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關(guān)鍵詞:初中數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)史;數(shù)學(xué)文化
中圖分類號:G633.6 文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1672-1578(2015)10-0321-01
早在20世紀(jì)初,數(shù)學(xué)教學(xué)中,嚴(yán)重脫離數(shù)學(xué)文化,脫離生活實際,使人誤認(rèn)為"數(shù)學(xué)是天才頭腦中想象出來的臆造物"。也有"數(shù)學(xué)=邏輯"、"一種符號的游戲"等的片面看法,將數(shù)學(xué)內(nèi)涵、數(shù)學(xué)文化等被深深掩埋起來。
數(shù)學(xué)史的遺忘,使數(shù)學(xué)更顯枯燥乏味,滲透數(shù)學(xué)史,數(shù)學(xué)課因史而魅力無限。本文重點談?wù)剶?shù)學(xué)史在初中數(shù)學(xué)教學(xué)中的運用,論述新教材下初中數(shù)學(xué)教學(xué)的數(shù)學(xué)文化的滲透的主要策略。
1.借助數(shù)學(xué)史,滲透數(shù)學(xué)文化
1.1 巧立基點,彰顯數(shù)學(xué)文化。新課程標(biāo)準(zhǔn)要求教師改變"教書匠"的身份,力改"傳道授業(yè)解惑"的師者身份,向"學(xué)者型"教師轉(zhuǎn)化。作為數(shù)學(xué)教師,應(yīng)注重數(shù)學(xué)史在數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透河融入,在不同的年級,結(jié)合教材中不同的史料作為融入數(shù)學(xué)文化的素材,對學(xué)生以不同的形式向進行數(shù)學(xué)史的教學(xué)。
世界著名數(shù)學(xué)家、《九章算術(shù)》、方程史話等都在七年級的教材中獨居一隅;八年級涉及的數(shù)學(xué)史有勾股定理的證明以及函數(shù)概念的起源等在教材中也有一席之地;九年級的海倫-秦九韶公式等在教材中也引人注目。教學(xué)中,如果將這些數(shù)學(xué)文化史滲透到教學(xué)中,定會起到數(shù)學(xué)史浸潤數(shù)學(xué)課堂之效。
"世界著名數(shù)學(xué)家"讓學(xué)生了解到國內(nèi)外的數(shù)學(xué)家的故事,使學(xué)生從他們身上,領(lǐng)悟到對知識的探究精神以及敢于思考、敢于挑戰(zhàn)、敢于面對困難和壓力、挫折等的精神和人生態(tài)度,學(xué)習(xí)他們身上折射出來的理想境地,了解"數(shù)學(xué)界的莎士比亞"包括數(shù)學(xué)史上與高斯、莎士比亞、牛頓齊名的瑞士數(shù)學(xué)家小歐拉智改羊圈歐拉,了解古今中外的數(shù)學(xué)家的名人軼事。
1.2 找準(zhǔn)支點,擁抱數(shù)學(xué)文化。滲透數(shù)學(xué)文化,應(yīng)找準(zhǔn)支點,何時滲透比較合適,教學(xué)的哪個環(huán)節(jié)滲透為妙,以什么方式滲透等都需要慎重考慮。
2.初中數(shù)學(xué)史在數(shù)學(xué)課堂教學(xué)中的應(yīng)用
數(shù)學(xué)教學(xué)中,利用數(shù)學(xué)史,可以使數(shù)學(xué)課堂精彩無限,獨具風(fēng)采。下面以勾股定理的數(shù)學(xué)史在勾股定理學(xué)習(xí)中的運用,談?wù)剶?shù)學(xué)史在數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透的方法和策略。
2.1 從文化習(xí)慣入手,發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)文化。數(shù)學(xué)學(xué)科的發(fā)展過程其實是猜測、實驗、總結(jié)、歸納、驗證的過程,教授數(shù)學(xué)新知時,不僅讓學(xué)生知道其然,更讓學(xué)生知道所以然,讓學(xué)生經(jīng)歷探索、發(fā)現(xiàn)的過程,這樣有利于讓學(xué)生理解新知、鞏固新知、應(yīng)用新知、拓展新知。例如,教師在講勾股定理這節(jié)時,上課前,教師作出盡可能多的直角三角形和非直角三角形,直角三角形的兩條直角邊最好接近整數(shù)。上課時,發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生以小組為單位,量出每個三角形的三條邊的長度。
在學(xué)生量出了直角三角形的三條邊后,引導(dǎo)學(xué)生計算并驗證:直角三角形的兩直角邊與斜邊的關(guān)系,證明a2+b2是否等于c2?再引導(dǎo)學(xué)生探討:非直角三角形是否也有這個規(guī)律?你能把直角三角形中的這個規(guī)律用語言組織一下么?并引導(dǎo)學(xué)生猜測:a2+b2> c2該三角形是什么三角形?有什么特征?有什么性質(zhì)?當(dāng)a2+b2< c時呢?
進而,告訴學(xué)生,勾股定理的由來也是數(shù)學(xué)家們通過一次次測量、計算、歸納、總結(jié)而得出的。以此,激發(fā)學(xué)生們探究數(shù)學(xué)的基本方法和學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
2.2 勾股定理的歷史背景,了解數(shù)學(xué)文化。勾股定理有著悠久的歷史,它曾引起很多人的興趣. 1995年希臘發(fā)行了一枚以勾股圖為背景的郵票.所謂勾股圖是指以直角三角形的三邊為邊向正方形,他可以驗證勾股定理.在下面的勾股圖中已知角ACB=90°,角BAC=30°,AB=4.做三角形PQR使得角R=90°,點H在邊QR上,點D ,E在邊PR上,點G,F(xiàn)在邊PQ上,
那么三角形PQR的周長為_____.
再者,借助于 "大禹治水"的故事,讓學(xué)生了解大禹在治水的過程中,總結(jié)了勾股術(shù),成為世界上勾股定理的鼻祖。再借助于商高量地測天的實史,讓學(xué)生明確勾股定理又叫商高定理的原因......通過勾股定理的這一數(shù)學(xué)文化的發(fā)展史,搭建數(shù)學(xué)文化與數(shù)學(xué)探究的平臺。
2.3 勾股定理的不同證明方法,咀嚼數(shù)學(xué)文化。對于勾股定理的證明,在不同的歷史時期,方法不同,意義也不盡相同。如畢達(dá)哥拉斯對勾股定理的證明僅僅局限于文字的表達(dá),沒有代數(shù)式的表達(dá)和引用。歐幾里得的證明,追求數(shù)學(xué)理性的美;趙爽用數(shù)形結(jié)合的方法,使現(xiàn)實問題數(shù)學(xué)化等,讓學(xué)生通過對勾股定理的證明方法的不同的了解,也認(rèn)識到數(shù)學(xué)文化,咀嚼數(shù)學(xué)文化的撥大和精神。
2.4 勾股定理的運用,以史啟智。學(xué)習(xí)勾股定理時,學(xué)生了解了大量的勾股定理方面的數(shù)學(xué)文化,對學(xué)生學(xué)習(xí)勾股定理、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)起到激趣、樂究之效,那么,課外的拓展運用,更可以起到以史啟智的作用。
基于F.Swetz理論,設(shè)計以下問題,可以激發(fā)學(xué)生思考問題、解決難題的興趣,也激發(fā)學(xué)生攻克手?jǐn)?shù)學(xué)難題的欲望,增強挑戰(zhàn)名題、挑戰(zhàn)自我的意識,培養(yǎng)知難而進的精神。
如公元前1600---1800多年間,一道數(shù)學(xué)題引起大家的關(guān)注:長30英尺的椅子倚墻而立,上端沿墻下移6英尺的距離時,下端沿墻移動多少?公元1世紀(jì)的中國,引人矚目的數(shù)學(xué)題:今有恒高一丈,椅木于恒,上與恒齊,引木卻行一尺,其木至地。問木長幾何?這道題曾吸引許多數(shù)學(xué)愛好者的關(guān)注和探討。公元1300年,意大利的"矛長20英尺,依塔而立,若將末端外移12英尺,則尖端低塔多高?"的問世又轟動了數(shù)學(xué)界,又引發(fā)人們的探討。
通過這些數(shù)學(xué)文化韻味濃重的"名題",容易引發(fā)學(xué)生的興趣,直接使用勾股定理而求解、證明一般的幾何問題,更容易引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,使學(xué)生成為數(shù)學(xué)文化的營造者。
江蘇數(shù)學(xué)新教材中,數(shù)學(xué)文化成為獨立的版塊,教學(xué)中,不能置之不理,視而不見,應(yīng)充分巧妙結(jié)合這些數(shù)學(xué)文化,適時、適當(dāng)、適度地滲透到數(shù)學(xué)教學(xué)中,使數(shù)學(xué)文化為數(shù)學(xué)教學(xué)推波助瀾,使數(shù)學(xué)教學(xué)精彩無限。
參考文獻:
一、數(shù)學(xué)文化教育滲透于大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要性
1.有利于活躍課堂氣氛,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生跨入大學(xué)校門,不適應(yīng)高等數(shù)學(xué)的思想方法。這就要求高校數(shù)學(xué)教師在傳授知識的同時,培養(yǎng)他們的興趣。如果用歷史回顧和名家軼事來點綴教學(xué)一定會使學(xué)生遠(yuǎn)離數(shù)學(xué)的抽象、復(fù)雜,再適時地將數(shù)學(xué)的概念與方法貫穿其中,能夠?qū)?nèi)容由抽象變具體,使枯燥的數(shù)學(xué)教學(xué)變得生動活潑,從而使學(xué)生熱愛數(shù)學(xué),激發(fā)其學(xué)習(xí)的興趣。2.有助于體會數(shù)學(xué)本身的美著名數(shù)學(xué)家陳省身先生曾不止一次地提出:“數(shù)學(xué)是美的。”數(shù)學(xué)的美體現(xiàn)在方方面面,數(shù)學(xué)中處處充滿著簡潔美、奇異的美、對稱的美、抽象的美。比如對稱美:12×12=144,21×21=441;13×13=169,31×31=961;102×102=10404,201×201=40401。再比如,0.618…它被中世紀(jì)學(xué)者、藝術(shù)家達(dá)芬奇譽為“黃金數(shù)”,他也被德國天文學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家開普勒贊為幾何學(xué)中的兩大“瑰寶”之一(另一個為“勾股定理”)。事實上,無論是古埃及的金字塔,還是古雅典的巴特農(nóng)神廟以及今日的巴黎的埃菲爾鐵塔,這些世人矚目的建筑中都蘊涵著0.618…這一黃金比值(它顯然展示著數(shù)學(xué)美感)。而數(shù)學(xué)中更為一般的對稱,則體現(xiàn)在函數(shù)圖像的對稱性和幾何圖形上。前者是運用在建筑、美術(shù)領(lǐng)域后給人以無窮的美感,后者則為我們探求函數(shù)的性質(zhì)提供了方便。愛因斯坦說過:“這個世界可以由音樂的音符組成,也可以由數(shù)學(xué)的公式組成”。數(shù)學(xué)文化則是數(shù)學(xué)美的主要表現(xiàn)形式。數(shù)學(xué)是無國界的,大部分學(xué)生對于數(shù)學(xué)的公式和符號心生畏懼,但這些數(shù)學(xué)公式和符號的實質(zhì)是一種數(shù)學(xué)語言的表現(xiàn),如同音樂的韻律一般。數(shù)學(xué)是一種理性的美,音樂是感性的美。在教學(xué)過程中,介紹數(shù)學(xué)中的美學(xué),將增加數(shù)學(xué)本身的魅力,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而使學(xué)生真正的喜歡上數(shù)學(xué),最終提高教學(xué)效率,提升大學(xué)生自身的數(shù)學(xué)素養(yǎng)。3.有助于數(shù)學(xué)知識的掌握數(shù)學(xué)教學(xué)中充滿了對公式的推理和應(yīng)用,教學(xué)過程重視嚴(yán)密性、邏輯性和系統(tǒng)性。因此,需要培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力,而這種能力的培養(yǎng)要求給學(xué)生傳授專業(yè)的數(shù)學(xué)知識,并且加以練習(xí)。但是,在課程教學(xué)過程中,部分教師很少講數(shù)學(xué)精神以及數(shù)學(xué)思想等一系列數(shù)學(xué)文化給學(xué)生聽,甚至一些數(shù)學(xué)專業(yè)的大學(xué)生都對數(shù)學(xué)學(xué)科發(fā)展史以及一些著名數(shù)學(xué)家這一系列的數(shù)學(xué)文化內(nèi)容知曉甚少。筆者認(rèn)為,許多數(shù)學(xué)知識體系的建立都是通過不斷進步最終形成的較為完善的體系??珊芏鄬W(xué)生只知其然,不知其所以然的模式導(dǎo)致只是為學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí),卻不知道這些公式的原理。故了解知識背后的數(shù)學(xué)文化,能夠使學(xué)生避免成為填鴨教學(xué)的受體,真正地成為數(shù)學(xué)魅力的感受者和學(xué)習(xí)者。
二、如何將數(shù)學(xué)文化滲透于大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中
大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的主要任務(wù)是讓學(xué)生掌握數(shù)學(xué)的概念、思想和方法,在課堂教學(xué)中,要有目的地再現(xiàn)數(shù)學(xué)歷史情景。如講導(dǎo)數(shù)概念時可講授微積分的創(chuàng)立過程,要用問題式、啟發(fā)式和發(fā)現(xiàn)式等方式使學(xué)生有意識地分析數(shù)學(xué)家們原來的創(chuàng)造思維活動脈絡(luò),體會數(shù)學(xué)思想的整體連貫性,不能簡單的回顧歷史。這樣才會全面深刻地理解極限概念,從而對以后用極限作為基礎(chǔ)的微積分學(xué)、級數(shù)論等會更容易接受,大學(xué)數(shù)學(xué)也就變得具體、簡單了。具體地,1.高校教師加強對數(shù)學(xué)文化的認(rèn)識如果一個大學(xué)數(shù)學(xué)老師在課堂上只側(cè)重于理論的證明、推導(dǎo),數(shù)學(xué)的概念,定理證明的過程,而不是概念的由來,也不是發(fā)現(xiàn)定理的過程,這對于學(xué)生對知識的全面掌握和理解是十分不利的。因此大學(xué)數(shù)學(xué)教師應(yīng)該轉(zhuǎn)變數(shù)學(xué)教育觀念,把數(shù)學(xué)教學(xué)看成一種文化系統(tǒng),利用數(shù)學(xué)文化的教育來啟蒙學(xué)生的思想,讓學(xué)生了解數(shù)學(xué)知識和方法背后的數(shù)學(xué)文化價值。比如,高等數(shù)學(xué)中微積分的教學(xué),應(yīng)該介紹微積分產(chǎn)生的發(fā)展史和思想史,而后是講授概念、定理及相關(guān)方法,最后是介紹其具體的應(yīng)用價值。2.運用多媒體技術(shù)輔助數(shù)學(xué)文化教學(xué)多媒體通常是指錄像帶與錄像機、幻燈片與幻燈機、投影片與投影機、光盤與VCD、CAI課件與計算機,等等?!罢n件”是通過計算機將文本、圖形、聲音、圖像、動畫、視頻等多種媒體進行綜合處理制作而成的、用于課堂教學(xué)的軟件。多媒體是現(xiàn)代化教育技術(shù)的重要組成部分,它可以豐富和優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)方法。借助現(xiàn)代教學(xué)手段,數(shù)學(xué)文化可以更好地與教學(xué)過程相結(jié)合,提高資源的利用率,使大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)活動煥發(fā)青春、充滿活力。比如,在介紹定積分概念時,我們可以溯源到牛頓的“分析學(xué)”,計算任意曲線下圖形的面積。此時,可以利用多媒體課件制作動態(tài)的圖形分割,而后近似求曲邊梯形的面積,利用數(shù)學(xué)軟件再現(xiàn)此過程無疑是生動形象的,很有利于學(xué)生從直觀上理解這種基于積分思想的求面積的方法,同時使學(xué)生感受到了純數(shù)學(xué)與現(xiàn)代科技相結(jié)合的巨大魅力。
三、結(jié)語
一、數(shù)學(xué)文化在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透的意義
無論是從教育的價值方面考慮,還是從已有的理論成果以及一線數(shù)學(xué)教師的經(jīng)驗考慮,數(shù)學(xué)文化都是現(xiàn)實數(shù)學(xué)教學(xué)中不可或缺的內(nèi)容。
追尋數(shù)學(xué)家成長的足跡,可以了解數(shù)學(xué)先輩們刻苦鉆研的作風(fēng)、富有啟發(fā)性的治學(xué)經(jīng)驗和崇高的思想品德。它們是數(shù)學(xué)教學(xué)中激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、激勵學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)科學(xué)方法和弘揚民族精神的極其生動的思想養(yǎng)料。展現(xiàn)數(shù)學(xué)知識的產(chǎn)生背景以及數(shù)學(xué)概念的形成、發(fā)展過程和數(shù)學(xué)定理的提出過程,引導(dǎo)學(xué)生了解數(shù)學(xué)科學(xué)與人類社會發(fā)展之間的相互作用,可以追根溯源,開闊眼界,有助于全面深刻地理解數(shù)學(xué)知識,體會數(shù)學(xué)的價值,提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和文化素養(yǎng)。
欣賞數(shù)學(xué)中的美,體味數(shù)學(xué)的統(tǒng)一美、簡潔美、對稱美、奇異美,可大大改變目前數(shù)學(xué)課枯燥乏味的現(xiàn)狀,讓學(xué)生學(xué)得情趣盎然,在得到美的享受、思維的啟迪和素質(zhì)的陶冶的同時提高他們的數(shù)學(xué)審美能力,促進他們?nèi)烁駛€性、情感體驗的全面和諧發(fā)展。
二、數(shù)學(xué)文化在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透的理論基礎(chǔ)
數(shù)學(xué)教育理論家弗賴登塔爾的基本觀點主要有:1.數(shù)學(xué)起源于現(xiàn)實。數(shù)學(xué)教育必須基于學(xué)生的“數(shù)學(xué)現(xiàn)實”。而且每個學(xué)生有各自不同的“數(shù)學(xué)現(xiàn)實”。數(shù)學(xué)教師的任務(wù)之一是幫助學(xué)生構(gòu)造數(shù)學(xué)現(xiàn)實,并在此基礎(chǔ)上發(fā)展他們的數(shù)學(xué)現(xiàn)實;2.數(shù)學(xué)教育的過程是學(xué)習(xí)“數(shù)學(xué)化”和“形式化”的過程。形式化是數(shù)學(xué)教育的特征。數(shù)學(xué)教學(xué)不能停留在直觀和操作的水平,必須發(fā)展到“形式化”階段,在抽象的層次上思維;3.學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)是一個“再創(chuàng)造”的過程。學(xué)生不是被動地接受知識,而是在創(chuàng)造,把前人已經(jīng)創(chuàng)造過的數(shù)學(xué)知識重新創(chuàng)造一遍。
在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化,能夠熏陶學(xué)生思維從事物的數(shù)量和空間形式的層面去認(rèn)識世界,分析各種現(xiàn)象和問題,用數(shù)學(xué)的語言去表述、交流,進行數(shù)學(xué)處理,即以“數(shù)學(xué)的頭腦”看待問題,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,解決問題,這與“數(shù)學(xué)化”的思想不謀而合。在中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化,能吸引學(xué)生自主性地參與學(xué)習(xí)活動。
三、數(shù)學(xué)文化在當(dāng)前中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透的現(xiàn)狀與問題分析
數(shù)學(xué)文化已逐步走進中學(xué)數(shù)學(xué)課堂,但我們看到,現(xiàn)在的教學(xué)實踐仍然只過分地強調(diào)數(shù)學(xué)的工具作用,數(shù)學(xué)文化在當(dāng)前中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透的現(xiàn)狀:
首先,功利性的教學(xué)目標(biāo)。在中考的指揮鞭下,學(xué)校數(shù)學(xué)仍以貫徹“數(shù)學(xué)雙基”為教學(xué)目標(biāo),以提高升學(xué)率為主要任務(wù),于是,數(shù)學(xué)課堂教學(xué)一般采用講授法進行,教師更注重學(xué)生解題能力的培養(yǎng),要爭取在有限的時間灌輸更多的數(shù)學(xué)結(jié)論,做更多的應(yīng)用練習(xí),自然,就忽略了數(shù)學(xué)文化的滲透。
其次,單一的評價體系。考試是當(dāng)前中學(xué)教學(xué)唯一的評價體系,而書面考試只能從某種程度上考察學(xué)生對知識的掌握和運用,卻無法全面地考察學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、數(shù)學(xué)素養(yǎng),也不能全面反映一個教師的教學(xué)水平。因此,數(shù)學(xué)教學(xué)的評價體系應(yīng)當(dāng)多樣化,既重結(jié)果又重過程,更要重視影響教學(xué)過程和結(jié)果的各方面因素。正確的評價體系應(yīng)包括四個方面:對課程教材的評價、對教學(xué)過程的評價、對學(xué)生數(shù)學(xué)思維的評價以及對學(xué)生在社會上適應(yīng)度的評價。
再者,孤立的學(xué)科建設(shè)。中學(xué)各門課程都是相對孤立地進行教學(xué),各門課程往往都只注重形成學(xué)科內(nèi)的知識體系而忽略學(xué)科間的知識聯(lián)系,比如科學(xué)記數(shù)法,在“科學(xué)”中開學(xué)就用上了,而“數(shù)學(xué)”的科學(xué)記數(shù)法卻在七年級(下)才學(xué)習(xí)。我們在數(shù)學(xué)教學(xué)中要時刻注意體現(xiàn)數(shù)學(xué)與其他學(xué)科的聯(lián)系,體現(xiàn)數(shù)學(xué)的應(yīng)用價值,這亦需加強數(shù)學(xué)文化的滲透。
四、在教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化的途徑
(一)介紹數(shù)學(xué)家的故事,感受數(shù)學(xué)家的科學(xué)精神
數(shù)學(xué)家們永不放棄的意志;身處逆境、矢志不渝的精神都將極大地鼓舞學(xué)生。我們在課堂教學(xué)中尤應(yīng)利用這份精神食糧,結(jié)合教材向?qū)W生介紹數(shù)學(xué)家的故事,讓學(xué)生感受數(shù)學(xué)家的科學(xué)精神,激勵學(xué)習(xí)。譬如,介紹完全平方公式時可以介紹楊輝的事跡和成就;開始學(xué)習(xí)平面直角坐標(biāo)系時向?qū)W生介紹法國數(shù)學(xué)家笛卡兒對解析幾何所做的貢獻;還可以要求學(xué)生利用課余時間從課外讀物、因特網(wǎng)查找古今中外數(shù)學(xué)家的童年故事及他們嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、勇攀科學(xué)高峰的事跡,然后將收集到的故事編印后分發(fā)給學(xué)生相互交流。
(二)查找數(shù)學(xué)符號來源,體會科學(xué)發(fā)明過程
學(xué)習(xí)數(shù)學(xué),是從學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)符號開始的。每一個數(shù)學(xué)符號,它的產(chǎn)生都有一段鮮為人知的經(jīng)歷。讓學(xué)生通過查閱資料,對它們尋蹤探源,可以讓學(xué)生在了解數(shù)學(xué)發(fā)展史的同時,體會到數(shù)學(xué)符號并非枯燥乏味,而是充滿著智慧靈光、閃爍著生命活力。如學(xué)生學(xué)習(xí)算術(shù)平方根的時候,查到平方根“”1220年意大利數(shù)學(xué)家菲波那契使用R作為平方根號.十七世紀(jì)法國數(shù)學(xué)家笛卡爾在他的《幾何學(xué)》一書中第一次用“”表示根號?!啊笔怯衫∥膔oot(方根)的第一個字母“r”變來,上面的短線是括線,相當(dāng)于括號 。數(shù)學(xué)符號故事也將會引發(fā)學(xué)生對數(shù)學(xué)的強烈好奇心,增強學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。
(三)欣賞數(shù)學(xué)的美學(xué)價值
美學(xué)的價值不僅在于陶冶情操,提高素養(yǎng),而且有助于開發(fā)智力,促進學(xué)生的全面發(fā)展。直線的剛勁平穩(wěn)、曲線的對稱柔和、波浪起伏的圖象、黃金分割……正如數(shù)理哲學(xué)家羅素所說:“數(shù)學(xué)如果正確看待它,不但擁有真理,而且具有至高的美”。這種美正是數(shù)學(xué)家們將自己的勞動成果按他們的美學(xué)觀以自己最滿意的形式總結(jié)出來并獻給人類的美,具有特殊的美學(xué)價值。
參考文獻:
[1]鄭毓信,王憲昌,蔡仲.數(shù)學(xué)文化學(xué)[M].四川:四川教育出版社,2000.
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)教學(xué);文化滲透;數(shù)學(xué)能力
數(shù)學(xué)本身就是一種文化,是人類文明的重要組成部分。在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,我們必須加強對數(shù)學(xué)文化的滲透,以此提升學(xué)生的數(shù)學(xué)能力和人文素養(yǎng)。
一、備課環(huán)節(jié)的文化滲透
教師在教學(xué)準(zhǔn)備環(huán)節(jié),要深挖教材和考綱,無論是在教學(xué)目標(biāo)當(dāng)中還是在教學(xué)設(shè)計當(dāng)中,都應(yīng)該充分考慮到文化滲透,為課堂進行文化滲透做好準(zhǔn)備。例如,在備課環(huán)節(jié),教師應(yīng)針對每一章節(jié)的內(nèi)容,都準(zhǔn)備與之相關(guān)的文字、音頻和視頻資料,有目的、有計劃、有準(zhǔn)備地將文化滲透與知識講解結(jié)合起來,使數(shù)學(xué)文化以顯性或隱性的方式存在于每節(jié)數(shù)學(xué)課當(dāng)中,讓學(xué)生在潛移默化中接受數(shù)學(xué)文化的熏陶。
二、導(dǎo)入環(huán)節(jié)的文化滲透
富有趣味性和啟發(fā)性的導(dǎo)入,為教學(xué)的順利、高效、有序開展奠定了良好的基礎(chǔ),也為數(shù)學(xué)文化滲透埋下了伏筆。例如,在講“數(shù)列極限”的時候,教師沒有直接給出“數(shù)列極限”的概念,而是給學(xué)生講了關(guān)于“割圓術(shù)”的故事,并讓學(xué)生根據(jù)故事內(nèi)容動手實驗,通過對故事內(nèi)容的理解和演練,體會“極限”的含義。通過“割圓術(shù)”的故事進行課前導(dǎo)入,不僅調(diào)動了學(xué)生對于“極限數(shù)列”的好奇心和濃厚興趣,培養(yǎng)了他們的動手和動腦能力,也使他們豐富了數(shù)學(xué)文化知識,可謂一舉多得。
三、講解環(huán)節(jié)的文化滲透
在正式授課和知識講解的過程中,教師要將數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)文化緊密結(jié)合起來,使學(xué)生在掌握數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)方法的同時,豐富數(shù)學(xué)文化知識。例如,在講“仰角”和“俯角”的時候,教師可以引用李白的絕世名句“舉頭望明月,低頭思故鄉(xiāng)”,在形象生動地講解概念的同時,也加深了學(xué)生對這一部分知識的理解和記憶,更重要的是,讓學(xué)生體會到數(shù)學(xué)文化的無處不在、博大精深。再比如,講解“平面直角坐標(biāo)系”的時候,教師可以給學(xué)生講述數(shù)學(xué)大師歐拉是如何通過觀察蜘蛛,利用蜘蛛網(wǎng)捕捉蒼蠅而獲取靈感,發(fā)明坐標(biāo)系的故事。如此一來,不僅方便學(xué)生理解坐標(biāo)系的概念和來源,也讓他們明白生活中的點點滴滴都蘊含著數(shù)學(xué)原理和數(shù)學(xué)文化,培養(yǎng)他們勇于創(chuàng)新和勤于思考的數(shù)學(xué)精神。
四、習(xí)題環(huán)節(jié)的文化滲透
習(xí)題的設(shè)置和講解也與數(shù)學(xué)文化息息相關(guān)。例如,在有關(guān)“數(shù)列”的習(xí)題當(dāng)中,教師可以以奧運年份、貸款利率等與文化知識或生活實踐息息相關(guān)的內(nèi)容作為題面,在鍛煉學(xué)生解題能力的同時,加強文化滲透。再比如,在有關(guān)“概率”的習(xí)題當(dāng)中,教師將我國古代習(xí)語“三個臭皮匠,頂個諸葛亮”作為題面,假設(shè)每個臭皮匠單獨成功解決問題的概率為0.38,0.49,0.71,那么他們?nèi)齻€人共同努力,成功解決問題的概率是多少?通過這類習(xí)題,不僅加強了數(shù)學(xué)知識練習(xí),也滲透了傳統(tǒng)文化知識,還讓學(xué)生體會到“團結(jié)就是力量”的道理,是數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)文化完美結(jié)合的結(jié)果。
五、課外環(huán)節(jié)的文化滲透
新課程標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下的高中數(shù)學(xué)課堂,不能僅僅局限于教室當(dāng)中,還應(yīng)該走入學(xué)生的生活和實踐當(dāng)中,幫助學(xué)生利用數(shù)學(xué)知識解決實際問題,并從實踐中加深對數(shù)學(xué)知識的理解和認(rèn)識。因此,教師應(yīng)該抓住課外活動的機會,加強數(shù)學(xué)文化滲透。例如,教師可以組織學(xué)生開展數(shù)學(xué)史知識競賽、創(chuàng)辦數(shù)學(xué)文化主題的板報、創(chuàng)建數(shù)學(xué)文化交流學(xué)習(xí)微信群組等活動,將數(shù)學(xué)文化滲透到校園文化當(dāng)中。再比如,教師可以讓學(xué)生利用函數(shù)知識書寫“耐克”“特步”等知名運動品牌標(biāo)志的函數(shù)表達(dá)式,利用軸對稱圖形設(shè)計運動會會徽,將數(shù)學(xué)文化滲透到學(xué)生的日常生活中。
六、評價環(huán)節(jié)的文化滲透
目前,我國高中數(shù)學(xué)教學(xué)處于由應(yīng)試教育向素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)型時期,高考成績?nèi)允亲笥医處熃虒W(xué)與學(xué)生學(xué)習(xí)的重要指標(biāo)。因此,無論是在校內(nèi)測評還是高考成績測評當(dāng)中,都應(yīng)體現(xiàn)數(shù)學(xué)文化思想,唯有這樣,才能發(fā)揮教學(xué)評價的指導(dǎo)作用,引起廣大教師和學(xué)生對數(shù)學(xué)文化的重視。例如,在教師對學(xué)生的階段性評價中,應(yīng)將學(xué)生對數(shù)學(xué)文化的掌握程度納入評價體系當(dāng)中,促使學(xué)生加強數(shù)學(xué)文化學(xué)習(xí),實現(xiàn)以評價促學(xué)習(xí)的目的。再比如,在高考試卷當(dāng)中,也應(yīng)以直接和間接的方式體現(xiàn)對數(shù)學(xué)文化知識的考查,使數(shù)學(xué)文化教育得到廣大師生應(yīng)有的重視,為數(shù)學(xué)文化滲透的有效開展奠定基礎(chǔ)。
綜上所述,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)文化,不僅是提高課堂效率、拓寬學(xué)生視野、提升學(xué)生能力的有效方法,也是數(shù)學(xué)教學(xué)改革的重要舉措。因此,作為一名高中數(shù)學(xué)教師,在日常教學(xué)中,我們要重視數(shù)學(xué)文化的滲透,進而推動數(shù)學(xué)教學(xué)改革,促進學(xué)生全面發(fā)展。
參考文獻:
隨著新課程改革的推進,數(shù)學(xué)文化開始受到越來越多的重視。如果說2000年的《全日制普通高級中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)大綱》(試驗修訂版)中如蜻蜓點水似的提及要“認(rèn)識數(shù)學(xué)的科學(xué)意義,文化內(nèi)涵,理解和欣賞數(shù)學(xué)的美學(xué)價值”還是猶抱琵琶半遮面的話,那么2003年的《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱為《新課標(biāo)》)則是明確地提出“數(shù)學(xué)文化”這個名詞,《標(biāo)準(zhǔn)》不僅在課程目標(biāo)中提到要使學(xué)生具有一定的數(shù)學(xué)視野,逐步認(rèn)識數(shù)學(xué)的科學(xué)價值、應(yīng)用價值和文化價值,更單獨列出了對數(shù)學(xué)文化的教學(xué)要求。自此數(shù)學(xué)文化教育便成了新課程中的一個熱點問題。但是目前不少教師所謂的數(shù)學(xué)文化教育僅僅是介紹點數(shù)學(xué)史,講些數(shù)學(xué)故事,這難免流于形式,沒有真正實現(xiàn)數(shù)學(xué)文化教育。如何才能更好的實現(xiàn)數(shù)學(xué)文化教育,筆者認(rèn)為,作為一線教師,既要從理論層面理解好數(shù)學(xué)文化,還應(yīng)在課堂教學(xué)中有效的合理的滲透數(shù)學(xué)文化教育。
一、數(shù)學(xué)文化
什么是數(shù)學(xué)文化?這個問題的答案盡管不太統(tǒng)一,但我們可以從形形的答案中找到一些共同點。有一種觀點認(rèn)為數(shù)學(xué)文化即是一種由職業(yè)因素聯(lián)系起來的特殊群體(數(shù)學(xué)共同體)所特有的價值觀念、思維方式、行為習(xí)慣等。另一種觀點認(rèn)為數(shù)學(xué)文化,是數(shù)學(xué)作為人類認(rèn)識世界和改造世界的一種工具、能力、活動、產(chǎn)品,在社會歷史實踐中所創(chuàng)造的物質(zhì)財富和精神財富的積淀,是數(shù)學(xué)與人文的結(jié)合。
筆者認(rèn)為以下的說法更為全面,即數(shù)學(xué)文化是以數(shù)學(xué)科學(xué)體系為核心,以數(shù)學(xué)的思想、精神、知識、方法、技術(shù)、理論等所輻射的相關(guān)文化領(lǐng)域為有機組成部分的一個具有強大精神與物質(zhì)功能的動態(tài)系統(tǒng)。它由顯性的數(shù)學(xué)文化和隱性的數(shù)學(xué)文化兩部分構(gòu)成。顯性的數(shù)學(xué)文化是指數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)公式與定理、數(shù)學(xué)方法、數(shù)學(xué)語言、數(shù)學(xué)問題等知識性成分;隱性的數(shù)學(xué)文化是指數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)精神、數(shù)學(xué)意識和數(shù)學(xué)傳統(tǒng)等觀念性成分。
二、數(shù)學(xué)文化教育與課堂教學(xué)的有效結(jié)合
1.數(shù)學(xué)史在課堂教學(xué)中的滲透
著名的數(shù)學(xué)家陳省身曾說過:“了解歷史的變化是了解這門科學(xué)的一個步驟?!睌?shù)學(xué)教學(xué)一向重視數(shù)學(xué)史的滲透,從前主要放在“閱讀與思考”部分,現(xiàn)在《新課標(biāo)》又增加了“數(shù)學(xué)史選講”作為一塊單獨內(nèi)容進入了課堂教學(xué),足見數(shù)學(xué)史的重要地位。在日常的教學(xué)中,教師應(yīng)注意實現(xiàn)數(shù)學(xué)史與課堂教學(xué)的融合,而不是只作為閱讀材料或者為了形式上的數(shù)學(xué)史教學(xué)在課堂中生硬地插入一些數(shù)學(xué)史知識。我們可以以史為材,揭示數(shù)學(xué)知識產(chǎn)生、發(fā)展的過程,比如在二分法教學(xué)中可以由科學(xué)家們在高于四次的方程以及指數(shù)方程,對數(shù)方程等超越方程求解遇到的困境作為引入,說明為什么要求近似解,再與歷史命題結(jié)合,順利地引出二分法,在后面的教學(xué)中可以沿著前人思維的發(fā)展進一步進行探索完善教學(xué)。我們也可以以史料為素材,弘揚中華民族的偉大成就,比如祖■推出的球體積公式比西方的卡瓦列里原理、賈憲三角(或楊輝三角)比帕斯卡三角要早很多年,又比如說北宋時期賈憲的增乘開方法與現(xiàn)代通用的“霍納算法”已基本一致,此外,我們在新教材必修3中可以看到對割圓術(shù)、秦九韶算法的介紹,這些都是中國古代在數(shù)學(xué)方面顯著成就,適當(dāng)?shù)匮a充和引用既有助于知識的傳授,也進行了愛國主義教育。還有許許多多的素材,只要教師用心尋找,合理使用,都能收到意想不到的效果。
2.教學(xué)中數(shù)學(xué)的文化價值、科學(xué)價值、應(yīng)用價值、人文價值、美學(xué)價值的體現(xiàn)
《新課標(biāo)》中指出“數(shù)學(xué)是人類文化的重要組成部分。數(shù)學(xué)是人類社會進步的產(chǎn)物,也是推動社會發(fā)展的動力。通過在高中階段數(shù)學(xué)文化的學(xué)習(xí),學(xué)生將初步了解數(shù)學(xué)科學(xué)與人類社會發(fā)展之間的相互作用,體會數(shù)學(xué)的科學(xué)價值、應(yīng)用價值、人文價值,開闊視野,尋求數(shù)學(xué)進步的歷史軌跡,激發(fā)對于數(shù)學(xué)創(chuàng)新原動力的認(rèn)識,受到優(yōu)秀文化的熏陶,領(lǐng)會數(shù)學(xué)的美學(xué)價值,從而提高自身的文化素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。”
我們常說,數(shù)學(xué)是有用的,數(shù)學(xué)是自然的,數(shù)學(xué)是清楚的,數(shù)學(xué)很美,那我們?nèi)绾文芡ㄟ^教學(xué)使學(xué)生體會到數(shù)學(xué)的這種文化價值、科學(xué)價值、應(yīng)用價值、人文價值、美學(xué)價值呢?從數(shù)學(xué)文化的內(nèi)涵我們可以看到數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)觀點,數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)方法這些都是數(shù)學(xué)文化的基本內(nèi)容。我們可以搜集數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)家的故事、科學(xué)事件、數(shù)學(xué)名題、趣味故事、生活實際等多方面的資源,通過合理安排課堂教學(xué)中有關(guān)知識點的教學(xué)、問題情境的設(shè)置、恰當(dāng)?shù)呐e例等,來體現(xiàn)數(shù)學(xué)的各種價值,滲透數(shù)學(xué)的思想方法,使學(xué)生在潛移默化中學(xué)會用數(shù)學(xué)的眼光看問題,用數(shù)學(xué)的思維想問題。比如,在學(xué)習(xí)數(shù)列時,可以看看莊子的“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”、美麗的雪花曲線,聽聽高斯求和的故事;在利用導(dǎo)數(shù)求最值時,不妨探究一下易拉罐的設(shè)計;學(xué)習(xí)分段函數(shù)時,不妨看看我們平時打車是怎樣計費的;學(xué)習(xí)指對數(shù)函數(shù)時,不妨看看考古學(xué)上常用的C14測年法。以上這些只是冰山一角,只要教師用心搜集,精心安排,就能使我們的課堂教學(xué)從數(shù)學(xué)知識教學(xué)走向數(shù)學(xué)文化教學(xué),而數(shù)學(xué)文化教育在某種意義上才是真正的數(shù)學(xué)學(xué)科的素質(zhì)教育。
3.在教學(xué)中注意中西方數(shù)學(xué)文化的差異并滲透中西方傳統(tǒng)文化對數(shù)學(xué)文化的影響
數(shù)學(xué)文化的教學(xué)主要是中西數(shù)學(xué)文化傳統(tǒng)、數(shù)學(xué)文化價值觀的介紹與比較。數(shù)學(xué)文化教學(xué)中最重要的要求應(yīng)是讓中國人知道,我們民族的數(shù)學(xué)文化傳統(tǒng)及數(shù)學(xué)價值觀是如何在走向世界、接受西方數(shù)學(xué)的發(fā)展中發(fā)生改變(文化學(xué)稱為變異),以及它今后應(yīng)如何演變。
在數(shù)學(xué)的發(fā)展中,中西方的文化傳統(tǒng)差異很大。如果說西方數(shù)學(xué)注重的是演繹精神的話,那么東方數(shù)學(xué)則表現(xiàn)出了強烈的算法精神。東方的算法是一種歸納思維能力的產(chǎn)物,與歐幾里得的演繹風(fēng)格迥然不同卻又相輔相成。這種差異從根源上來說是受東西方文化本身的特點所影響的。因此教師在教學(xué)中應(yīng)注意,數(shù)學(xué)文化、數(shù)學(xué)史的教育不只是介紹歷史上數(shù)學(xué)概念、方法、構(gòu)造的變化,更為重要的是要解釋形成歷史上數(shù)學(xué)概念、方法、構(gòu)造變化的內(nèi)在文化原因。
4.數(shù)學(xué)文化對培養(yǎng)學(xué)生理性精神的助推作用
數(shù)學(xué)本身就是一種精神,一種探索精神,這種精神的兩個要素,即對理性(真理)與完美的追求。(下轉(zhuǎn)第55頁)
(上接第54頁)著名數(shù)學(xué)史學(xué)家克萊因認(rèn)為:“數(shù)學(xué)是一種精神,一種理性的精神。正是這種精神,激發(fā)、促進、鼓舞并驅(qū)使人類的思維得以運用到最完美的程度,亦正是這種精神,試圖決定性的影響人類的物質(zhì)、道德和社會生活;試圖回答有關(guān)人類自身存在提出的問題;努力去理解和控制自然;盡力去探求和確立已經(jīng)獲得知識的最深刻的和最完美的內(nèi)涵?!?/p>
日本學(xué)者米山國藏說,在學(xué)校學(xué)的許多數(shù)學(xué)知識,如果畢業(yè)后沒有機會去用的話,不到一兩年就會忘掉?!叭欢?唯有深深銘刻在頭腦中的數(shù)學(xué)的精神、數(shù)學(xué)的思維方法、研究方法、推理方法和著眼點等,卻隨時隨地發(fā)生作用,使他們終身受益。”米山國藏還提出數(shù)學(xué)有七種精神:(1)應(yīng)用化的精神;(2)擴張化、一般化的精神;(3)組織化、系統(tǒng)化的精神;(4)致力于發(fā)明、發(fā)現(xiàn)的精神;(5)統(tǒng)一建設(shè)的精神;(6)嚴(yán)密化的精神;(7)“思想的經(jīng)濟化”的精神。
目前中國的數(shù)學(xué)教育主要強調(diào)了數(shù)學(xué)作為一種技巧、方法的實用意義,一種考試和篩選的方法,常常忽視了數(shù)學(xué)的理性精神即數(shù)學(xué)內(nèi)在所具有的確定性(數(shù)量性)、構(gòu)造性、邏輯性及探索性。
培養(yǎng)學(xué)生的理性精神離不開數(shù)學(xué)文化的熏陶,我們可以結(jié)合數(shù)學(xué)史知識揭示數(shù)學(xué)知識的探究歷程,同時將人類數(shù)學(xué)發(fā)展歷程中的數(shù)學(xué)猜想、發(fā)現(xiàn)、思想與學(xué)生的猜想、發(fā)現(xiàn)、思想對比、評析,啟發(fā)學(xué)生的智慧,增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。此外我們現(xiàn)在教材中能學(xué)習(xí)到的知識是通過數(shù)學(xué)家們常年艱苦卓絕的努力而得來的,一個看似簡單的結(jié)論有時往往需要數(shù)學(xué)家們幾十年甚至幾百年的努力才能邁出有意義的幾步,就是那已經(jīng)取得的成就,也常常只是一個開始,許多缺陷有待填補。學(xué)生一旦認(rèn)識到這一點,在獲取了知識的同時,就會有繼續(xù)探究問題的興趣和動力,從長遠(yuǎn)看,真正的教育就是一種探究精神和質(zhì)疑精神的培養(yǎng),才會帶來真正的創(chuàng)新。教師在教學(xué)過程中可以引導(dǎo)學(xué)生對所要學(xué)習(xí)的知識進行探索、質(zhì)疑,對書本結(jié)論不僅要說明是什么,是怎么來的,還要探究為什么這樣來,事實上數(shù)學(xué)知識的產(chǎn)生應(yīng)該是自然的、合理的、符合人們的認(rèn)知特點的。通過不斷的質(zhì)疑、探索,以一種潛移默化的方式培養(yǎng)學(xué)生的理性精神。數(shù)學(xué)文化也就找到了自身的價值所在。
數(shù)學(xué)分析論文 數(shù)學(xué) 數(shù)學(xué)家論文 數(shù)學(xué)建模 數(shù)學(xué)初一論文 數(shù)學(xué)物理論文 數(shù)學(xué)簡史論文 數(shù)學(xué)思維論文 數(shù)學(xué)創(chuàng)新教學(xué) 數(shù)學(xué)初二論文 紀(jì)律教育問題 新時代教育價值觀