度的摸索〞

數(shù)學(xué)的發(fā)展告訴我們，不同的數(shù)學(xué)知識之間存在千絲萬縷的聯(lián)系，也正是這種聯(lián)系推動數(shù)學(xué)不斷的發(fā)展，學(xué)生相信“基本不等式〞與“柯西不等式〞兩大經(jīng)典不等式之間也存在必然的聯(lián)系.學(xué)生發(fā)現(xiàn)，對于二維柯西不等式（a2+b2）（c2+d2）≥（ac+bd）2，假如取c=d=1時，二維柯西不等式就是二維基本不等式a2+b2≥2ab;而對于三維柯西不等式（a21+a22+a23）（b21+b22+b23）≥（a1b1+a2b2+a3b3）2，假如取b1=b2=b3=1，三維柯西不等式就是基本不等式的變形a21+a22+a23≥a1a2+a2a3+a3a1;假如繼續(xù)將柯西不等式推廣到n維，依舊可以找到與基本不等式之間的關(guān)聯(lián).

數(shù)學(xué)之間的關(guān)聯(lián)不僅僅表達(dá)在兩個經(jīng)典不等式橫向之間，也表達(dá)在兩個經(jīng)典不等式與不同知識內(nèi)容之間.兩個經(jīng)典不等式原本屬于代數(shù)領(lǐng)域研究的內(nèi)容，但是它們與其他代數(shù)領(lǐng)域的內(nèi)容、幾何領(lǐng)域的內(nèi)容都存在關(guān)聯(lián)，因此就有了以下兩個“經(jīng)典〞：幾何背景與代數(shù)觀點(diǎn).3.3.3經(jīng)典之“多角度幾何背景的探究〞

基本不等式與柯西不等式具有豐富的幾何背景，單從我國古代數(shù)學(xué)看，兩個不等式都可以與幽美幾何圖形緊湊相連.隨著幾何學(xué)的深入學(xué)習(xí)，學(xué)生知道向量、復(fù)數(shù)都有幾何詮釋，還有完美表達(dá)數(shù)形結(jié)合的解析幾何，因此兩個經(jīng)典不等式與向量、復(fù)數(shù)、解析幾何都有深刻的關(guān)聯(lián).譬如圖3所示，設(shè)平面直角坐標(biāo)系中兩點(diǎn)A（a1，a2），B（b1，b2），則a=OA=（a1，a2），b=OB=（b1，b2），OD是O到直線BD的垂線段，OB是O到直線BD的斜線段，二維柯西不等式的一種幾何背景是：定點(diǎn)O到直線BD的垂線段OD比斜線段OB更短＼[1＼].3.3.4經(jīng)典之“統(tǒng)一性代數(shù)觀點(diǎn)的整合〞

從代數(shù)觀點(diǎn)看兩個經(jīng)典不等式也可以是多角度的整合，可以從不等式作差的角度、復(fù)數(shù)集內(nèi)的三角不等式角度、方程的角度、函數(shù)的角度，而不等式、方程、函數(shù)三者之間又存在重要關(guān)聯(lián)，這也是高中數(shù)學(xué)著重要研究和考察的內(nèi)容之一，顯示出數(shù)學(xué)內(nèi)部的和諧美與統(tǒng)一美.譬如基本不等式與對勾函數(shù)的緊湊聯(lián)系，而柯西不等式與某一個一元二次方程的判別式存在關(guān)聯(lián)，而且可以推廣到n維柯西不等式，從代數(shù)觀點(diǎn)，柯西不等式源于平方式非負(fù)的性質(zhì)，這與幾何中距離非負(fù)相對應(yīng).3.3.5經(jīng)典之“合理化思想方法的推廣〞

既然兩個經(jīng)典不等式有著如此悠久的歷史，有著如此默契的關(guān)聯(lián)，有著如此豐富的幾何背景，有著如此深刻的代數(shù)詮釋，那么我們不僅能夠運(yùn)用這兩個經(jīng)典不等式解決好多的問題，而且能夠?qū)⑻N(yùn)含其中的思想方法在解決問題上進(jìn)行推廣應(yīng)用，譬如構(gòu)造平面圖形解決問題，構(gòu)造空間圖形解決問題，構(gòu)造解析幾何圖形解決問題，構(gòu)造函數(shù)解決問題，構(gòu)造復(fù)數(shù)解決問題，構(gòu)造向量解決問題等.3.4共享：繽紛絢爛展示群

展示是校本選修課程實(shí)施的一個重要環(huán)節(jié)，經(jīng)過學(xué)習(xí)共同體對兩個經(jīng)典不等式的“深潛〞，均有所斬獲，通過學(xué)習(xí)共同體的書面匯報，筆者發(fā)現(xiàn)，由于不同的學(xué)習(xí)共同體的主導(dǎo)優(yōu)勢智能有所不同，因此探究側(cè)重點(diǎn)也會有所不同，探究的深淺程度也有所不同.筆者根據(jù)不同學(xué)習(xí)共同體的優(yōu)勢與特點(diǎn)