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中图分类号:G622 文献标识码:B 文章编号:1002-7661(2015)19-288-01
一、数学文化走进数学课堂的必要性
《数学课程标准》明确提出:“数学是人类文化的重要组成部分,数学素养是现代社会每一个公民所必备的基本素养。”对于数学,很多人的印象是严格、单调或者是枯燥、死板的,数学家曾担忧“数学在各门课程中是最不地人心的一门功课,其名声不佳……”
随着新世纪的到来:“数学是一种文化”已经毋庸置疑,而作为文化是可以被继承和发展的。世界上的语言、文字、宗教、党派都有地域之分,但世上只有一种数学,数学定理又能万世流传,数学确实是最具有文化特征的了。王梓坤先生在《今日数学与应用》一文中总结了数学就是“对全体人民的科学思维与文化素质的哺育”。他进一步指出:“数学文化具有比数学知识体系更为丰富和深邃的文化内涵,数学文化是对数学知识、技能、能力和素质等概念的高度概括。”我们学习数学不仅是为了获取知识,更能通过数学学习接受数学精神、数学思想和数学方法的熏陶,提高思维能力,锻炼思维品质。
由于长期受应试教育的影响,我们的小学数学教育依然存在着某些误区:数学课程过分强调它的“逻辑性”、“演绎性”、“封闭性”;部分教师在课堂教学中,解题教学占据了主导地位。通过大量练习来学习数学,是当今我国数学教学的主旋律。通过大量模仿性练习,这对提高学生基本运算能力、逻辑推演能力和解题能力的确有效,但培养这样的学生除了暂时能解几道题,还能干什么呢?部分学生及家长觉得数学学科的最终目标就是做题,考高分,他们无法体会到数学的文化价值,更缺乏创新精神,这不能不说是数学教育的一个严重的缺陷。要彻底改变这种现状,教材的改革固然重要,但归根到底还是取决于选拔人才机制的变革,取决于教育理念的更新,而教师有着责无旁贷的责任。
夜上海论坛 二、数学文化的教育功能
1、通过学生了解数学史,身边的数学美的事物,进行数学文化的熏陶。感受数学魅力,激发学习数学的兴趣,增强学好数学的信心。学会欣赏数学文明成果 学习数学不仅是掌握一定的知识与获得一定的能力,更重要的是学会欣赏和理解人类创造的这一文化成果,激起对数学这门科学的热爱。我国数学发展的历史是一部辉煌的历史。这就为我们数学教学提供了丰富素材,例如:圆周率的始祖--祖冲之、《九章算术注》和《海岛算经》作者刘徽等伟人的介绍。
2、运用生活中的数学及数学与各种文化的关系,对学生进行数学文化渗透,让其切实感受到数学文化的价值和力量,从而利于实现新课程标准的理念。营造探索氛围,激励学生自主探索 营造探索氛围,激励学生自主探索,让不同学生的不同解法都呈现出来,使不同层次的学生都在原来的基础上得到不同程度的发展,就是现代数学的教育观念。教师所要做的,就是让这些具有不同程度的学生、不同思维特点的学生有机会表达出自己的思想,而不是用统一的模式要求所有的学生,从而有利于对学生积极的数学情感(对数学的兴趣、爱好,学好数学的信心)的培养,也有利于拓宽学生思维的广度和深度
夜上海论坛 3、充分利用网络资源,对学生进行数学文化的体验,使学生领悟到数学知识的丰富、数学方法的精巧、数学思想的博大、数学思考的美妙,全面提高学生数学素养。利用生活中的数学“数学文化”的一个显著特点,就是它源于生活,又广泛应用于生活。例教学《小数的初步认识》时,先让学生在课前到超市进行实地调查活动,了解商品价格方面的知识,课上进行交流汇报,这样开放了教材的空间,使学生积极主动投入到学习数学活动之中,真切感到生活中到处有数学。小数的读法比较简单,教师放手让学生独立思考,小数的整数部分和小数部分的读法,则组织学生在小组里交流、辩论、探索,使学生充分体验再创造过程,真正理解了数学在社会生活中的意义和价值。从而激发了学生学习数学的兴趣,接受了“数学文化”的熏陶。
关键词:数学史 课堂 数列极限
笔者执教期间,学生问笔者这样一个问题:“老师,数学这么难,学习数学到底有什么用?”
夜上海论坛 数学一直以来和枯燥乏味联系在一起,课改以前,繁、难、偏、旧是中学生对数学的一贯评价。传统的数学课程一般以“掐头去尾烧中段”的形式进行教学, 导致了数学教学脱离实际的倾向。学生不用了解数学知识的现实背景和形成、发展的过程,也不用了解数学知识在现实生活中的应用,只要会解数学题就可以了。学生被淹没在没有实际意义的题海战术里,数学成了打人的“棒子”,滤人的“筛子”。难怪学生会问出学习数学到底有什么用的问题。其实正像已故著名数学家华罗庚教授曾指出的,宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之变,生物之谜,日用之繁,数学无处不在。
怎样让学生觉得学习数学是有用的,怎样让数学课堂焕发生命的活力,怎样把枯燥无味的数学课堂变成吸引学生的磁场,怎样激发学生从“冰冷的美丽”到“火热的思考”?答案只有一个,让数学文化走进数学课堂!
请看一堂数列极限教学案例(教学过程)
1. 人们最初对无限的认识
夜上海论坛 战国时代哲学家庄周著的《庄子・天下篇》中一句话:“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”潜含无限思想。
夜上海论坛 同时期,古希腊的数学家兼哲学家齐诺提出了四个悖论。其中“阿基琉斯和乌龟赛跑”是最著名的一个。乌龟和阿基琉斯赛跑,乌龟提前跑了一段――不妨设为100米,而阿基琉斯的速度比乌龟快得多──不妨设他的速度为乌龟的10倍,这样当阿基琉斯跑了100米到乌龟的出发点时,乌龟向前跑了10米;当阿基里斯再追了这10米时,乌龟又向前跑了1米,……如此继续下去,因为追赶者必须首先到达被追赶者的原来位置,所以被追赶者总是在追赶者的前面,由此得出阿基琉斯永远追不上乌龟。这显然与人们在生活中的实际情况是不相符合的。如何用数学来解释?
如果能够求解这些和,这个矛盾就解决了。人们只有掌握了极限知识之后,才能真正地解决。
2. 极限思想的历史渊源
夜上海论坛 公元前5世纪的古希腊智者用圆的内接正多边形以及外切正多边形的边数不断加倍的办法来接近圆的面积,他们认为圆的面积可以取作边数不断增加时它的内接和外切正多边形的面积的平均值。这可能是西方应用极限计算圆面积的最早设想。后来被欧多克斯发展成“穷竭法”,阿基米德用这种方法证明了球的体积和球面面积。
我国三国时期的数学家刘徽在《九章算术》的注文中,第一次把《庄子》中的极限思想用于算“园田”和“弧田”的面积,创立了一种推求圆周率的方法,即“割圆术”。 他把圆周分成三等分、六等分、十二等分、二十四等分……这样继续分割下去,所得多边形的周长就无限接近于圆的周长。他指出:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆合体,而无所失矣。”这就是极限思想。
3. 缺乏极限定义,引发第二次数学危机
夜上海论坛 尽管极限的思想由来已久,然而在随后的漫长岁月中却没有什么进展。欧洲文艺复兴之后,生产力和科学水平都有了突飞猛进的发展。这些发展对数学提出了新的要求和挑战,由此产生了许多新的数学思想与数学方法,其中最重要的发明之一就是牛顿和莱布尼茨创立的微积分学。随着越来越多的人们对无穷数列进行求和运算,矛盾与错误也层出不穷。还引发了第二次数学危机。如求和:
夜上海论坛 为了解决这样的矛盾,澄清人们对“无限”运算的认识,就需要对极限有一个严格的定义。
4. 数列极限概念
容易发现,数列中的项随着n的增大而减小,但当n大于0且无限增大时,相应的项 可以无限地趋近于常数0。
容易发现,数列中的项随着n的增大而增大,但当n大于1且无限增大时相应的项 可以无限地趋近于常数1。
容易发现,数列中的项是正负交错地排列的,并且随n的增大其绝对值减小,当n无限增大时相应的项 可以无限地趋近于常数0。
极限的思想是数学中极为重要的思想,极限概念是学生学习微积分的基础,然而在数学史上,极限概念的完善却是在微积分产生之后,数学家们在解决第二次数学危机的过程中,经过近百年的工作才给出了极限ε-δ的的定义方法。对于高中如何进行极限的教学一直是个争论的问题。
夜上海论坛 德国著名数学家F1・克莱因认为,数学教学至少在原则上要遵循“个体发育史重蹈种族发展史”――这项生物发生学定律。因为科学的教学方法只是诱导人去作科学的思考,而不是一开头就教人去碰冰冷而美丽的结论。按照历史顺序教授数学,能使学生“看清一切数学观念的产生是如何迟缓;所有观念最初出现时,几乎常是草创的形式,只是经过长期改进,才结晶为确定方法,成为大家熟悉的有系统的形式”。法国著名数学家庞加莱主张数学课程的内容应完全按照历史发展顺序展现给读者,他说:“动物学家坚持认为,在一个短时期内,动物胚胎的发育重蹈所有地质年代其祖先们的发展历史。人的思维发展似乎也是如此。教育工作者的任务就是让孩子的思维经历其祖先之所经历,迅速通过某些阶段而不跳过任何阶段。鉴于此,科学史应该是我们的指南。”匈牙利著名数学家和数学教育家波利亚则指出:“只有理解人类如何获得某些事实或概念的知识,我们才能对人类的孩子应该如何获得这样的知识作出更好的判断。”荷兰数学家和数学教育家弗赖登塔尔亦持有类似观点,称:“年轻的学习者重蹈人类的学习过程,尽管方式改变了。”
因此这堂课从极限的发展史角度展开课题,反璞归真,努力揭示数学概念、法则、结论的发展过程和本质,把数学的学术形态转化为学生易于接受的教育形态,体现了新课程“强调本质,注意适度形式化”的理念,增加了学生学习数学的兴趣。
这节课这样的安排,从课堂上学生的回答及课后作业来看,效果是满意的。那么有多少教师在他们的数学课堂上引入了数学文化,对此笔者设计了问卷进行调查。90.2%的教师承认自己没有足够的数学史知识,甚至有个别教师认为自己一点都没有。90.6%教师认为数学课上介绍数学史是有必要的,而且绝大多数教师认为数学史的教学对提高学生的学习兴趣、上课的积极性、加深对数学教学内容理解是有帮助的。但是100%的教师认为,讲数学史学生是喜欢的,对学生的学习兴趣也是有提高的,但是时间不允许,一节课45分钟,落实知识点都不是很充裕,根本没有多余的时间来讲解数学史知识。对于牺牲落实知识的时间来讲数学史知识,几乎100%的教师是不赞成的。因此,对数学文化走进数学课堂这一道路是正确的,但是如何让数学文化走进数学课堂是我们今后要努力探讨的方向,使得数学教师在时间上有讲解数学史的可能,在观念上并不认为讲数学史知识是牺牲了宝贵的上课时间,如何让数学史发挥更显著的作用是亟待解决的问题。
参考文献:
[1]王连笑.用数学文化推动数学教学[J].专家论坛,2005年第6期.
[2]郑毓信,王宪昌,蔡仲著.数学文化学[M].四川出版集团,四川教育出版社,2005,6.
[3]王风春.数学史上的三次危机[J].上海中学数学,2004年第6期.
[4]苏英俊,汪晓勤.略论数学史对数学教育的意义[J].数学通讯,2005年第5期.
[5]林永伟,叶立军.数学史与数学教育[M].浙江大学出版社,2004,4.
夜上海论坛 [6]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(实验).2003,4.
[7]M・克莱因.古今数学思想[M].上海科学技术出版社,2002.8.
[8]施斌,丁乃芬.数学文化观下的数学极限思想[J].数学教学,2005,第9期.
夜上海论坛 数学是一门基础学科,对人类社会进步和发展起着推动作用。新课改的深入发展使高中数学教学工作成为最重要的教育重点之一,传统的数学教育忽视了数学文化的重要性,这种做法背离了数学教育的初衷。目前,部分数学教师已经开始的接受新的理念与新的教学方式,让数学文化走进课堂。
夜上海论坛 一、什么是数学文化
20世纪60年代美国学者怀尔德(R.Wilder,1896―1982),在其著作《数学概念的进化》、《作为文化系统的数学》中率先提出数学是一种文化的理论。广义的文化指的是物质财富与精神财富的总和,狭义的文化指的是社会意识形态。数学既是人类精神文明产物又是物质文明产物,数学这门学科具有重要的地位。在数学文化观下进行数学教育具有重要意义。
数学文化可以从多个层面来理解。
数学是一种量化的模式,它具有客观性。数学的确定性、简单性、深刻性、抽象性和自我完善性,除了科技方面的应用,还对精神领域具有影响,例如,数学对人类思想解放、摆脱宗教迷信都做出了贡献。
数学活动的整体性。数学教学需要运用一些准则和规范去研究,必须基于对数学本质的认识,以保持其完整性。
夜上海论坛 数学发展的历史性。数学作为一门学科,是经过长期积淀的,有其自身的发展历程。
二、高中数学引入数学文化的重要性及意义
(一)重要性
1.基础教育课程改革的需要
夜上海论坛 近年来,如何将数学文化融入数学教学的研究已经成为高中数学教育的热点问题。在教学过程中适当引入数学文化能够使教材更加真实,更加生活化,能够有效调动学生学习数学的积极性,更加突出了学生在学习过程中的主体作用,是一条行之有效的改革之路。
2.数学教育目的的需要
夜上海论坛 数学教育的目的是:对学生思维能力的训练、对学生使用知识的传授、对学生文化素养的养成。但实际上并不是所有学生达到数学教育最初的目的。而学生文化素养的养成,并不需要所有学生都能够针对数学进行研究和应用,可以通过对数学文化的了解和学习,从而培养其数学素养。
3.改变数学教育独特性的途径
在数学教育过程中对实用性越来越重视,数学的教学模式西化,中国古老的筹算和珠算已经被放弃了,想要改变这种局面需要我们把数学文化融入数学教育过程中,在教学过程中突出学生的主体地位。
(二)意义
夜上海论坛 数学是一门理性的学科,在课堂教学中如果能够将数学文化引入高中数学课堂,可以在一定程度上降低数学学习难度,激发学生学习数学的兴趣。特别是通过数学文化的引入,让学生能够对数学的了解更加全面,拓宽学生视野。通过对数学相关部分的背景介绍和其他细节的了解,为学生提供了解数学本质的手段。此外,数学文化有利于培养学生创新精神、有利于学生理性思维的发展、有利于学生数学精神的渲染、有利于培养科学的审美观。
三、数学文化在高中课堂教学的实施策略
夜上海论坛 (一)改变数学教学现有模式
数学其实来源于生活,数学知识的抽象性使的学习过程中存在枯燥乏味的现象,渐渐的使人们淡化其实数学的学习学习的本身就生活中鲜活的内容。要通过数学教育让学生了解数学的价值,让学生明白数学的重要性。端正学生学习数学的态度,激发学生学习欲望,根据实际情况结合数学文化,使数学教育更加简单易懂。
(二)明确数学理论的“未完成性”
夜上海论坛 数学是一门发展中的学科,通过高中数学的教育,需要让学生明白,数学还有发展的潜力,需要我们努力去探寻它的未完成部分。数学中还存在很多这样的未完成性的问题。例如,算术的公理的相容性、哥德巴赫猜想、黎曼猜想等等问题都没有得到彻底解决。数学教育工作者应该在高中数学的课堂中注重激发学生的创新意识和质疑精神。
(三)结合历史背景,注重知识发散
在一些枯燥的公理,定理及规律的介绍时做一些必要的发散性的介绍,例如在对几何部分的学习中,可以先介绍费马、笛卡尔等先驱人物对几何的贡献;在对欧拉公式的学习过程中可以介绍欧拉传奇式的一生,用这些大师的经历和人格魅力来感染学生,在激发学生对学习数学的兴趣的同时还能够开阔学生视野。
(四)注重数学文化的传承和发展
在高中数学教育工作中,老师应该将数学的理性精神发挥出来,并在教学过程中体现出来。将当时数学知识内容的产生过程模拟,展现当时分析,归纳的过程,让学生“亲历”数学家的真是思维过程,感受知识的来由。这能够让学生真正了解数学文化的严谨,从而激发出探秘数学的欲望。
(五)注重人文精神传播
夜上海论坛 每个学科间既是相互独立的,同时也是相互影响的。注重人文精神的传播是当代教育改革的趋势,因为,高中数学课程中应该在注重数学文化传播的同时渗透人文精神教育。让数学文化走进课堂,只有通过这样才能让学生了解到数学既是基础学科,同时也是高层次,高品位的文化。