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中国数学家的故事

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中国数学家的故事

中国数学家的故事范文第1篇

【关键词】数学史;数学故事;数学方法;数学思想

法国数学家庞加莱说过:“如果我们要预见数学的将来,适当的途径就是研究这门科学的历史和现状。”数学发展至今已不是简单的“数学”,而是一种历史和文化。但就小学生而言,很难自觉而独立地感悟这种“看不见的文化”,苏教版新教材“你知道吗?”板块在很大程度上弥补了不足,它是苏教版基本特色之一,为学生提供必要的数学史材料。

然而在实际教学中,“你知道吗?”往往被忽视甚至直接忽略,而没有合理地加以利用,更谈不上拓展了。面对如此深厚的资源,作为教师我们应该如何做呢?

一、合理利用教材 发挥数学的文化特性

首先要做到合理的利用好教材,这个板块很好的向学生介绍一些数学史的知识、数学的发现等,通过生动形象、便于阅读的形式,使学生了解数学知识的产生与发展,丰富学生对数学的整体认识,从而让学生体会到数学在人类发展史中的作用,感受数学的内在文化特质。

1.展现传统数学的魅力

我国是数学主要发源地之一,许多古代数学家对人类文明进程有着深远的影响。合理的利用教材介绍我国杰出的数学家,可以让学生了解数学史,增强自信心,激发爱国热情。

例如,在五年级下册学了“圆的周长”后,教材介绍了人类对圆周率的研究历史。最早的追溯到《周髀算经》中“周三经一”的说法。接着介绍了古希腊数学家阿基米德推算出π的取值范围,而我国魏晋时期的数学家刘徽采用“割圆术”求出圆周率的近似值,尽管刘徽大约晚了500年,但他同样是用几何方法求圆周率近似值的开创者之一。学生通过学习增添了民族自豪感,培养了他们的爱国精神。

2.激发学习数学的兴趣

“你知道吗”涵盖的内容十分广泛而有趣,我们可以充分利用好教材的文化特性,让学生深切的领会到数学的存在价值,从而真正爱上数学。

例如:五年级上册学完了“认识负数”后,介绍了古代数学家刘徽首次明确提出正数和负数的概念。他还规定筹算时“正算赤,负算黑”,就是用红色算筹表示正数,黑色算筹表示负数。当时学生非常兴奋,说:“很多数学知识是人们在生活中发现问题,再寻求解决的方法。看来我们要仔细观察生活,有所创新,也许可以变成数学家。”

3.提高审美欣赏的能力

哲学家罗素说:“数学,如果正确地看她,不但拥有真理,而且也具有至高的美。数学提供了一种精确简洁通用的科学语言,数学语言正是以她的结构与内容上的完美给人以美的感受。”利用教材提供的素材,挖掘数学美的因素,培养学生的数学美感和审美能力。

例如:在三年级上册学完《对称图形》后,教材提供了一系列自然界中的现象,如一些生物:蜻蜓、雪花、树叶、彩虹,还有许多著名的建筑:人民大会堂、故宫、巴黎埃菲尔铁塔等,通过欣赏再加上老师的介绍让孩子深切的感受到数学无处不在,美无处不在,用数学的眼光看待事物就有不同的理性的美。

二、恰当拓展教材 追寻数学的文化传承

除了利用好教材所编排的数学史内容,还可以根据所学的内容拓展一些相关的数学故事、数学名题、数学思想方法等,从而营造研究数学的氛围,激发学生的探索精神。

1.数学故事的引入

传统的数学课,总是先理解概念,接着得出公式,最后运用公式解题,这使得数学生硬枯燥。如果在课上先插入一个相关的数学故事,就可以调动学生学习的积极性,提高学习的效率。

如在教学“解决问题的策略――替换”一课时,为了让学生形象生动地理解替换的作用。教学一开始讲述曹冲称象的故事,这个故事虽然妇孺皆知,但采用的方法才是学生更感兴趣的。年仅六岁的曹冲所用的方法是“等量替换法”。用许多石头代替大象,以“大”化“小”。由历史故事导入激活了课堂,让学生迫不及待地想进行新课的学习,事半功倍。

2.数学名题的启示

许多数学名题的提出和解决都与数学家有关,让学生思考一个曾经被数学家思考过的问题是一件多么伟大的事。数学名题的再现可以使数学训练丰富而有趣,而数学家的思路又会让无数人折服。

例如在学习加法的交换律和结合律之前,可以先让学生尝试解决数学家高斯在10岁时曾计算过的题目:1+2+3+4+……+96+97+98+99+100。然后再与学生分享高斯的计算方法,学生无不为数学家的智慧而折服,更发现原来寻找规律、运用规律可以使计算变得如此简单快捷。一道适合小学生的数学名题在经过深入的思考和老师的适当点拨之后,课堂气氛变得异常热烈。

3.思想方法的渗透

新课程标准明确提出要使学生具有必要的基础知识、基本技能以及其中所体现的数学思想方法。数学思想隐含于其中,如:转化、分类、集合等。数学思想是历代数学家研究的精髓,我们应该善于挖掘数学思想并渗透于课堂教学中。

例如:三年级推导平行四边形的面积计算运用了“割补法”,其实就是运用了“转化”的思想。三角形、梯形、圆面积计算都运用了转化的思想。在计算教学中还有小数乘法、通分、百分数计算等,可以说“转化”的思想一直伴随着小学生数学学习的全过程,多次经历使学生认识到转化思想的重要性,从而形成良好的思考习惯,发展学生的数学思维。

当然拓展的内容要根据教学内容有选择的穿插在教学中,成为恰当的补充和点缀。有些可以推荐给学生课后阅读,也可以让孩子自己查阅做到课外阅读、课内介绍。拓展模式下的数学学习能够帮助学生拓宽知识面,真正让学生感受数学的奥秘,拥有数学的思想,体会数学的价值。

【参考文献】

[1]《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》北京师范大学出版社,2003年6月

[2]林永伟,叶立军著.《数学史与数学教育》浙江大学出版社,2004年12月

[3]蔡宏圣.《数学文化,你离随堂课有多远?》中国教育出版网,2013年8月

中国数学家的故事范文第2篇

素素头也不回,说:“爸,你瞧这个歌手,一把吉他,流浪天涯,多有艺术气质呀!这大概就是艺术家的个性吧。”说到这里,她好像想到了什么似的,转过来问:“对了,爸爸,数学家里没有这样的人吧?”

爸爸笑着坐下来,说:“你还真问巧了,我今天刚刚看了一个数学家的故事,人们就叫他‘流浪学者’呢!”

“哦?”素素一下子来了兴趣,问,“这个数学家是谁啊?他一定有非常精彩的故事吧?”

爸爸顺手拿过遥控器,关了电视,说:“那好,我讲完这个流浪学者艾狄胥的故事,你就熄灯睡觉。”

素素伸出小拇指,说:“好,一言为定!”

父女笑着勾勾手指,爸爸说开了:“艾狄胥是个性格古怪的人,他是一位伟大的数学家,却没有一个固定的住所,也没有固定的职业。他经常拎着一个半空的手提箱,穿梭在各个国家的数学研讨会中。浪迹天涯,四海为家,就得了个‘流浪学者’的称号。”

素素问:“是不是他从小就很孤单,没有爸爸妈妈陪呢?”

爸爸说:“他的爸爸妈妈都是高中的数学老师,在小艾狄胥才三岁时,爸爸妈妈让一个家庭老师来照顾他,为了算一下爸爸妈妈还有几天放假可以陪他玩,他就学会了数数字。”

素素说:“真可爱的孩子。”

爸爸说:“就这样,他开始学算术,没多久,就已经会三四位数的乘法了。在他四岁的时候,有一位客人问他一个难题:‘100减去250等于多少?’小艾狄胥沉默了一会儿,就兴奋地回答:‘0下面的150!’客人惊讶了,他才四岁,却一下子就领悟了数学家花了几世纪才建立的‘负数’概念,可见他有着多么敏捷的思维呀!”

素素吐了吐舌头,说:“真厉害的孩子。”

爸爸又说:“现在你的学校里,是不是有一些同学参加数学奥林匹克的训练和比赛呢?小艾狄胥也是从数学竞赛开始他的数学研究的。当他11岁时,他在学校里看到了一份数学杂志,上面每个月都有一些很难的竞赛题目,许多喜欢数学的学生都积极思考,因为如果答案寄回杂志社获得录用,那么小作者的名字就可以登在下期的杂志上,而艾狄胥的名字是经常出现在杂志上的。”

素素一听“数学竞赛”,就有点儿犯困,不由得打了一个哈欠。爸爸看出来了,笑了笑说:“数学竞赛虽然不轻松,但是,通过这些活动,艾狄胥认识了很多热爱数学的朋友。后来,他时常住在朋友的家里,在一个地方待上几天之后,就再赶往下一个有数学家的地方。虽然他没有什么钱,但他只要听到有哪个研究生需要钱来继续数学研究,不管有没有见过面,都会寄支票去赞助。他一生中,曾经和450多个人合作写过论文,也是数学界的一大创举。”

素素说:“这是我们中国人说的侠肝义胆。”

中国数学家的故事范文第3篇

关键词:中学数学 教育功能 数学文化

据调查,在中国数学教育中常常存在有“数学=逻辑”的观念,数学教学有时竟变成一种纯粹的解题训练,从而忽视了数学的应用以及与其他领域的联系,以至数学教育越来越与现实脱节,使数学变成了应试的工具。

现今中小学数学课程标准改革一个重要的标志是将数学文化走进中小学课堂,渗入实际数学教学,努力使学生在学习数学过程中真正受到文化感染,产生文化共鸣,体会数学的文化品位,体察社会文化和数学文化之间的互动。

人类文化学把文化看成3个层面:(1)文化的精神层面,它包含心理、思维、观察等。(2)文化的社会层面,它包含规则、风俗,生活制度等。(3)文化的物质层面,它包含生产工具、生活工具、技艺和操作方法等。不难看出,数学渗透于文化的各个层面,成为文化的重要组成部分。另外,从数学自身来看,数学文化观使传统的数学哲学开始注重数学自身的构造性之外的属性,强调数学具有广泛的社会实践性,因此,数学文化观不仅对数学哲学和数学史,更为重.要的是为数学教育提供了一种新的理念。

那么中学数学教育的文化功能体现在那些方面,是如何体现的呢?笔者在长期的教学工作中有以下几点体会。

一、从历史层面宏观了解数学文化的民族性与世界性

从历史上考察数学的进步,是揭示数学文化层面的重要途径。教材通过一些阅读知识,注解,人物介绍等栏目,结合教学内容生动活泼地介绍古今数学的发展,深入浅出地反映数学的工具作用和人文精神,使学生逐步地认识数学的科学价值和人文价值,提高他们的科学文化素养。

如对中国古典数学专著《九章算术》、《周髀算经》、《九章算术注》等的历史成就介绍,对中国古代杰出数学家如祖冲之、赵爽,刘徽、秦九韶、杨辉等的历史贡献讲解,使学生的民族文化自豪感油然而生。当然对世界其他民族的数学发展史的了解也使学生懂得不仅应当充分重视中国传统数学中的实用与算法的传统,同时也必须吸收人类一切有益的数学文化创造,包括古希腊的文化传统。引领学生溶入世界数学文化之林,将数学的民族性和世界性有机地结合起来。

二、数学文化教育的人文作用

(一)通过介绍数学家的故事,使学生感受数学家的科学精神,从而丰富学生的人文体验。

教师在课堂教学中结合教材向学生介绍数学家的故事,能够让学生切身感受数学家的科学精神,人性的光辉。譬如,介绍《几何原本》的作者欧几里德的故事,集合论创始人康托尔的生平,杨辉的事迹和成就,笛卡儿对解析几何所做的贡献等等;使学生身临其境地感受科学家严谨治学、勇攀科学高峰的事迹,感触人生的价值,从而树立理想追求,丰富自身的思想文化内涵。

(二)加强合作性,培养团队精神。教学改革中更加突显的一个环节是“做一做”“议一议”,就是让学生以小组形式活动交流,同时进行自我与相互评价。正是通过讨论交流的教学形式教育学生如何沟通合作,加强交往技能的训练。将来的社会一定是一个充满竞争的社会,但同时也是一个在合作中才能求生存的社会,培养学生的团队精神,客观公正地对自己和他人进行评价也是学生终身发展的需要。

(三)认识事物发展的客观规律,培养辨证唯物主义世界观。数学史上的三次危机体现出数学发展的历史规律,在数学教学中再现知识生产发展的过程,即关于数学概念、方法、语言发展的历史道路,昭示人类进步与发展的历程,显现人类文明不断在反思觉醒中求发展的规律,使学生认识事物发展的客观规律,对学生进行辨证唯物主义世界观教育。

三、数学文化中的美学

亚里士多德指出:认为数学不涉及美或善是错误的。数学特别体现了秩序、对称和明确性,而这些正是美的主要形式。

(一)数学与文学。数学和文学的思考方法往往是相通的。举例来说,中学课程里有“对称”,文学中则有“对仗”。文学意境也有和数学观念相通的地方。徐利治先生早就指出:“孤帆远影碧空尽”,正是极限概念的意境。初唐诗人陈子昂有句云:“前不见古人,后不见来者,念天地之悠悠,独怆然而涕下。”这是时间和三维欧几里得空间的文学描述。

(二)数学的符号艺术。数学符号的发明和使用比数字晚,但是数量多得多。现在常用的有200多个。数学是符号的语言,每一个数学符号并非枯燥乏味,它的产生都有一段鲜为人知的经历,充满着智慧灵光、闪烁着生命活力。如学生学习算术平方根的时候,查到平方根“”1220年意大利数学家菲波那契使用R作为平方根号.十七世纪法国数学家笛卡尔在他的《几何学》一书中第一次用“”表示根号。“”是由拉丁文root(方根)的第一个字母“r”变来,上面的短线是括线,相当于括号。数学符号故事也将会引发学生对数学的强烈好奇心,增强学习数学的兴趣。

中国数学家的故事范文第4篇

【关键词】你知道吗;教学价值;使用策略;无缝链接;创设发展平台

随着新课程标准的的不断实施与推进,数学的文化价值越来越被重视。纵览各个版本的小学数学教材,不仅在知识的编写中有意识地渗透数学文化,还专门开辟了“你知道吗”栏目进行显性体现,其内容有数学史料、数学知识、数学的生活应用、数学家故事等,以激发孩子们学习数学的兴趣,拓宽孩子们的数学视野,引导孩子们感受数学文化的魅力,促进孩子们数学思维的发展。尽管如此,在现实教学中很多教师对这部分内容并未引起足够重视,往往只是作为知识拓展,让孩子们一看了之。那如何将这部分内容作为课程教学资源进行有效开发,合理利用、充分挖掘,并与课堂教学有机整合,使其功效真正落到实处呢?

一、把握教学时机,与课堂无缝链接,提升课堂效果

“你知道吗”栏目随各单元教学内容相机编排。如将这一内容与新知教学无缝链接、有效融合,成为课堂教学的一部分,可以有效提升课堂效果。

孩子们经历数学概念、知识形成的过程,往跟前人认识的过程是相似的。因此,教学过程中,我们不能都把“你知道吗”放在课的最后,而是应该根据“你知道吗”本身的特点,将其与教材教学内容有机整合。

例如,教学《条形统计图》时,可以把“你知道吗”中了解申办世博会的投票规则,作为新课的导入语,激发孩子们探究欲望;教学《认识负数》时,批发市场运进水果3吨,运出水果2吨。在引导孩子们进行记录之后,再结合“你知道吗”中介绍我国古代记录相反意义量的方法――粮食入仓为正,出仓为负;收入的钱为正,付出的钱为负,让孩子们初步感受到正负数的含义和用途。教学《简便计算》时,可以利用“你知道吗”中,关于高斯的故事作为情境导入新课,既吸引了孩子们注意力,激发学习兴趣,又让孩子们得到文化的熏陶。

二、与问题解决接轨,适当改造延伸,优化学习过程

问题解决是小学数学的重要目标之一。教学中,如能结合具体的问题,合理安排“你知道吗”内容的渗透,适当改造延伸,可以起到事半功倍之效。

例如,教学《质数与合数》时:你会在括号里填上合适的质数吗?8=( )+( ),10=( )+( )……在孩子们解决好这个问题时,教师提出,这样的算式你还能写出几个吗?你有什么样的猜想?在孩子们表达自己观点后,教师出示“你知道吗”中“哥德巴赫猜想”以及我国数学家陈景润与“哥德巴赫猜想”的故事。通过讲述数学家们对数学研究的孜孜追求、积极进取的精神,无形中塑造着孩子们的人生观和价值观。

又如,在教学《两位数乘两位数》时,在引导学生运用所学知识解决一些实际问题后,教师出示我国古代“铺地锦”的乘法计算方法和印度的印度乘法口诀。在学生阅读的基础上,可让学生尝试用这两种方法分别解决前面的实际问题。这样在激发学生兴趣、开拓眼界的同时,使学生对数学这门科学由繁到简的内在发展规律再次有一种感性的认识。

三、与生活实际融合,创设发展平台,丰富学习内涵

数学来源于生活,应用于生活。数学的课堂因为时间的限制,教材篇幅的限制,往往“你知道吗”内容相对比较简洁。如果能够在课内外创设合适的平台,将“你知道吗”内容与孩子们的生活联系起来,可以加深并拓展孩子们的认识。

例如,教学六年级上册《比的认识》时,在孩子们初步认识比的意义的基础上,提出这样的问题:“在生活中,你注意过吗?芭蕾舞演员跳舞时要踮起脚尖?而许多女人喜欢穿高跟鞋?”在孩子们疑惑不解时,出示“你知道吗”中关于黄金比例的知识。然后,让他们分别计算芭蕾舞演员踮起脚尖与不踮脚尖时下身的长度与身高的比值,同时在补充世界上的著名建筑如古埃及的金字塔,巴黎的圣母院,或者埃菲尔铁塔,还有艺术、军事各个领域中都有与“黄金比例”有关的数据。让“黄金比”在孩子们对其有了深刻地印象,同时让孩子们感受数学中所蕴藏的“美”。

小学数学教材中“你知道吗”因为篇幅有限,内容简单、涉及的面较窄、点到为止。在教学中可以就一个内容进行横向延伸。例如,几乎每册的“你知道吗”中都会介绍1~2位数学家的故事。因此,除了教材中介绍的以外,教师可以引导孩子们通过上网或去图书馆查阅等形式收集数学家的故事或专题收集某一数学家的故事。在班级中可以开辟一个学习园地、开设数学活动课、以“数学展报”等形式进行交流。让孩子们在实践中体会并学习数学家的精神。当然还可以进行纵向拓展,教师可以和孩子们一起围绕某一内容引导孩子们进行纵向挖掘。例如,苏教版六年级下册“你知道吗”主要介绍了古埃及的金字塔、古巴比伦正四棱台体积的计算方法和中国古代圆柱体和圆锥体体积的计算方法。此时,教师可引导孩子们进行深入挖掘:古埃及、古巴比伦和中国古代在几何学上还有哪些主要成就呢?在挖掘与学习的同时孩子们爱国主义情感也得到了很好地培养,使孩子们更加客观地认识我国与其他国家在数学文明中的地位。

总而言之,做为一线的教师,我们对于“你知道吗”的思考与实践,还需要继续深入持久地开发和尝试。要用心研读教材中的“你知道吗”,积极引导学生阅读思考,并通过多种形式的数学活动,让学生充分熏染陶冶,才能真正彰显出其内在的文化价值,才能使其真正成为激发学生数学学习的催化剂、正能量。

【参考文献】

中国数学家的故事范文第5篇

关键词:数学史;高等数学;学习兴趣

高等数学是高校理工农医等专业学生的必修课,是专业课基础,对提高学生的综合素质,建立良好的思维习惯以及未来的发展起到重要作用。对于如此重要的一门课程,教学方法显得尤为重要。然而,教育向来重视最终考核成绩,轻视对知识发展过程的理解,这就造成了在传统的高等数学教学中,学生普遍对学习不够重视,学习兴趣低下,课堂上师生配合默契度低,学生疲于应付,考试前背题猜题,只求得高分或通过考试,没有真正去理解和学好高等数学的心态。教师认为学生学习态度差,学生认为教师的授课方式陈旧,授课内容抽象,难以理解。造成这种局面的原因是数学的传承性、抽象性和逻辑性强,学生在学习过程中不清楚抽象的数学概念来自哪里,有什么样的理论背景,不清楚为什么创造这样的数学概念,体会不到学习内容的价值,因而造成大量学生对学习高等数学望而却步,不易入门。数学和其他学科不同,是一门累积性很强的科学,它的发展是一个推陈出新、吐故纳新的过程,是“高级”数学代替“低级”数学的过程,是抽象基础上继续抽象的过程,这个过程凝练了数学表达,但也越来越难让人看清它的本来面目。新的数学理论往往继承和发展了原有的理论,其包容性和应用性更强。这方面的案例不胜枚举,比如数的演化过程具有明显的累积性,从自然数经过多次扩展到现在的实数,每一次数的扩展都包含了原来的数作为其真子集,而且新系统的运算规则继承了原来的运算规则;初等代数到高等代数也是进一步抽象和演化的过程;高等数学中函数的定义推广了初等数学中函数的定义并将其作为特例。因此,当学习和研究数学的时候有必要了解其发展历程。数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源和发展及与社会政治、经济和一般文化的联系的科学。数学史不只是对数学发展的成果记录,更重要的是介绍了数学发展的过程,数学家的思维方式和研究方法,数学概念的创造意图,数学家走过的弯路等,这些都是启发思维的重要素材。然而,遗憾的是,一般的高等数学教科书直接给出概念和定理,而没有阐明概念的由来。李文林在《数学史概论》中提到:“不了解数学史就不可能全面了解数学科学”,也不可能更好地研究和应用数学。许多著名的数学家也都对数学史的重要作用给出过精彩的描述。莱布尼茨(G.Leibniz,1646-1716)在《微积分的历史和起源》中说道:“知道重大发明特别是那些绝非偶然的、经过深思熟虑而得到的重大发明的真正起源是很有益的。这不仅在于历史可以给每一个发明者以应有的评价,从而鼓舞其他人去争取同样的荣誉,而且还在于通过一些光辉的范例可以促进发展的艺术,揭示发现的方法”。19世纪数学史家M•克莱因提出:“历史呈现了知识的来龙去脉,叙说了人类认识如何步步深入。在抽象的过程中,就能体会和把握认识提升的关键。”庞加莱认为:“如果我们希望预知数学的将来,适当的途径是研究这门学科的历史和现状”。吴文俊院士说:“假如你对数学的历史发展,对一个领域的发生和发展,对一个理论的兴旺和衰弱,对一个概念的来龙去脉,对一种重要思想的产生和影响等这许多历史因素都弄清了,我想,对数学就会了解得更多,对数学的现状就会知道得更清楚,更深刻,还可以对数学的未来起一种指导作用,也就是说,可以知道数学究竟按怎样的方向发展可以收到最大的效益”。基于以上分析,文章将深入探讨数学史融入高等数学教学的重要意义,并给出数学史融入高等数学教学的若干科学有效的策略。

1数学史融入高等数学教学的意义

1.1融入数学史有助于树立学生学习高等数学的积极心态。兴趣是最好的老师,尤其对于高等数学,更需要培养学生的学习兴趣。法国思想家卢梭说过:“问题不在于教他各种学问,而在于培养他有爱好学问的兴趣,而且在这种兴趣充分增长起来的时候,教他以研究学问的方法”,可见激发学生学习兴趣的重要性。在高等数学教学中融入数学史教育不仅可以使学生获得专业的数学知识,同时也能获得人文方面的熏陶。数学的历史源远流长,数学家的辛勤努力,对待问题的严谨态度,取得的伟大成就和高尚的人格都深深地感染和激励着青少年学生。从结绳记事、数字的出现到极限、微积分,再到当今庞大而复杂的数学体系,每一个数学概念的出现,每一点数学的进步都极富有理性魅力,有些还具有很强的趣味性。将这些宝贵的题材以故事的形式穿插到数学教育中会增加许多文化韵味,使数学课堂更具人文意义、历史意义、科学意义,学生能更好地了解数学的发展演变,进而活跃学生的数学逻辑思维,增强学生学习的积极性。1.2融入数学史教学有助于学生了解高等数学发展的基本规律。高等数学具有抽象性、严谨性、应用广泛性、系统性、发展连续性等特点,尤其是高等数学发展的连续性特点使得学生在学习中有必要了解其发展历史。高等数学教科书内容由众多数学家和科研工作者的成果凝练而成,一般只列出概念的定义,定理及其证明等内容,并没有介绍概念、理论和方法的历史背景、演化过程,从而使初学者感到某些概念的出现很唐突,不知道为什么要如此定义及有什么用处。教师若在课堂上仅仅按部就班地进行讲解,那学生也只是被动地接受知识,并不清楚数学概念产生的背景、发展历程及其应用过程,这样的教学过程是片面的、不完善的,不利于学生的学习和潜力的提升。任何一个数学概念和定理的产生都有现实的背景和应用,不了解这些背景和应用,就不能更好地理解数学和展望数学的发展。因此,在高等数学教学的过程中,要科学合理地融入数学史教育,对知识的来源背景、发展过程以及应用等方面进行全面介绍,这有助于帮助学生窥得数学的原貌,了解数学发展的曲折历程,并为以后的数学研究提供参考。1.3融入数学史教学有助于学生对高等数学概念的直观理解。高等数学中的大多数概念和定理都比较抽象,难以理解,计算和证明过程繁杂,学生对高等数学普遍有畏惧心理。要想达到良好的教学效果必须遵循直观性教学原则,这样学生能更准确地理解和接受抽象的数学概念。数学史中有大量生动有趣的数学故事,这些故事能够启发学生直观地理解数学概念。将数学史中这些生动的例子融合到高等数学教学中会让高等数学课堂内容更加丰富,不但活跃了课堂气氛,而且让学生加深了对数学概念的理解,提高了学生的学习效率。

2数学史融入高等数学教学的若干策略

2.1做好数学史资料的选择和课堂设计工作,丰富教学内容。教师是教学环节的设计者和实施者,主导课堂教学,因此,课堂效果很大程度上取决于教师的知识水平、认知能力和教学设计方案。因此,教师要努力扩大知识储备,加强数学史资料的收集、学习和消化,提高教学设计能力,科学构建数学史教学情境。从数学史中选择合适的素材合理地融入到教学环节中,既可以把这些素材作为介绍数学概念之前的引例,也可以是在某些重要方面的应用,还可以作为课堂所讲知识的延伸。这样既活跃了课堂气氛,又激发了学生的学习兴趣,调动了学生学习的积极性。例如,在讲解导数概念的时候,要讲清楚概念的来历,是什么问题导致了导数概念的出现。正式给出导数的定义之前,可以先讲物移的瞬时速度和求切线斜率的案例,这样就不会有突兀感。然后,再讲概念出现之前发生了哪些有趣又曲折的历史事件,这些事件带给人们哪些深刻教训和启发等。2.2加强师生课堂互动,鼓励学生参与课堂教学设计。师生的良好课堂互动能显著提升教学效果,让学生参与课堂教学设计很有必要。新课之前,教师可以让学生收集数学史中相关的资料,比如数学家的有趣故事,数学的重要应用,数学引发的重大历史事件等。这既可以让学生提前熟悉要讲的知识内容,又提高了学生对数学的认知水平。课堂上邀请学生讲演自己收集的数学史资料,教师可以利用多媒体穿插播放一些与授课内容相关的视频资料作为补充,与学生互动,让学生更直观地理解教学内容。2.3追本溯源,理清数学知识的一般发展规律。数学家莱布尼兹说:“没有什么比看到发明源泉(过程)更重要了,比发明本身更重要”。数学起源于人类对现实世界的观察,但随着数学的发展进步,它的表达形式已经彻底的抽象化,因此,要彻底理解一个数学概念必须追本溯源,沿着数学概念发展的路线去逆向观察,这不但可以帮助学生深入理解概念,还可以启发学生的创新思维。比如,在讲解实数概念的时候,如果直接给出抽象的定义及其性质就会使教学效果大打折扣。结合数学史,从人类最开始的结绳记事说起,人们为了表示某些个体集合的数目出现了自然数;为了表示诸如欠债数目,某个标准之下的温度等问题,人们发明了负数;为了表示个体的部分出现了分数;单位长度的正方形的对角线长度问题促进了无理数的出现。沿着这样一条主线讲解,学生就会对数的演化历史看得很清楚,最后自然而然给出实数的定义。2.4揭示思维过程,培养学生独立思考数学问题的能力。数学史中包含大量数学家研究数学的经典故事,把这些故事融入到高等数学课堂教学中可以使学生充分领略到数学家研究数学的思维过程,同时也为学生独立研究提供了研究策略和研究经验。比如,在讲解极限概念时可以融入极限概念出现前数学家们的思维过程。古代已经有了朴素的极限思想,但是极限作为严格的数学概念出现却是近几百年的事,时间跨度巨大,期间经历了无数曲折。17世纪后半叶,牛顿和莱布尼茨在总结前人研究的基础上分别独立地创立了微积分理论。他们建立微积分时明确提出了极限的概念,但由于使用了直观的无穷小量的概念,使得提出的极限概念含混不清。虽然利用极限概念十分有效地解决了大量实际问题,但是也受到了很多质疑、嘲讽,甚至是猛烈抨击。比如,牛顿把瞬时速度说成是无穷小时间内所走的距离与无穷小时间之比,这就是含混不清的描述,同一过程中,无穷小时间有时看成0,有时又不看成0,这明显是不合适的。正是由于这些质疑和批评促使数学家们继续深入研究,最终由法国数学家柯西,德国数学家魏尔斯特拉斯等建立了严密的极限理论。2.5重视数学思想的把握,加强学生创新能力的培养。数学思想是对数学概念、理论和方法的本质认识。数学史不仅仅是数学本身发展过程的历史记录,还包括数学发展过程中数学思想的形成、发展及其应用。高等数学课堂穿插数学史教育的一个重要目的是,让学生了解众多具体的数学思想的产生和发展历程及其这些数学思想在数学发展中起到的作用、存在地位和产生的影响。比如,函数思想体现的是利用函数的性质来分析问题、转化问题和解决问题。方程思想是从问题的数量关系入手,用数学语言将这种数量关系转化为数学模型,然后通过求解方程来获得问题的解。类比思想是把两类不同的数学对象进行对比,如果发现它们其中某些方面有相同或类似之处,进而可以推断它们在其他某些方面也可能会有相同或类似之处,这至少为解决问题提供了一种可能性。掌握数学史中这些宝贵的数学思想有利于培养学生的创新意识和探索精神。2.6注重培养学生热爱数学科学,为国奉献的精神。在高等数学教科书中有众多以人名命名的公式、定理和结论,这些人名绝大多数都是翻译成汉语的外国人名。有的同学就会产生疑惑:中国的数学怎么落后了?这就有必要让学生了解一下中国的数学发展史。数学史融入高等数学教学可以改变学生对中国传统数学了解甚少的现状。中国数学源远流长,在人类历史中的大多数时间都处于世界领先地位。因近展缓慢等原因造成了中国近代数学的落后。数学落后是导致科技落后的重要原因,而科技落后又造成了近代中华民族多灾多难。高等数学教学中融入数学史教育尤其是中国数学史教育可以激发学生的爱国情感,进而激励青年学子为振兴中国科技而努力奋斗。数学史中有大量数学家研究数学的励志故事,这些故事富有感染力,融入到高等数学教学能培养学生热爱科学、崇尚科学的精神。例如,瑞士大数学家欧拉一生勤奋研究数学,即使在双目失明和遭遇重大挫折的沉重打击下依然坚持数学研究,凭借坚强的毅力和不屈的精神撰写了大量意义重大,影响深远的论文。中国数学家陈景润痴迷数学研究到了废寝忘食的地步,每天都沉浸在数学研究的快乐之中,即使遭受疾病的痛苦折磨,他都没有停止过追求理想,正是凭借这种惊人的毅力和顽强的斗志,他将世界难题“哥德巴赫猜想”的证明向前推进了一大步,得到了目前该猜想的最好结果。这些数学家勇于为科学献身的精神值得广大青年学子学习。

3总结

长久以来,我国的数学教育忽视了数学素质的培养。教师的教学方法陈旧单一,学生对学习缺乏兴趣。如何激发学习兴趣,提高学习效率,培养创新型人才是素质教育亟待解决的问题。将数学史科学合理地融入高等数学教学可以激发学生的学习兴趣、有助于学生了解高等数学发展的基本规律、有助于学生对高等数学概念的直观理解、有利于学生掌握数学思想和培养创新能力,并能有效地提高教学效率,提升教学质量。教师要充分认识到数学史教育在人才培养中的积极作用,在课堂教学中要科学合理地利用各种教学手段努力做好高等数学课堂中的数学史教育工作。

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