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關(guān)鍵詞: 數(shù)學教學數(shù)學文化滲透
人類是動物進化的產(chǎn)物,最初完全沒有數(shù)量的概念。但人類發(fā)達的大腦對客觀世界的認識已經(jīng)達到更加理性和抽象的地步。這樣,在漫長的生活實踐中,由于記事和分配生活用品等方面的需要,人逐漸產(chǎn)生了數(shù)的概念。數(shù)學正是研究各種抽象的“數(shù)”與“形”的模型結(jié)構(gòu)及它們之間相互轉(zhuǎn)化的一門學科。數(shù)學是人類生活的工具;數(shù)學是人類用于交流的語言;數(shù)學能賦予人創(chuàng)造性;數(shù)學是一種人類文化,是人類文明的重要組成部分。反觀當下的數(shù)學教學,由于過于關(guān)注對數(shù)學知識的積累、數(shù)學技巧的訓練等,數(shù)學本該擁有的文化氣質(zhì)和氣度一點點地被剝落和喪失,并逐漸成為數(shù)學教育遙不可及的烏托邦。因此,“讓數(shù)學變得文化些,還數(shù)學以文化之本來面目”,成為我們數(shù)學教育須關(guān)注、思考和探索的問題。
1.數(shù)學教育現(xiàn)狀
教育的根本任務(wù)就是根據(jù)社會發(fā)展的要求,培養(yǎng)多層次、多樣化的技能型人才。而要完成這一根本任務(wù),首先必須具備一定的基礎(chǔ)知識、基礎(chǔ)能力和基礎(chǔ)素質(zhì)。數(shù)學作為一門基礎(chǔ)學科,可以提供學習專業(yè)技能所必須的基礎(chǔ)知識,比如獲取和利用信息、綜合分析和解決問題,以及創(chuàng)新等,同時可以增強基本技能,提高思維能力,提升個人品質(zhì)等。目前數(shù)學基礎(chǔ)課教學內(nèi)容是成型的、經(jīng)過邏輯化的、封閉的數(shù)學知識體系。教育部從1995年開始就起動了高等教育的教學改革工作,各級各類學校教學研究教學改革熱潮此起彼伏。同其他自然科學課程相比,數(shù)學課程內(nèi)容的更新改革似乎特別困難。這其中除了長期形成的數(shù)學傳統(tǒng)之外,造成這種狀況的主要原因是人們往往強調(diào)數(shù)學知識傳播的連續(xù)性和嚴密的邏輯性推理。數(shù)學的抽象性與嚴謹性,使得不少學生覺得數(shù)學離自己的生活太遠,學習起來很吃力,從而對數(shù)學產(chǎn)生了恐懼心理,對學習缺乏熱情,甚至討厭數(shù)學,有的學生甚至認為“數(shù)學無用”,沒有必要多學。面對這樣的困境,有些學校采取降低教學內(nèi)容的難度,期望以此來擺脫窘境。但數(shù)學不僅僅是一些演算規(guī)則和變換技巧,它的實質(zhì)內(nèi)容是讓人終身受益的邏輯思維能力。數(shù)學知識作為數(shù)學思想方法的載體,如果被刪減了,那又如何來體現(xiàn)呢?
2.數(shù)學文化的基本內(nèi)容
什么是“數(shù)學文化”,現(xiàn)在還沒有具體的定義,但目前關(guān)于“數(shù)學文化”一詞,有狹義和廣義的兩種解釋。狹義的解釋,是指數(shù)學的思想、精神、方法、觀點、語言,以及它們的形成和發(fā)展;廣義的解釋,則是除這些以外,還包含數(shù)學史、數(shù)學美、數(shù)學教育、數(shù)學與人文的交叉、數(shù)學與各種文化的關(guān)系。因此, 數(shù)學文化的基本內(nèi)容既包括“知識性成分”和“觀念性成分”,又包括超越數(shù)學自身意義的作用于社會各領(lǐng)域的那些因素(如解讀世界等),還包括社會各領(lǐng)域作用于數(shù)學并且沉積在數(shù)學文化中的那些因素(如民族色彩等),其構(gòu)成如下圖。
3.數(shù)學文化教育的意義
數(shù)學文化作為一種特殊的文化形態(tài),不但擁有獨特的數(shù)學內(nèi)容,而且“擁有廣泛的超越數(shù)學自身意義的因素”。所以在數(shù)學教學中介入數(shù)學文化內(nèi)容是非常有意義的。
(1)激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣
美的東西總是使人愿意欣賞,使人留連忘返。數(shù)學作為一門藝術(shù),就好比畫家畫畫一樣。畫家的畫給人以美感,讓人陶醉。同樣數(shù)學家的定理、公式也以美的方式呈現(xiàn)給人們。數(shù)學的美貫穿于數(shù)學的各個方面,比如:數(shù)學符號、數(shù)學語言、數(shù)學表達等。教師在教學中應將數(shù)學以美的形式表達給學生,讓學生在欣賞數(shù)學,享受數(shù)學當中領(lǐng)悟數(shù)學;讓學生在對美的追求過程中,產(chǎn)生對數(shù)學的興趣。教師通過數(shù)學史的講解,不但可以激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,而且可以讓學生對數(shù)學知識有更深刻的了解,更可以提高學生把現(xiàn)實問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學問題的抽象能力和對數(shù)學內(nèi)容進行歸納總結(jié)的能力。當然,滲透數(shù)學史教育并不是單純以歷史為目的,而是為了促進數(shù)學教學,所以教學過程中要注意教學的重點。
(2)培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識
針對學生對學習數(shù)學感到迷茫,不知數(shù)學從何而來又向何去,從而對數(shù)學失去興趣的情況,我們在教學過程中通過故事講解的方式,盡力交代清楚數(shù)學知識背景、出處和數(shù)學知識產(chǎn)生過程,以及它們對數(shù)學和其它科學技術(shù)的影響和應用。教師應通過告訴學生數(shù)學知識的產(chǎn)生過程,讓學生感受和了解原始創(chuàng)新;通過培養(yǎng)學生數(shù)學應用意識和應用能力讓學生了解數(shù)學的去處,從而激發(fā)他們的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
(3)提高學生的數(shù)學素質(zhì)
數(shù)學基礎(chǔ)課由于它在專業(yè)中的基礎(chǔ)性位置,在教學中教師一定要注重教學思想。在對學生進行知識、能力、情感等素質(zhì)教育時,教師應根據(jù)學生的專業(yè)特點其側(cè)重點應有所不同,對學生實施能動的心理和智能的引導。因此,教師應把教學的重點應放在提高學生的理性思維能力上,不應單純介紹數(shù)學知識。例如講解概念時,教師應著重講清概念形成的背景;講微積分部分時,應突出變量的數(shù)學思想;講概率統(tǒng)計部分時,應理解不確定現(xiàn)象的數(shù)學規(guī)律,等等,培養(yǎng)學生用數(shù)學的思想方法去觀察、分析周圍的事物,用理性的思維方式解決實際問題。
4.如何在教學中體現(xiàn)數(shù)學文化
教學是一門藝術(shù),是一種文化。數(shù)學基礎(chǔ)課教學既要為培養(yǎng)具有原始創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的數(shù)學研究和數(shù)學應用人才這一目標服務(wù),又要作為一種重要的載體傳播數(shù)學文化。那如何將數(shù)學文化滲透到數(shù)學基礎(chǔ)課的教學中呢?
(1)改變教學方法
傳統(tǒng)的數(shù)學教學模式是教師單一講解或?qū)W生自學。但是“數(shù)學文化”的內(nèi)涵非常豐富,所以以前的教學方式無法讓學生切身體會到“數(shù)學文化”的內(nèi)涵美。因此,在進行教學時教師應考慮到學生的心理特征和接受能力,采用多樣化的教學方式來充分體現(xiàn)“數(shù)學文化”的內(nèi)容,如采用多媒體上課的模式,讓學生通過圖片或視頻去領(lǐng)略數(shù)學的趣味性;讓學生上網(wǎng)查找與本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的故事、人文知識,讓學生通過自習,了解該知識體系的產(chǎn)生和發(fā)展過程,體會到一種活的、真正的數(shù)學思維過程。
(2)教學內(nèi)容中多角度地結(jié)合體現(xiàn)數(shù)學文化
例如概念的講解本身是枯燥無味的,教師可以引用數(shù)學史中一些相關(guān)的趣事逸聞,抓住學生具有強烈好奇心的這一心理特征,從而激發(fā)學生積極學習和思維,讓學生了解數(shù)學知識豐富的歷史淵源,了解古人的聰明智慧。這樣既可使學生開闊眼界、增長見識,又可增強學生探索數(shù)學的欲望,增加學生人文科學方面的修養(yǎng)。
文化源于生活,又反過來影響生活,是實踐和理論的關(guān)系。在數(shù)學教學過程中,教師應重視數(shù)學與其他學科、社會之間的相互聯(lián)系。例如,在最值的應用、微分方程等教學中教師可以融入許多物理、化學、生物、日常生活等現(xiàn)實模型,構(gòu)建數(shù)學模型,用數(shù)學知識處理模型,再回到現(xiàn)實解決模型。如此,學生可以充分體驗數(shù)學的實用性,數(shù)學和生活是密不可分的。
(3)改變作業(yè)形式
中學的新課程中增加了一定數(shù)量的閱讀與思考材料,開辟了“觀察與猜想”、“閱讀與思考”、“探究與發(fā)現(xiàn)”、“信息技術(shù)與應用”等拓展性欄目,為有興趣、有特長、有能力的學生提供了探究的空間。教師可以借鑒中學教學中的優(yōu)點,把課堂教學與課外指導結(jié)合起來,讓學生利用課外時間查找和閱讀相關(guān)文獻資料,不斷地豐富學生的知識面,促進知識的交流,使課程內(nèi)容不僅僅局限于書本世界,還要拓展到學生的現(xiàn)實生活世界。
總之,教師必須摒棄過去那種簡單的“灌輸”和“訓練”的數(shù)學教學,而應更注重將數(shù)學文化有機地整合到不同的教學內(nèi)容中去,通過各種的途徑,形式多樣地讓學生在學習、探索、交流的過程中潛移默化地得到熏陶。教師應以數(shù)學的內(nèi)容、思想、方法、精神來影響學生的思想、觀念、行為、態(tài)度和精神,實現(xiàn)“以數(shù)學來育人”的目的。
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關(guān)鍵詞:大學數(shù)學;教學;滲透;數(shù)學文化
一、數(shù)學文化的具體含義
數(shù)學文化是指數(shù)學的思想、精神、觀點、語言以及它們的形成和發(fā)展,還包含了數(shù)學家、數(shù)學史、數(shù)學教育和數(shù)學發(fā)展中的數(shù)學與社會的聯(lián)系,數(shù)學與各種文化的關(guān)系等。我國數(shù)學文化最早在孫小禮和鄧東皋等人共同編寫的《數(shù)學與文化》中被提及,這本書濃縮了許多數(shù)學名家的相關(guān)理論學說,記錄了從自然辯證法角度對數(shù)學文化的思考。數(shù)學不單單是一種符號或者是一種真理,其內(nèi)涵包含了用數(shù)學的觀點來觀察周邊的現(xiàn)實,構(gòu)造數(shù)學模型,學習數(shù)學語言、圖表和符合的表示,進行數(shù)學的溝通。數(shù)學文化可以在具體的數(shù)學理念和數(shù)學思想、數(shù)學方法中揭示內(nèi)涵。數(shù)學從本質(zhì)上與文學的思考方式是共通的,數(shù)學文化中的邏輯思維、形象思維、抽象思維等在文學思考方式中也有體現(xiàn)。但是數(shù)學文化與其他文化相比較,也有其本身的獨特性。數(shù)學在歷史發(fā)展的長河中不斷改變和融合,現(xiàn)在已經(jīng)成為世界上的一種通用語言,不再受到不同國家文化、語言的束縛,受到了各國人民的推崇和發(fā)展,數(shù)學文化利用科學的方式對人類生活中的其他文化的本質(zhì)進行了深刻的揭示,是其他文化發(fā)展的基礎(chǔ)。
二、教學中滲透數(shù)學文化的意義
大學數(shù)學中綜合了物理、計算機、電子等知識,教學課程包含了高等數(shù)學、線性代數(shù)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計等,大學開展數(shù)學課程符合時代的發(fā)展潮流。在大學數(shù)學教學中滲透數(shù)學文化,能夠使學生在對數(shù)學進行系統(tǒng)化的學習之前,充分理解數(shù)學文化的內(nèi)涵,發(fā)現(xiàn)數(shù)學文化與其他各種文化間的緊密聯(lián)系,使大學生能夠在數(shù)學教學的學習中提高數(shù)學學習能力,發(fā)展獨立發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力,開發(fā)大腦的潛能,樹立正確的數(shù)學學習觀念,通過學生深入了解數(shù)學的內(nèi)容,從不同的角度對數(shù)學人文、科學方面等知識進行分析和理解。對于增強學生全方面的能力有著重要的意義。
三、加強數(shù)學文化滲透的方式
1.加強數(shù)學文化教學
大學數(shù)學教師應當加強對學生的數(shù)學文化教學,對于學生的數(shù)學解題思維進行培養(yǎng),在數(shù)學課程教學中逐漸滲透數(shù)學文化的魅力,將數(shù)學文化具體融入教師的教學中,增強學生對于數(shù)學文化的了解,激發(fā)學生學習數(shù)學的積極性,提高學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。在大學數(shù)學教學實踐中,教師也應當加強自身對于數(shù)學文化的理解,轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學方式,在數(shù)學教學中不僅要重視對學生數(shù)學知識的教學,還要重視起對學生數(shù)學思維能力的教學,結(jié)合學生的實際數(shù)學學習情況,由淺入深對學生灌輸數(shù)學知識,將數(shù)學文化與數(shù)學教學系統(tǒng)化的整合,逐步提升學生的數(shù)學學習和解題的技能,鼓勵學生之間相互學習、相互競爭,在合作和競爭中學習數(shù)學知識、鍛煉數(shù)學技能,發(fā)揮學生學習的主觀能動性,改變過去教師講學生聽的教學模式,使學生能夠主動學、主動問,從而使學生的數(shù)學成績能夠不斷提升。
2.豐富教師教學方式
大學數(shù)學教師應當不斷豐富教學方式,利用多種教學手段,使學生能夠更好地接受數(shù)學文化,學習數(shù)學知識。數(shù)學作為理科學科相對于文科學科學習起來更難也更枯燥,許多數(shù)學公式和定義比較復雜,不利于學生的記憶和理解,因此大學數(shù)學教師可以充分發(fā)揮數(shù)學文化教學的優(yōu)勢,增加數(shù)學教學課堂的趣味性,通過多媒體為學生播放一些和課本內(nèi)容相關(guān)的視頻,加深學生的數(shù)學學習記憶,在數(shù)學知識的教學前可以先用數(shù)學文化當作鋪墊,吸引學生的注意力,使數(shù)學的學習不再枯燥,為學生的數(shù)學學習營造出輕松愉快的氛圍。例如,某大學數(shù)學教學中,教師利用多媒體為學生播放了線性代數(shù)的相關(guān)圖片,為學生解釋了矩陣的概念、基本運算、矩陣的初等變換與矩陣的秩、逆矩陣和線性方程組解的判定,結(jié)合學生的實際生活進行舉例,“A城市是所有大學學生畢業(yè)后向往的城市,而B城市則因為經(jīng)濟落后成為大學學生畢業(yè)后都想走出去的城市,假設(shè)B城市中每年有35%的人來到了A城市,而A城市每年僅有15%的人來到B城市,A城市的人口總共有1000萬,B城市的人口有600萬,兩個城市的人口總數(shù)不變的情況下,5年后A城市和B城市的人口分別有多少,在很多年以后,兩個城市人口的分布是否會出現(xiàn)穩(wěn)定的一個狀態(tài)?”該案例激發(fā)了學生對于線性代數(shù)學習的積極性,有效地提高了學生在數(shù)學課堂上學習的效率。
3.增加數(shù)學文化課程
各大學在數(shù)學課程設(shè)計上可以結(jié)合學生的實際情況,適當增加數(shù)學文化課程,加強學生對于數(shù)學文化內(nèi)涵的學習,使學生能夠形成系統(tǒng)化的數(shù)學學習理論體系。例如,某大學在結(jié)合學生實際課程情況的基礎(chǔ)上,增加了數(shù)學歷史的課程,使學生了解了古代埃及數(shù)學的成就主要來源于紙草書、《九章算術(shù)》中的“陽馬”指的是棱錐、射影幾何產(chǎn)生于文藝復興時期的繪畫藝術(shù)、“非歐幾何之父”的數(shù)學家是羅巴切夫斯基、最早使用“函數(shù)”術(shù)語的數(shù)學家是萊布尼茨、積分學早于微分學出現(xiàn)等等相關(guān)的數(shù)學歷史知識,促使學生能夠完善自身的數(shù)學學習,詳細了解了數(shù)學相關(guān)歷史和發(fā)展情況,拓展了學生的知識層面,加深了學生對于數(shù)學的理解,使學生在大學數(shù)學課堂上能夠更好地配合教師的教學。
參考文獻:
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1.設(shè)立“數(shù)學文化”課
數(shù)學文化課從無到有,學校要下很大功夫.學校組織經(jīng)驗豐富的教師編寫適合本校的校本教材《數(shù)學文化》,找一家實力較強的出版社出版,對教師進行專門培訓,合格后方能上崗,最后形成自己的“數(shù)學文化”課程體系.定期和其他兄弟學校開展合作交流,邀請在這塊領(lǐng)域較權(quán)威的專家來校開座談會,使教師和學生能夠獲得更前沿的信息.2001年南開大學就開展了“數(shù)學文化”課,在南開這是一門公共選修課,雖然是選修課,但是學生學習的興趣一點也不亞于必修科目,因為它有很大的靈活性,既包含了文科專業(yè)又包含了理科專業(yè).南開大學經(jīng)過一段時間的教學實踐,教師和學生均反映強烈,要求學校盡可能的再多開一些類似的課程,而且學生收獲頗豐.我校借鑒了南開大學的辦學模式,目前開設(shè)“數(shù)學文化“課,希望學生能有很好的反應.
2.成立數(shù)學類學生團體
大學的環(huán)境適合于搞團體活動,學生的自主性很強,把數(shù)學文化和團體建設(shè)有機結(jié)合起來,這是很不錯的措施.開展數(shù)學文化,傳播數(shù)學文化單憑一己之力很難完成,需要團隊的協(xié)作,讓學生感受團隊的力量,讓學生感受數(shù)學的無窮魅力,從而達到學好數(shù)學、用好數(shù)學、感悟數(shù)學的境界.例如,組織數(shù)學建模協(xié)會發(fā)展新會員,成立大學生協(xié)會,適當時候開展一些活動.活動可以有:成立討論班模式有導師+學生、研究生+本科生,進行分組討論可以針對當下問題;還可以撰寫小論文,制作學校校報等.
3.設(shè)立專門交流網(wǎng)站和組織各類數(shù)學文化活動
網(wǎng)站交流平臺已經(jīng)成為大學生學習的主陣地,學??梢砸劳芯W(wǎng)絡(luò)設(shè)立數(shù)學文化交流群,讓數(shù)學文化的交流無處不在,幫助更多的學生達到學習數(shù)學文化的目的.還有學生有時候很難和教師面對面交流,而且時間有限,這時候可以設(shè)立答疑模塊,讓更多的問題在網(wǎng)絡(luò)中和大家共享,避免資源浪費,教師可以上傳教學視頻和大家共享,學生課堂上不明白的東西課下可以在網(wǎng)上繼續(xù)交流,原來對數(shù)學不了解的學生也激發(fā)了學習數(shù)學的興趣,通過另一種方式來探討數(shù)學.學校利用廣播在固定時間播放一些與數(shù)學有關(guān)的內(nèi)容,可以是推薦的,可以選播數(shù)學類的科普讀物等.學校要學生在班內(nèi)、校內(nèi)制作數(shù)學班報,組織豐富多樣的數(shù)學建模競賽,定期舉辦數(shù)學文化講座,和出版社合作出版一些科普類數(shù)學書等.
二、數(shù)學文化融入到課堂教學中
大學的每門課程課時都是有限的,數(shù)學也不例外.在有限的課時如何加強學生數(shù)學文化修養(yǎng),是每一個數(shù)學人都在探討的問題,在教學過程中可以涉及到數(shù)學文化的很多,比如,數(shù)學故事、數(shù)學的思想、數(shù)學的歷史等這幾方面都滲透著數(shù)學文化,通過這幾方面的嘗試,學生猶如在數(shù)學的海洋中暢游.具體措施可以從4個方面做起.
1.結(jié)論與方法相結(jié)合
數(shù)學學科的特點就是定義多,定理多,另外結(jié)合推論和方法,最后歸結(jié)到應用主要就這幾部分.很多時候我們學習數(shù)學主要直接拿來用,但是對于定理的發(fā)現(xiàn)、證明、推廣還需要更深層次運用科學方法來獲得.教師講課證明定理主要是歸納法、反證法還有演繹法;歸納法和類比法可以很好地解決定理的發(fā)現(xiàn)和定理的推廣.通過大量的事實證明,數(shù)學是所有學科的基礎(chǔ),特別是邏輯思維判斷能力的培養(yǎng),離不開數(shù)學.可以認為數(shù)學既是一門演繹學科,又是一門與實驗緊密相關(guān)的學科.數(shù)學還有兩種推理即論證推理和合情推理.所以,只有把結(jié)論和方法有機結(jié)合起來,學生才能了解完整的知識體系.
2.理論與實踐相結(jié)合
教師講課如果注重教學環(huán)節(jié),而忽略了學生的感受,只有理論沒有應用.課堂上學生就會感覺枯燥乏味,提不起精神,課堂效率低下.反過來,若只是應用沒有理論,學生總感覺沒有把東西學透,基本功不扎實,不會舉一反三.通過理論的學習,學生掌握了知識,運用這些知識又可解決好多別的問題.說到應用,我們好多學科都是以數(shù)學為基礎(chǔ)的,例如,物理、化學、生物、計算機、經(jīng)濟等,甚至語文有時候也離不開數(shù)學的思維.從教材的編排上看,應用的相對來說較多,但是涉及人文科學的較少,往后的學習過程中應注重這方面應用.例如,在講到“復變函數(shù)”這一課時,先放點音樂,抓住學生的注意力,我們要乘勝追擊,這時候講解音樂之聲與傅立葉分析的有關(guān)應用,整個課堂顯得生動活潑,學生也學到很多知識,激發(fā)了學生的學習興趣.
3.數(shù)學與歷史相結(jié)合
提到歷史大家都以為和數(shù)學不沾邊,但是大學里確實有一門課程,專門研究數(shù)學科學發(fā)展規(guī)律的,它就是《數(shù)學史》[2].在上面記載了數(shù)學的演變過程,其中還穿插一些數(shù)學知識,涉及到的數(shù)學思想,還有數(shù)學方法的產(chǎn)生,每一時期對數(shù)學做出重大貢獻的歷史人物,都一一再現(xiàn),特別是對人類影響很長遠.學完這門課程我們就會感覺數(shù)學過去的發(fā)展與今天我們學習的數(shù)學差別很大.數(shù)學的概念往往是比較抽象,不容易理解的,可以借鑒數(shù)學史的例子來講解,例如,在講到《高等數(shù)學》的極限章節(jié)時,運用多媒體技術(shù)展現(xiàn)劉徽的“割圓術(shù)”,通過三維立體圖象可以把圓內(nèi)正多邊形詳細的描繪出來,使學生對極限有一個形象的理解,在此基礎(chǔ)之上,教師借機發(fā)揮,和西方相比此概念要早于西方,讓學生明白古代的數(shù)學發(fā)展是很先進的,激發(fā)學生的愛國熱情和民族自豪感.這一過程中,學生既學到了數(shù)學知識,又拓寬知識面,特別是激發(fā)學生的學習動力,對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)起至關(guān)重要的作用.
4.數(shù)學與美學相結(jié)合
[關(guān)鍵詞]小學數(shù)學 數(shù)學教學 數(shù)學文化 理解 感受 創(chuàng)造
[中圖分類號] G623.5 [文獻標識碼] A [文章編號] 1007-9068(2015)23-037
王梓坤先生在《今日數(shù)學與應用》一文中指出:“數(shù)學文化具有比數(shù)學知識體系更為豐富和深邃的文化內(nèi)涵,是對數(shù)學知識、技能、能力和素質(zhì)等概念的高度概括?!睂W習數(shù)學,不僅僅是為了獲取知識,而是通過數(shù)學學習接受數(shù)學精神、數(shù)學思想和數(shù)學方法的熏陶,提高思維能力,鍛煉思維品質(zhì)。因此,教師如果要讓學生從本質(zhì)上理解數(shù)學知識,就要在數(shù)學教學中滲透數(shù)學文化教育。
一、結(jié)合生活實際讓學生理解數(shù)學文化
一些學生學習數(shù)學時,會認為學習數(shù)學就是要學會做數(shù)學題、掌握計算的技巧,這種認知會讓學生不能正確理解數(shù)學知識,不會自主觀察生活中的數(shù)學現(xiàn)象。因此,在數(shù)學課堂中,教師應結(jié)合學生的生活實際開展教學,讓學生真正理解數(shù)學文化。
例如,教學“統(tǒng)計(合理存款)”一課時,教師可先給學生講生活中的事例:“張媽和李媽一起去買菜,張媽決定將工資存到銀行去,李媽說‘現(xiàn)在在銀行存錢,會把錢越存越少,我們一起投資黃金吧’?!比缓蠼處熞龑W生思考:“為什么李媽說現(xiàn)在在銀行存錢,會把錢越存越少?”經(jīng)過思考后,一名學生回答:“因為現(xiàn)在銀行的利息下調(diào)了,所以存款沒有收益?!薄ㄟ^生活中的事例,讓學生理解統(tǒng)計(合理存款)知識來源于生活,學習這節(jié)課就是為了解決生活中存款利率的問題。所以,教師在教學時,應結(jié)合生活實際引導學生理解數(shù)學文化,使學生體會到學習數(shù)學的意義和價值,以后就會從數(shù)學的角度探索生活中的問題。
二、結(jié)合規(guī)律的變化讓學生感受數(shù)學文化
從古代到現(xiàn)代,人們找到了很多解決問題的規(guī)律,所以學生需要掌握基本的數(shù)學知識。因此,教師要從抽象數(shù)學問題規(guī)律的角度,引導學生了解、學習數(shù)學知識,從中讓學生理解數(shù)學文化。
如上述教學中,教師可引導學生看某銀行存匯款的利率表。如下:
教師可引導學生思考:“現(xiàn)在張媽的兒子六年以后要考大學,為了給兒子存上大學的錢,張媽想得到收益最大的存款方式并擬出了三種存款方案:先整存三年,再整存三年;先整存一年,再整存五年;先整存兩年,再整存兩年,最后整存兩年。請你幫張媽參考一下,這三種方案中采用哪種方案可取得最大的收益?”同時,教師引導學生認識到數(shù)學問題就是一個萬花筒,一個數(shù)學問題可以由不同的信息產(chǎn)生不同的變化,數(shù)學家之所以熱衷于研究數(shù)學問題,就是感受到了尋找數(shù)學規(guī)律的樂趣。教師在教學中如果能讓學生感受到數(shù)學問題規(guī)律的演變,使學生理解數(shù)學文化積累的過程,學生就能從各種數(shù)學規(guī)律的角度看待數(shù)學知識的變化,他們在探索數(shù)學知識時就能感受到學習數(shù)學的樂趣,便學生愿意主動學習數(shù)學知識。
三、結(jié)合數(shù)學知識系統(tǒng)讓學生創(chuàng)造數(shù)學文化
在學生了解數(shù)學規(guī)律后,教師可引導學生嘗試尋找生活中的數(shù)學問題,并運用數(shù)學規(guī)律解決生活中的數(shù)學問題,使學生可以在實踐中創(chuàng)造數(shù)學文化。
如教學中,教師問學生:“父母每個月給你們多少零花錢?”“怎樣將自己的零花錢存起來,才能既方便自己的生活,又能取得最大的收益?”教師可讓學生去調(diào)查郵政儲蓄銀行、建行、農(nóng)行等幾大銀行的存匯款利率,然后根據(jù)實際情況找到一個最佳的存錢方式。學生在存錢過程中,將接觸到四則混合運算、百分比、統(tǒng)計等知識,通過整合所學知識,找到最佳的數(shù)學知識應用方法,繼而可能創(chuàng)造出新的數(shù)學文化。因此,教師可引導學生在實踐中整合學習過的數(shù)學知識,讓學生不拘泥于課本中的數(shù)學知識,而是嘗試創(chuàng)造出新的數(shù)學知識。當學生發(fā)現(xiàn)數(shù)學文化是可以在自己手中創(chuàng)造時,他們就能用更開闊的視野看待數(shù)學問題。
一、前 言
傳統(tǒng)數(shù)學教學常常只將重點放在知識與技能的傳授方面,而在培養(yǎng)學生對數(shù)學這一門學科的文化內(nèi)涵、思想體系的認識上往往重視不夠.這種教學的結(jié)果常常使學生感到枯燥無味而失去學習數(shù)學課程的熱情與興趣.而且,隨著人們文化水平的不斷提高與對數(shù)學文化知識重要性的不斷了解,其巨大的教育價值更加受到教育工作者的重視.
數(shù)學課程應該是數(shù)學歷史及發(fā)展趨勢以及對人類文明發(fā)展作用的反映.張奠宙教授曾強調(diào),數(shù)學文化應當與數(shù)學教學相結(jié)合,使學生在實際教學中真正感受數(shù)學文化并與之產(chǎn)生共鳴.在推崇綜合發(fā)展、文理交融的現(xiàn)代社會,我們更要轉(zhuǎn)變教學觀念,將數(shù)學文化與大學數(shù)學教學很好地結(jié)合在一起.
二、數(shù)學文化內(nèi)涵及其對高等數(shù)學教學的重要性
“國家級教學名師”、南開大學數(shù)學科學院院長顧沛教授對數(shù)學文化內(nèi)涵的定義分為:數(shù)學文化從狹義來講,指的是數(shù)學思想、方法、精神、語言、觀點及其形成與發(fā)展;從廣義上來講,還包括數(shù)學美、數(shù)學史、數(shù)學與人文的交叉、數(shù)學教育、數(shù)學與其他文化的關(guān)系.大學數(shù)學教學的目的不僅是向?qū)W生傳授知識,更應當培養(yǎng)學生適應社會發(fā)展所必需的判斷力、理解力以及解決實際問題的能力,最大可能地激發(fā)學生的創(chuàng)造力.所以,現(xiàn)代大學數(shù)學教學應將更多的精力傾注在學生數(shù)學能力的培養(yǎng)上,而這個目標的實現(xiàn)就是要將數(shù)學文化與數(shù)學教學有機結(jié)合起來.
三、如何將數(shù)學文化與數(shù)學教學有效相結(jié)合
1.更新教師教育觀念,提高其文化素養(yǎng)
教師更新數(shù)學教學觀念,提高自身文化素養(yǎng),是傳授數(shù)學文化學生的前提條件.現(xiàn)代的大學教師不僅要專業(yè)知識扎實,而且要知識面足夠?qū)拸V,對數(shù)學哲學、數(shù)學史等方面的基本知識足夠熟悉,掌握高等數(shù)學的歷史背景、發(fā)展現(xiàn)狀、應用價值與前景,并能將課程知識與這些知識很好地融合后再傳授給學生.具體來說,應做好以下幾方面的工作.
首先,教師應深入鉆研教材,合理組織教學,加強與其他專業(yè)老師的合作.由于所有教材都有其缺點,因此在備課過程中教師應盡可能地參考多種教材,選擇優(yōu)秀部分進行教學.由于所教學生的專業(yè)不同,特點也不同,大學數(shù)學教師在教學時就應當根據(jù)學生的專業(yè)選擇內(nèi)容,根據(jù)專業(yè)需要的內(nèi)容進行細講,而那些用不到的知識就可粗講甚至忽略.比如傅里葉級數(shù)這部分知識對計算機專業(yè)學生的專業(yè)知識學習比較重要,因此應進行重點講解;在講解重點內(nèi)容時,還可以將人多的大課堂分成小班教學,并依據(jù)學生的基礎(chǔ)不同進行合理教學,使所有學生都能很好地學到知識.
其次,教師間也要重視對教學思路的探討,在進行教學內(nèi)容順序的安排時,既要遵循由淺入深、從特例引出一般的原則,又要具體情況具體分析.比如,由于微分與定積分、不定積分聯(lián)系非常密切,因此可以將定積分與不定積分合為一章,先講解定積分概念和性質(zhì),然后依據(jù)微積分基本定理,建立定積分與不定積分(原函數(shù))之間的聯(lián)系,最后講解基本積分法,這樣安排既方便學生理解,還能突出重點.
2.優(yōu)化課堂教學內(nèi)容
第一,以數(shù)學內(nèi)容自身作為出發(fā)點,體現(xiàn)其文化價值.大學數(shù)學教育的最高境界是培養(yǎng)學生的理性精神.嚴謹規(guī)范的數(shù)學知識,有益于學生形成團結(jié)協(xié)作、踏實細微、嚴肅認真的作風.數(shù)學中的常量與變量、有限與無限、微分與積分等都是量變與質(zhì)變、對立統(tǒng)一等辯證唯物主義的極好的教學材料,有助于學生形成科學的方法論與世界觀.
第二,讓學生多了解數(shù)學家的事跡與思維過程,以及數(shù)學的有關(guān)史料和應用前景,使學生從中認識到所有科學都是經(jīng)過認識與再認識、成功與失敗的循環(huán)往復才不斷發(fā)展的,科學上每一個小進步都是科學家不懈努力、刻苦鉆研的結(jié)果,這將很好地調(diào)動學生學習數(shù)學的非智力因素.以我國數(shù)學家陳景潤為例,他學習的條件極端艱苦,但是仍然熱愛癡迷于數(shù)學,堅持不懈地進行數(shù)學研究,最終攻克“哥德巴赫猜想”這一世界著名難題.通過這一事例必將激發(fā)學生熱愛數(shù)學和獻身數(shù)學的精神.
第三,數(shù)學課程還應重視數(shù)學史料的教學,反映出數(shù)學文化的方法、思想、精神、語言、工具的作用,強調(diào)數(shù)學內(nèi)容與日常工作生活相結(jié)合,突出思想方法與生活緊密聯(lián)系的原則,增加統(tǒng)計、估算、線性規(guī)則、數(shù)據(jù)分析、運籌、圖論等知識,提高學生學好數(shù)學的自信心與自覺性.
3.注重改變學生學習方式
數(shù)學教學的最終目的是使學生掌握獨自學習的本領(lǐng),而加強數(shù)學文化的教學能夠很好地提高學生的自學能力.一方面,引導學生多接觸和閱讀有關(guān)的論文與文化書籍,使學生首先對數(shù)學知識的發(fā)展與應用過程有一定了解,進而更深刻地理解數(shù)學知識的意義,這樣在增加學生知識面的同時又使其學會了一定的自學方法.另一方面,增設(shè)一些活動課與探討課,鼓勵學生積極走入社會,具體實踐過程可采用“提出問題→建模→求解→應用”的模式.鼓勵他們合作交流與自主探索,增強他們學好數(shù)學的決心與愿望,提高他們應用數(shù)學知識的能力與意識,認真體會到不同知識的聯(lián)系,得出研究問題的科學方法與寶貴經(jīng)驗.
四、總 結(jié)
一、以數(shù)學史為載體的數(shù)學文化滲透
1.透過數(shù)學史了解數(shù)學創(chuàng)造的真實過程,讓學生親近數(shù)學
數(shù)學史研究數(shù)學概念、數(shù)學方法和數(shù)學思想的起源和發(fā)展及其與社會政治經(jīng)濟和一般文化的聯(lián)系。數(shù)學史展示了數(shù)學產(chǎn)生和發(fā)展的歷史,成為數(shù)學知識、數(shù)學思想和數(shù)學方法的集中體現(xiàn)。對數(shù)學史的介紹可以幫助學生了解數(shù)學創(chuàng)造的真實過程,使學生把握數(shù)學發(fā)展的脈絡(luò),加深對數(shù)學概念、思想方法的理解。數(shù)學史不僅僅是單純的數(shù)學成就的編年記錄。因為數(shù)學的發(fā)展絕不是一帆風順的,在更多的情況下是充滿猶豫、徘徊、要經(jīng)歷艱難曲折,甚至會面臨危機。數(shù)學史也是數(shù)學家們克服困難和戰(zhàn)勝危機的斗爭記錄。物理量的發(fā)現(xiàn)、微積分和非歐幾何的創(chuàng)立,乃至費馬大定理的證明,這些例子在數(shù)學史上不勝枚舉,它們可以幫助人們了解數(shù)學創(chuàng)造的真實過程,而這種過程在通常的教科書中是以定理到定理的形式被包裝起來的。對于這種創(chuàng)造過程的了解可以使我們從前人的探索與奮斗中汲取教益,獲得鼓舞和增強信心。
2.挖掘數(shù)學史中的數(shù)學思想方法,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識
從某種意義上說,數(shù)學史也是數(shù)學思想方法發(fā)展的歷史。從數(shù)學史中挖掘古代優(yōu)秀的數(shù)學思想方法,并把它滲透到現(xiàn)代的數(shù)學課程中,這些方法可以是現(xiàn)在仍然在發(fā)揮作用的,也可以是已被其他方法取代的,如果學生能夠?qū)@些方法加以創(chuàng)造性使用,那么數(shù)學史可以成為學生創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的素材。
3.利用數(shù)學史培養(yǎng)學生的科學精神
奉獻、懷疑、創(chuàng)新、求實、對美的追求等等,這些都是科學精神。必須通過具體的事實、生動的材料,讓學生體會什么是科學精神,怎樣培養(yǎng)科學精神,而數(shù)學史在這方面可以發(fā)揮很好的作用。課堂上介紹數(shù)學家的趣聞逸事,不但能激發(fā)學生對數(shù)學的興趣,而且還能使學生感受到隱藏在定理背后的人類的智慧和意志。體會到數(shù)學家的高貴品格和無私奉獻精神,對陶冶情操,形成良好的個性品質(zhì)有極好的教育意義。
4.在教材章節(jié)的斷層處鋪墊數(shù)學史
數(shù)學課程的分科很多,如代數(shù)、立體幾何、解析幾何、概率統(tǒng)計、平面向量、微積分初步等。在各章節(jié)之間沒有明顯的聯(lián)系,這實際上為數(shù)學史在數(shù)學課堂教學中的介入開辟了空間。在章節(jié)之間的銜接處作好知識的鋪墊,遵循學生的認知規(guī)律,引入數(shù)學史內(nèi)容。數(shù)學史是數(shù)學文化的載體,為數(shù)學教學中數(shù)學文化的滲透提供了豐富的素材,在數(shù)學教學中應有意識地將數(shù)學史融入數(shù)學課堂,啟迪學生的數(shù)學思維。
二、以數(shù)學應用為觸角的數(shù)學文化滲透
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,數(shù)學應用的觸角已經(jīng)延伸到社會的各個領(lǐng)域之中。各發(fā)達國家的歷史已經(jīng)證明,國家的繁榮富強,關(guān)鍵在于高新的科技和高效率的經(jīng)濟管理。高新科技和高效管理的基礎(chǔ)是應用數(shù)學,“一切的高技術(shù)都可歸結(jié)為數(shù)學技術(shù)的”,而數(shù)學應用正是推動數(shù)學發(fā)展的內(nèi)驅(qū)力。當今知識經(jīng)濟時代,數(shù)學正在從幕后走向臺前,數(shù)學和計算機技術(shù)的結(jié)合使得數(shù)學能夠在許多方面直接為社會創(chuàng)造價值,同時,也為數(shù)學發(fā)展開拓了廣闊的前景。我國的數(shù)學教育在很長一段時間內(nèi)對于數(shù)學與實際、數(shù)學與其他學科的聯(lián)系未能給予充分的重視,因此,數(shù)學在數(shù)學應用和聯(lián)系實際方面需要大力加強。近幾年來,我國大學、中學數(shù)學建模的實踐表明,開展數(shù)學應用的教學活動符合社會需要,有利于激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,有利于增強學生的應用意識,有利于擴展學生的視野。
以數(shù)學應用為觸角的數(shù)學文化滲透,將數(shù)學問題賦予生活內(nèi)涵,一方面深化了學生所學的數(shù)學知識,另一方面,增強了學生關(guān)注社會和關(guān)注人類發(fā)展的意識。在問題解決中,學生感到數(shù)學離生活很近,生活中包含著數(shù)學,數(shù)學深入到生活的每個細微之處,學生通過對這些既熟悉又陌生的問題的研究,感受數(shù)學的應用價值,形成和發(fā)展數(shù)學的應用意識。
關(guān)鍵詞:數(shù)學文化;課堂滲透;提高能力
數(shù)學作為一種文化,在過去和現(xiàn)在都大大地促進了人類的思想解放,沒有現(xiàn)代的數(shù)學就不會有現(xiàn)代的文化。在數(shù)學教育實踐中,我們不僅要看到數(shù)學的知識、技能,更應看到隱含在數(shù)學知識里的思想、精神、觀念、價值觀……讓數(shù)學教育過程成為學習者文化素養(yǎng)養(yǎng)成、解決問題的思維模式和方法提升的過程。數(shù)學文化應該走進小學數(shù)學課堂,滲入實際的數(shù)學教學,使學生在學習數(shù)學的過程中真正受到文化感染,產(chǎn)生文化共鳴,體會數(shù)學的文化品位。那么如何在課程實施過程中踐行并彰顯數(shù)學的文化本性,讓文化成為數(shù)學課堂的一種自然本色呢?
一、在展現(xiàn)知識過程中滲透數(shù)學文化的科學教育價值觀
數(shù)學上的每一個發(fā)現(xiàn)或發(fā)明,總是在一定的文化背景下的某一種思考。數(shù)學教育應當努力還原、再現(xiàn)這一發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的過程,從數(shù)學家的廢紙簍里尋找數(shù)學知識的源泉。課堂教學不僅要讓學生獲得知識,而且更重要的是通過知識獲得的過程來發(fā)展學生的能力。數(shù)學思想、數(shù)學思維、數(shù)學精神等一些數(shù)學文化的精髓都依附在知識發(fā)生發(fā)展的過程中,課堂教學可以通過創(chuàng)設(shè)知識產(chǎn)生的歷史背景、數(shù)學的思想方法、數(shù)學家追求真理的科學精神,盡力向?qū)W生展現(xiàn)數(shù)學知識的產(chǎn)生、發(fā)展的過程,使學生在追尋數(shù)學發(fā)展的歷史足跡的過程中,能夠看到數(shù)學知識形成的過程和發(fā)展的趨勢,也就是能夠觸摸到數(shù)學知識的來龍去脈,使學生在學習的過程中能夠真正體會到數(shù)學本身的需求和社會發(fā)展的需要,是數(shù)學發(fā)展的原動力,逐步形成正確的數(shù)學觀。這也正是在教學中滲透數(shù)學文化所要達到的目的之一。如在有關(guān)數(shù)學的教學中可以向?qū)W生介紹人類對數(shù)認識的過程,數(shù)學的發(fā)展和擴充過程,讓學生感受數(shù)學的內(nèi)部動力、外部動力以及人類思維對數(shù)學產(chǎn)生和發(fā)展的作用,感受數(shù)學文化的力量。
二、在數(shù)學回歸生活中滲透數(shù)學文化的應用教育價值觀
眾所周知,數(shù)學是人們生活、勞動和學習必不可少的工具,能夠幫助人們處理數(shù)據(jù),進行計算、推理和證明,數(shù)學模型可以有效地描述自然現(xiàn)象和社會現(xiàn)象,產(chǎn)品質(zhì)量的控制、市場銷售的預測、資源的開發(fā)和環(huán)境保護都與數(shù)學有關(guān);“從宇宙之大,粒子之微,地球之變,生物之謎,日用之繁,藝術(shù)之美,化工之巧,火箭之速無不與數(shù)學有關(guān)”(華羅庚語)。因此,在教學中應該加強數(shù)學與實際生活的聯(lián)系,增強數(shù)學的應用性,讓學生體驗到數(shù)學文化的價值就在于生活的各個領(lǐng)域中都要用到數(shù)學。比如說讓學生學一點概率的知識,從而讓他們從小就了解生活中各種事件的必然性、隨機性和可能性;再比如說函數(shù)的教學,首要的目的應是讓學生了解實際生活中存在著各種因果關(guān)系,函數(shù)只是將這種相互聯(lián)系用數(shù)學的形式表示出來,從而更好地去研究這種關(guān)系的內(nèi)涵和外延。因此,函數(shù)教學的重點應該是展示并教會學生去尋找、揭示現(xiàn)實生活中的因果關(guān)系。
三、在聯(lián)系數(shù)學史實中滲透數(shù)學文化的人文教育價值觀
數(shù)學史的用處不僅在于歷史公正的衡量每一個人,使得后人可能得到同樣的稱贊,而且還在于促進發(fā)展的藝術(shù),而它的方法是通過有名的范例為大家所了解。數(shù)學史與人類的各種發(fā)明與發(fā)現(xiàn)、人類經(jīng)濟結(jié)構(gòu)的演變、以及人類的信仰相互交織在一起,體現(xiàn)了一種哲學,這是一種文化的沉淀,將影響學習者今后的學習和工作。因此,數(shù)學教學應關(guān)注在數(shù)學學習中滲透數(shù)學文化歷史,讓學生體驗數(shù)學知識的產(chǎn)生、發(fā)展,這樣既可以發(fā)展學生對數(shù)學學習的整體認知,又能激發(fā)學生的學習興趣,還可以讓學生領(lǐng)會數(shù)學與人類生活經(jīng)驗和實際需要的聯(lián)系,領(lǐng)會數(shù)學發(fā)展的歷史和偉大成就,體驗數(shù)學文化的底蘊。
在具體的教學過程中,介紹與數(shù)學知識相關(guān)的豐富的歷史文化,尤其是數(shù)學史,體現(xiàn)數(shù)學學科的歷史價值。例如:中國是最早使用負數(shù)的國家,比埃及、印度早六七百年,比歐洲早一千多年。方程這個名詞,最早見于我國古代算書《九章算術(shù)》。祖沖之運用劉徽的“割圓術(shù)”,把圓周率精確到小數(shù)七位,領(lǐng)先歐洲一千多年。秦九韶完善的中國剩余定理,國外落后了554年才由高斯建立。領(lǐng)先西方四五百年的數(shù)學成果,還有“楊輝三角”、朱世杰的“垛積術(shù)”。古埃及尼羅河經(jīng)常洪水泛濫,摧毀地界,退水后需要重新丈量土地,幾何學便源于這種“測地術(shù)”。航海事業(yè)的高度發(fā)展,天文學數(shù)據(jù)計算的需要,催生了能簡化繁重計算的對數(shù)。數(shù)起源于“數(shù)”,量起源于“量”,“關(guān)于幾何的一些歷史”,“對數(shù)的發(fā)明”等等,通過對這些歷史文化的介紹,足以向?qū)W生闡明,數(shù)學源于實踐又反過來作用于實踐的唯物觀。
四、在欣賞數(shù)學美中滲透數(shù)學文化的美學教育價值觀
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學;課堂教學;數(shù)學文化;滲透
新一輪課程改革無疑是對傳統(tǒng)數(shù)學教學的挑戰(zhàn),學習數(shù)學不僅是為了獲取知識,更要通過數(shù)學的學習接受數(shù)學精神、數(shù)學思想和數(shù)學方法的熏陶,提高思維能力,鍛煉意志品質(zhì),并把它們遷移到學習、工作和生活的各個領(lǐng)域中去。因此,在高中數(shù)學教學中,要樹立數(shù)學文化觀,充分發(fā)揮數(shù)學教育的兩個功能即科學技術(shù)教育功能和文化教育功能,在傳授知識的同時起到人格教化的作用。
一、通過介紹數(shù)學史來滲透數(shù)學文化教育
歷史有以古知今的作用,如何運用數(shù)學史進行數(shù)學教學是國際數(shù)學教育界共同關(guān)心的問題。數(shù)學教學應充分反映數(shù)學的文化底蘊,從課程內(nèi)容、概念形成、證明方法、習題配置等各個方面,全方位地融入數(shù)學史,豐富和促進數(shù)學教學。數(shù)學文化觀念下的數(shù)學史,著重于過程,學習歷史上世界各國數(shù)學家的獻身精神、創(chuàng)新思想、細致敏銳的見識,以及百折不撓的毅力。
(一)開設(shè)數(shù)學史選修課,介紹一些涉及重大進展和具有深遠影響的事件。比如:數(shù)學科學產(chǎn)生與逐漸繁榮的歷史;數(shù)學思想逐漸演變的歷史;數(shù)學家逐漸糾錯的歷史;數(shù)學應用逐漸擴展的歷史;數(shù)學崇尚理性的精神;數(shù)學與哲學的關(guān)系;數(shù)學的美學價值等等。
(二)結(jié)合課程教學內(nèi)容介紹重要的數(shù)學思想,優(yōu)秀的數(shù)學成果,相關(guān)人事,將人文精神貫穿整個教學過程。例如:在講解“數(shù)形結(jié)合”這一數(shù)學思想方法時,強調(diào)數(shù)形結(jié)合。華羅庚教授曾寫了一首詞:數(shù)與形,本是相倚依,焉能分作兩邊飛,數(shù)缺形時少知覺,形少數(shù)時難入微,數(shù)形結(jié)合百般好,隔離分家萬事非,切莫忘,幾何代數(shù)統(tǒng)一體,永遠聯(lián)系,切莫分離。這樣一給學生介紹,既有助于加深理解,也有助于記憶,更重要的是潛移默化地滲透了數(shù)學文化教育,學生很樂于接受。值得一提的是,華羅庚教授的文學水平極高,他寫了不少詩文,并以詩歌的形式傳授數(shù)學方法論,這些都是我們在教學中可以借鑒和挖掘的財富。
(三)推薦與數(shù)學相關(guān)的有價值的作品,供學生課外閱讀,拓寬他們的數(shù)學視野,再通過撰寫讀后感、數(shù)學小論文、數(shù)學作文并組織學生交流等多種形式,使數(shù)學文化的點點滴滴如春風化雨,滋潤學生的心田。
(四)利用網(wǎng)絡(luò)、報刊等各種資源了解數(shù)學與歷史、經(jīng)濟、文學、藝術(shù)、軍事等的關(guān)系。引導學生就某個專題通過網(wǎng)絡(luò)搜集、查找、閱讀資料文獻,在此基礎(chǔ)上編寫一些形式內(nèi)容豐富多樣的科普論文,研究數(shù)學的文化,體會數(shù)學的文化、科學、美學價值,如通過網(wǎng)絡(luò)查找有關(guān)我國古代、現(xiàn)代數(shù)學家的事跡,了解他們的成才過程,他們對現(xiàn)代數(shù)學的貢獻等,都是滲透數(shù)學文化教育的重要渠道。
二、營造良好的課堂文化氛圍,體現(xiàn)數(shù)學的人文精神
高中數(shù)學是重要的基礎(chǔ)課,課時相對多一些,加上高中數(shù)學又是相對比較難的科目,許多學生會產(chǎn)生畏難情緒,因此,數(shù)學課堂文化氛圍對學生的影響就顯得特別大。課堂文化是普遍存在于課堂之中的文化現(xiàn)象,它是由教育傳統(tǒng)、學校和班級的風氣、教師個人的修養(yǎng)和作風等諸多因素形成的不成文的規(guī)定,彌漫于課堂的特定氛圍,以及制約師生行為的習慣等文化現(xiàn)象。同一個學校的各個班級的課堂上因科目、老師、學生的不同有著不同的課堂文化,它就像校園文化一樣屬于一種亞文化,是一股潛在的力量,把握得好能起著潛移默化的教育作用。筆者認為高中數(shù)學課堂文化需要重建數(shù)學文化的內(nèi)涵,每一位高中數(shù)學教師都應該在自己的課堂上營造具有個人特色的課堂文化,通過自己的工作和魅力,使課堂文化成為滲透數(shù)學文化,影響學生精神風貌,和進行世界觀、人生觀、價值觀教育的重要手段。
(一)創(chuàng)新是高中數(shù)學課堂文化的靈魂。作為高中數(shù)學教師不一定要有數(shù)學大師們那樣輝煌的數(shù)學成果,但應該具有他們的創(chuàng)新精神,成為與時俱進的學者,這樣,學生才能在教師的感染和鼓舞下,在學習數(shù)學基礎(chǔ)知識的同時,懷著對未知事物的強烈的好奇心,努力探索新知的抱負和決心,以及克服困難獲得成功的意志和信心。
(二)民主是高中數(shù)學課堂文化的準則。教師處于引導地位,具有先天優(yōu)勢,自然就有一個發(fā)揮民主的問題。數(shù)學世界是最能體現(xiàn)民主的,沒有絕對權(quán)威,能者為師,教學相長,學生會在民主氛圍里感受到數(shù)學文化帶來的精神愉悅,將啟迪他們熱情地走向數(shù)學文化。民主的課堂是思想自由、開放的課堂,小組合作進行討論、探討研究甚至爭論成為課堂教學的形式,對學生的這些思想火花要給予保護。
(三)合作是數(shù)學課堂文化的核心?,F(xiàn)在歐美等西方各國盛行“合作學習”教學法,除了學習需要相互幫助之外,培養(yǎng)合作精神是教育目標之一。數(shù)學史的進程本身就是合作的結(jié)果:古――今――國內(nèi)――國外,多層次多角度的合作完善了數(shù)學,也完善了數(shù)學學習過程,引導合作小組尋找課題,發(fā)現(xiàn)問題,合作探究解決問題,數(shù)學課堂教學成為一個實現(xiàn)真理的平臺,學生必將自覺深入到數(shù)學文化的博大精深中去?,F(xiàn)在部分重點中學競爭過度,通過公布學生的成績排名,來刺激學生爭名次,實際上是摧殘學生心靈,弊多利少的做法,數(shù)學文化的介入,無疑將凈化我們的數(shù)學課堂。
關(guān)鍵詞:數(shù)學文化 中學數(shù)學 意義
【分類號】G633.6
數(shù)學文化其實是用數(shù)學的觀點觀察現(xiàn)實,構(gòu)造數(shù)學模型,學習數(shù)學的語言,圖標,符號表示,進行數(shù)學交流,通過理性思維,培養(yǎng)嚴謹素質(zhì),追求創(chuàng)新精神,欣賞數(shù)學之美,數(shù)學是一門給人以智慧,讓人聰明的學科,在數(shù)學的世界中,我們可以探索以前不知道的神秘,在這個過程中我們變得睿智,聰明。
數(shù)學文化作用其核心是數(shù)學的觀念、意識和思維方式。所謂數(shù)學的觀念和意識,也就是人們常說的數(shù)學的頭腦、數(shù)學的素養(yǎng),準確地說是指推理意識、抽象意識、整體意識和化歸意識。它體現(xiàn)了演繹邏輯的可靠性、嚴謹性和思維方式的廣泛性、深刻性,這有助于學生不盲從、有條理、善思辯,在錯綜復雜的問題面前不被表面現(xiàn)象所迷惑,而能夠透過現(xiàn)象,洞察問題的本質(zhì),揭示相互之間的關(guān)系,從而更有效地解決問題。數(shù)學作為學科,需要探究,造就學生聰明的頭腦。數(shù)學作為文化,需要欣賞,提升學生的品位。[1]
1.中學數(shù)學教學中滲透數(shù)學文化的意義
1.1有利于激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣
在傳統(tǒng)數(shù)學教學中,充斥大腦的是數(shù)學公式和幾何符號,毫無有趣可言。中學數(shù)學教師的一項重要任務(wù)就是引導學生正確對待數(shù)學學習,激發(fā)學生對數(shù)學學習的興趣,這樣才能使學生在輕松愉快的心情下學到數(shù)學知識。數(shù)學文化在這一過程中起到重要作用,教師在數(shù)學課堂中適當?shù)貪B透與當堂數(shù)學知識有關(guān)的數(shù)學文化,如數(shù)學家的發(fā)展史,兒時的奇聞逸事等,都能有效激發(fā)學生對數(shù)學的學習興趣,為枯燥的學習增添趣味,同時可以拓寬學生的知識面,使學生在思考的廣度和深度得到拓展,改變學生對數(shù)學學習的看法。[2]
1.2有助于訓練學生的思維能力
隨著數(shù)學新課標的提出,數(shù)學教學作為基本科目的一種,其主要目的就是培養(yǎng)學生的計算能力、邏輯思維能力以及空間的想象能力,在其中最為重要的就是對學生邏輯思維能力的鍛煉,在整個教學中學生才是主體,要從以往的老師灌輸式教學轉(zhuǎn)為學生主動的思考和學習。對于學生而言,中學數(shù)學內(nèi)容無法讓他們在今后的生活和工作當中真正的利用到,但是中學數(shù)學所鍛煉的邏輯思維能力和主動學習能力可以陪伴學生的一生。在很多數(shù)學歷史當中都描述了數(shù)學家們的生活,他們不論在工作中還是在日常生活中,都表現(xiàn)的非常嚴謹且邏輯性較強,不僅是數(shù)學家,很多數(shù)學比較好的人也表現(xiàn)除了類似的特點,對此學生們可以打破以往學習中學數(shù)學沒有意義的誤解,重新認識和學習數(shù)學,從而增加他們對數(shù)學的學習興趣。[3]
1.3有助于學生創(chuàng)新能力的發(fā)展
每一個學科均是富有創(chuàng)造性一部歷史,數(shù)學學科也是如此。由實數(shù)到復數(shù),由有理數(shù)到無理數(shù),由“歐氏幾何第五公設(shè)”到“非歐幾何”,這些都是數(shù)學思維的創(chuàng)新,都是數(shù)學思想的升華。因此,數(shù)學被稱之為“創(chuàng)造性的藝術(shù)”。在中學數(shù)學教學過程中,教師應當將數(shù)學文化中所蘊藏的創(chuàng)新價值充分的挖掘出來,積極的鼓勵學生切身地置入到勇于創(chuàng)新以及敢于質(zhì)疑中去,以此將各類問題有創(chuàng)造性的解決。[4]
2.數(shù)學教學中滲透數(shù)學文化的途徑
2.1在問題情境中滲透數(shù)學文化
俗話說:“好的開始是成功的一半?!痹O(shè)置一個好的情境,往往會給一節(jié)課的教學增添不少亮色,同時也會容易把學生的情緒調(diào)動起來,激發(fā)學生的聽課欲望。數(shù)學史是在數(shù)學漫長的發(fā)展過程中逐漸形成的歷史,其本身就給人一種質(zhì)樸真實感,同時又具有的一定的價值和意義。一旦把數(shù)學史的內(nèi)容O置為教學情境,即把數(shù)學置身于真實的歷史情境之中,往往會起到引人入勝的效果。以數(shù)學史為問題情境的案例。在課堂上,教師提出問題總能帶動學生認真地去思考,隨著問題的一個個深入,學生也在不知不覺中就已經(jīng)掌握了本節(jié)課的知識內(nèi)容。與此同時,借鑒數(shù)學史的內(nèi)容,在課上引入問題情境,整個課堂將會起到事半功倍的教學效果。[5]
2.2在知識生成中滲透數(shù)學文化
教師不僅要讓學生“知其然”,更要讓學生“知其所以然”,數(shù)學知識的產(chǎn)生、發(fā)展和應用是一個動態(tài)的過程,其中不僅有方法,有步驟,還聚集著很多的數(shù)學文化。
一方面,教師應當在教學過程中努力還原、再現(xiàn)知識的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的過程,從數(shù)學家的探索痕跡中生成數(shù)學知識。比如,在進行“數(shù)系的擴充和復數(shù)的概念”的教學時,教師要結(jié)合數(shù)學史的介紹,讓歷史上數(shù)學家的思想成為啟發(fā)學生思考和探究的線索,引導學生分析自身對數(shù)的認知發(fā)展過程,從中感悟?qū)嶋H需求與數(shù)學內(nèi)部矛盾在數(shù)系擴充過程中的作用,感受人類理性思維的作用,在感受的基礎(chǔ)上體會數(shù)系擴充的一般原理。另一方面,教師應當在教學過程中讓學生參與到數(shù)學知識的邏輯組織過程中去,在知識的發(fā)生探索中設(shè)法給學生充實的感知材料,并啟發(fā)引導學生。在形成正面的概念、法則、方法、原理的過程中,注重讓學生參與到數(shù)學知識的邏輯組織中去。在知識鞏固應用中,通過進行變式訓練、提供反例、知識延伸、新舊知識溝通等各種手段進行思維訓練,以加強數(shù)學文化的滲透。通過知識生成過程中數(shù)學文化的滲透,學生不僅能有效的學習數(shù)學知識,而且能很好地領(lǐng)會知識里面所蘊涵著的數(shù)學思想方法、證明技巧,更好的培養(yǎng)學生的探究能力。[6]
2.3在解題教學中滲透數(shù)學文化
歷史上許多數(shù)學名題不但沉淀了歷史背景,而且蘊藏著某種數(shù)學思想方法,綻放著數(shù)學的魅力。從數(shù)學文化的角度審視數(shù)學解題教學過程,它是策略創(chuàng)造、邏輯材料、技巧和程式化的融會貫通,與數(shù)學的特征吻合,其中同樣蘊含著數(shù)學家的探索足跡和思維方式,從而使解題超越了數(shù)學思維活動本身的范圍,進一步延伸到文化的范圍。這就是數(shù)學文化的特征,它常常被簡潔的數(shù)學結(jié)論覆蓋著,但還是可以讓學生模擬、示范,從中體驗感悟數(shù)學文化。
2.4在數(shù)學應用中滲透數(shù)學文化
在中學數(shù)學課堂教學中,不僅應該讓學生學會教材上基本的數(shù)學知識,還應當引導學生利用所學知識,展開實際應用,體現(xiàn)出數(shù)學的實際應用價值,如數(shù)學建模等活動。把數(shù)學文化滲透到數(shù)學應用中,可以使學生對課堂學習的數(shù)學知識進行深入透徹的理解,使學生深切感受到數(shù)學文化的實際作用,體會數(shù)學文化的博大精深,感受數(shù)學的應用價值,鍛煉學生的實踐應用能力。
總之,在當前的中學數(shù)學教育中,數(shù)學文化的滲透還沒有得到應有的重視, 很多教師還沒有認識到數(shù)學文化在數(shù)學教育中的重要作用。身處教學第一線的中學數(shù)學教師應當努力把數(shù)學文化滲透、融入到日常的數(shù)學教學中,用數(shù)學的魅力感染班里的每一個學生。數(shù)學文化與數(shù)學知識相互依存,相互包含,通過數(shù)學文化可以把數(shù)學知識活生生地展現(xiàn)在課堂上供學生探索,使數(shù)學課堂變得生動而有內(nèi)涵。
參考文獻:
[1]吳杰 淺談數(shù)學文化的力量[J] 藝術(shù)文化交流 2012
[2]王穎 初中數(shù)學教學中數(shù)學文化滲透的實踐研究[J] 新課程學習:綜合 2011
[3]王小明 淺論數(shù)學文化與初中數(shù)學課堂教學的有效融合與構(gòu)建 [J] 中學數(shù)學研究 2013
[4]張榮順 初中數(shù)學教學中的數(shù)學文化[J] 金色年華:下 2012