高中新课标数学教材某些符号、提法应该规范统一

2008-07-31 10:15胡晋宾刘洪璐
中学数学杂志(高中版) 2008年4期
关键词:子集人教方差

胡晋宾 刘洪璐

新课标教材的实验使得教材的多元化成为现实,这使得特色鲜明、风格迥异的不同版本教材争相斗艳,百花齐放.但是,教材中某些符号和提法不统一、不规范问题也因为众多原因摆在了大家的面前,它给日常的教学、考试、传播和交流带来了一定程度的紊乱.下面,我们以高中数学教材中的若干符号、提法为例来说明这一问题,希望引起大家的重视.

1 子集

上个世纪的教材中,子集用()表示,真子集用()表示.后来,教材使用()表示子集,而用()表示真子集.按现行标准,符号梁酮(或隆ⅹ)均表示子集,而真子集用符号袒颢捅硎.有的新课标教材规定子集用帘硎荆但是在后面习题里却又出现符号.这会造成一定的符号混乱,使得学生茫然不知所措.

2 取整

在代数里,中括号表示取整函数,文[1]指出,有的教材就有语句“函数f(x)=[x]的函数值表示不超过x的最大整数”,这与同一本书里面的另外一题“设函数f(x)=-x2-3x-2,(1)若g(x)=2-[f(x)]2,求g(x)的解析式……”发生混淆,所以g(x)=2-[f(x)]2最好改为g(x)=2-f2(x),以免误会.

3 数集

文[2]指出,对自然数集N、整数集Z、有理数集Q、实数集R、复数集C来说,它们排除元素0以后的数集,用相应符号右侧加上标“*”或者下标“十”来表示.例如,N*和N+都是表示除0以外的自然数集(0是最小的自然数),即正整数集.但是这被人们想当然地嫁接到了实数集及其他数集上面,以为正实数集就是R*或R+.等(尤其是R+带有正号而具有一定的“欺骗性”),并在一些教材和杂志中大量出现.实际上R*或R+均表示非零实数集.我们可以用文字“某某属于正实数集”,以及集合{x∈R|x>0}或者{x|x>0,x∈R}的形式来表示正实数集.这一点,所有数学期刊和教材都必须注意,并逐渐改正过来.(需要指出的是,对一般性图书来说,作者为了行文方便可以自行定义一些符号,但是不能和有关标准冲突;另外,有的教师喜欢自己生造数学符号,这就如同错别字一样,是不值得提倡的)

4 矩阵

按照新的标准,矩阵的符号既可以用圆括号表示,也可以用方括号表示.但在排版软件中,如果数学公式比较长,那么圆括号也会自动拉长,以致走形;而且,用圆括号在日常教学手写时容易和坐标等混淆(比如矩阵[12]和坐标(1,2)等),因此建议使用方括号来表示矩阵.

5 因为、所以

以前在几何学中,因为、所以的符号是∵、∴,文[3]指出这两个符号最早来源于日文文献(文[4]认为它们最早使用于1659年英国数学家雷恩(S.C.Wren,1632-1723)的《代数》中),因为书写简便而为人们广泛接受;但是,它们不是国际标准选定的符号.符号∵、∴好比两个兢兢业业的老员工,业绩不错且口碑尚佳,但却突然遭到无情的裁减下岗,让人顿生怜悯之心.因此,建议教科书和正规刊物就用文字“因为”“所以”来表达因果推理;而日常教学和交流,则保留符号∵、∴.

6 方差、标准差

在不同的教材中,方差的记号并不统一:在《必修3》教材中,苏教版和人教A版的样本方差均是s2;而在《选修2—3》教材中,随机变量方差前者用的是V(X)或者σ2,后者方差和标准差分别用的是DX和σX.我们知道,方差的英文是variance,标准差的英文是standard deviation,因此最先使用DX可能和英文单词dispersion(离差、差量)或者deviation有关系,使用s2可能和standard的第一个字母有关系.鉴于大学概率统计中的随机变量方差记法多为V(X)或者σ2的现实,建议方差符号统一为V(X)或者σ2(X),而标准差符号统一为V(X)或者σ(X).

7 赋值符号及算法程序语言

在《必修3》的算法内容中,有给变量赋值的问题.这就涉及了变量的赋位符号.有的教材采用了程序语言中的等于号“=”作为赋值符号,但是苏教版教材采用的是“←”,比如,给变量x赋初始值1,就可以用“x←1,来表示.这一记号比等于号“=”优越之处在于形象、直观,易于理解为从右到左的赋值执行过程,在思维上能把变最和常最的混淆区分开来,因此它比“=”好,建议使用.

另外,在6个版本的新课标教材中,各个版本讲解算法采用的程序语言是不一样的,其中人教A版、湘教版、鄂教版采用的都是接近于Basic的程序语言,人教B版采用的是科学计算自由软件Scilab语言,苏教版采用的是Excel自带的VBA语言,北师大版采用的是C语言.对于具体的数学问题来说,虽然算法思想是一样的,考试命题时或许不会涉及程序语言,但是程序语言使用的不同带来了不少问题.因为不同的程序语言规范和特点是不一样的——有的比较复杂,有的比较简单;有的使用基础广泛,有的大家知之甚少——所以就给教师培训、日常教学、教研交流带来了困难和紊乱,尤其是一个省份使用几套教材的情况.因此,建议最好用统一规范的、比较基础的、可以和高中信息技术课程对接的程序语言.这样有利于提高高中课程的效率,简化日常的教学行为.

8 精确度、精确到、误差不超过

这些是与《必修1》教材中二分法有关的一个提法,它们在6个版本的教材中有3种处理方案.第一种方案,苏教版和北师大版.以文[5]为例,要求方程x2-2x-1=0的一个近似解(精确到0.1),采用二分法计算多次后,发现x∈(2.375,2.4375),指出2.375和2.4375精确到0.1的近似解都为2.4,所以此方程的近似解为x≈2.4.第二种方案,人教A版.在文[6]中,给出了精确度ε的提法,指出当最后的区间[a,b]测度|a-b|<ε时,就得到零点近似值a或b(之后再取a或b的近似值).第三种方案,人教B版、鄂教版和湘教版(虽然湘教版没有相应的例题,但是在“数学实验”栏目里提到了近似值误差).以人教B版为例,书中给出了“误差不超过”的提法,指出当逼近的最后区间[a璶,b璶]有|a璶-b璶|<2ε时,计算终止,此时取区间的中间值x璶=b璶+a璶2为近似零点,它与真正的零点误差不超过ε.

可以看出,虽然所求的近似解不是唯一的,但是从文字上来理解,以上的处理方案是不一样的:第一种方案“精确到”指向的是最后的结果,0.1是用来“四舍五入”的,似乎两个端点近似值必须相等;第二种方案中的精确度是指最后的区间测度,两个端点精确到精确度时的精确值是否相同并不要紧,因为既可以是a的近似值也可以是b的近似值,而这二者可以不同,譬如文[6]中的2.5390625和2.53125精确到0.01并不相同,但最后取的是2.54作为近似解;第三种方案算法操作性较强,易于转化为程序语言,它强调的是“误差不超过”,并且此处的误差是第二种方案中“精确度”的一半.因此,建议有关提法最好统一.

参考文献

[1] 欧阳昌常.谈谈我对人教版高一上学期数学教科书的认识和看法[J].中学数学研究,2006(4).

[2] 新闻出版署图书管理司,中国标准出版社(编).作者编辑常用标准及规范[G].北京:中国标准出版社,1997:207.

[3] 陈浩元.科技书刊标准化18讲[M].北京师范大学出版社,1998:143.

[4] 徐品方,张红.数学符号史[M].北京,科学出版社,2006:292-293.

[5] 单壿.普通高中课程标准实验教科书·数学1(必修)[M].南京:江苏教育出版社,2007:77.

[6] 刘绍学.普通高中课程标准实验教科书·数学1(必修)A版[M].北京:人民教育出版社,2004;104—106.

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