如何在初中数学教学中加强数学史和数学文化的渗透

作者&投稿:车虹 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
怎样将数学史融入到中学数学教学中~

《数学课程标准(实验)》提出:“数学是人类的一种文化,他的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。”数学是一种科学,更是一种人类的文化。营造数学文化的人文氛围,揭示数学的文化内涵,在数学教学中,渗透数学史是必不可少的!我们认为小学数学必须以数学文化内涵为导向重构教学,让数学史走进小学数学课堂,通过这些丰富内容的呈现,激发学生学习数学的兴趣,掌握数学知识的精华,真正提高学生的数学素养。只有如此,才能真正实现以学科教育促进学生的全面发展。

如何让数学史走进数学课堂?
1提高教师的自身的数学文化素养。现在的数学教师中有相当一部分教师基本的数学文化素养,部分教师知识面太窄,对数学的文化内涵无从把握。有的教师甚至从未读过数学史或未完整地读过数学史,于是他们不能正确的理解“渗透数学文化思想”的重要内涵。基础教育的教师,尤其是贫困边远地区的教师团队在这一方面的问题就更为严重,由于供教师参考的关于渗透数学史教育的文献比较少,所以他们自身的数学文化素养相对滞后。大多数数学教师把有关的数学史知识轻描淡写,一带而过,大大忽视了数学史对数学学习的促进作用,。
培养什么样的人才很大程度上取决于老师的教育思想和教育行为。教师的文化底蕴是数学“文化”的保证,教师对教材的理解,对数学的理解,对教学活动的组织都反映了教师的文化修养。所以说,提高教师的自身的数学文化素养迫在眉睫。首先,学校单位应有计划地组织小学教师学习、培训。而作为教师本身要提高意识,树立数学史的教育价值理念。有成长意识的教师会主动学习与自身教学有关的资料,熟悉学科最新动态,尽可能扩大有关教学的知识面,从而让自己跟上时代潮流,做一个专业型教师。从而把数学史融入到数学课堂教学当中,体现数学的文化价值。

2转变重“知”轻“识”的功利化观念
在各种考试压力下,仅仅关注学生对数学知识的接受,大搞题海战术,只会越来越使学生喘不过气,从而更加厌恶数学。所以,在数学教学中,我们必须树立全面育人的教育观,实施“减负”政策,认真贯彻素质教育,逐渐有序的把数学史的教育渗透到教学中去,重视对数学概念的理解、掌握数学思想与方法的运用。使学生能轻松愉悦的面对数学,让他们不再是空洞的解题训练,帮助学生树立好数学的信心。

3 改进教材编制, 以数学之趣激发兴趣。提高学习热情
俗话说:“兴趣是最好的老师。”学习数学,不应是“概念—定义—定理—解题”那样枯燥乏味。所以,为了能在教学过程中激发学生的学习兴趣,在小学数学教材中,应不同程度的适当的选一些有趣的数学史料作为背景知识。在小学阶段,数学史知识能更好的激发孩子们学习数学的兴趣,使学生更好的理解数学。(1)加强低年级段的数学史教育。从一年级开始就渗透数学史知识,在每册中都适当安排一些内容,让学生尽早接触。从儿童心理年龄特征看,在低段课程教材中恰当地融入数学史,更能吸引儿童,激发他们学习数学的热情。(2)增加新的设计模式。目前总体上说,小学数学教材的内容设计主要有两种比较好的模式。其一是“习题内容引出数学史”,像人教版,小学数学五年级上册的先由习题第5题创设的游戏情景引出“有些偶数可以表示成两个质数的和”的结论,进而通过提出问题而引出歌德巴赫猜想的历史由来,以及我国数学家对此所做出的贡献。另外一种模式是“阅读材料式数学史”,比如说西师版的在“倍数与因数”这章内容后以阅读材料的形式体现出来的:以“陈景润”为主线展开,有陈景润的故事引出哥德巴赫猜想。像这样的丰富的内容模式设计,使得数学史的渗透才更加全面,更具效果,能激发学生强烈的求知欲、好奇感,从而产生探索的快乐感,发生浓厚的学习兴趣。因此,教材编写者有必要根据不同的情况设计不同的模式,以达到效果最优化。


4、让数学方法、数学名题走进课堂

“问题是数学的心脏”这是数学教师所熟知的由美国数学家哈尔莫斯所说的一句名言。而作为教师,就应该善于创设问题,让数学课是由一个又一个的问题,一层又一层深入的问题组成的。而用数学方法论激活问题可以使教学具有灵活性,开放性和探索性。进行一题多解、一题多变,产生变化性问题;引导解题后反思,提出引申性问题等,激发学生的好奇心。同时需要结合数学名题,如高斯的故事:七岁时高斯还不到几秒钟把 1到 100的整数1+2+3+4+……97+98+99+100用1+100=101,2+99=101,3+98=101,……,49+52=101,50+51=101,50×101=5050的方法快速的算出了答案。由此可见高斯找到了算术级数的对称性,然后就像求得一般算术级数合的过程一样,把数目一对对地凑在一起。
这些具有精妙解题思想的数学名题,必能深深地吸引学生,帮助他们掌握知识的来龙去脉,学习到数学家的坚毅品质及为数学二合科学的献身精神,进而让学生养成良好的学习态度。

5、 运用数学史开展各种活动丰富课堂
怎样把枯燥无味的数学课堂变成吸引学生的磁场呢?我们可以通过各种小活动丰富课堂,活跃课堂气氛。实施这种方式的关键在于最大限度的发挥学生的能动性和积极性。

第一,课堂上可以进行一些与数学有关的小游戏,数学游戏的参与,既增加了学生的学习兴趣,也让学生了解数学家解决问题的特殊见解。

第二,开展读书交流活动。数学史课外书籍的阅读和交流是一种很好的方式,利用假期的时间提出任务,要求学生按自己的喜好阅读数学史书籍、故事,然后在活动课堂上交流自己的心得体会。
学生都是有悟性的,他们可以可以从陈景润等人研究数学奥秘的辛苦中获得一份学习的勇气; 可以从祖冲之的圆周率计算比外国早一千年获得民族自豪感……
第三,影视资料的运用。影视资料具有直观形象性这么一个优点,学生在听的同时又可以看,这种眼耳并用的声像结合,非常符合符合小学生的思维习惯。在活动课当中播放一些相关的数学史影视资料使介绍数学史知识时图文并茂,妙趣横生,更能吸引学生,激发他们的兴趣。
所以,利用计算机这一现代化的工具为数学史教育服务,把某一数学知识的发展过程娓娓道来,生动有趣。激发他们学习数学的欲望和自信。
数学史是人类的认识史、发明史和创造史,其中蕴涵着可供后人借鉴的巨大思想财富。在数学文化的背景下学习,能吸引学生自主性地参与学习活动,促使他们通过动手实践、自主探索与合作交流,获得必需的数学。这样才能有效地彰显它的文化价值。

最后,建议你多看一点数学史方面的书籍。国内现在也有一些书是讨论数学史与数学教育的,像汪晓勤,张维忠的书,

数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,以及其与社会政治、经济和一般文化的联系的一门科学。数学史对于揭示数学知识的现实来源和应用,对于引导学生体会真正的数学思维过程,创造一种探索与研究的数学学习气氛,对于激发学生对数学的兴趣,培养探索精神,对于揭示数学在文化史和科学进步史上的地位与影响,进而揭示其人文价值,都有重要意义。作为教授数学的教师来说,在教学过程中融入数学史的内容,不仅有助于提高学生的学习效果,而且有很强的教育功能。我认为其具体的教育功能主要体现在以下几个方面:

一、在教学过程中融入数学史可以帮助学生认识数学,形成正确的数学观。

二、数学史知识可增加学生学习数学的兴趣,激励学生学好数学
三、数学史知识可以使学生学会如何应用数学知识,对学生实践能力的形成起着巨大的推动作用。
四、数学史知识可以增强学生学习数学的信心
五、数学史知识可以增强学生的爱国主义精神,激发学生的学习热情

数学是一门历史性很强的科学,随着新课改的深入,数学不只是教会学生知识,数学的功能已从知识的学习渗透到数学作为一种文化的载体,是要学生从数学的学习中体会数学的文化功能,是要学生从数学的发展史中学到前人思考问题的方法,而数学史就是一部数学的文化史,现代微分几何的奠基人陈省身说:“了解历史的变化是了解这门科学的一个步骤”。在初中数学的教学中,教师要有意识的渗透数学文化史的教学,让学生觉得数学不仅仅是为了解题,还有很多有趣的内容。下面就在教学中应怎样渗透数学文化史的教学谈点看法。
 一、教师要充分的认识到数学史,数学文化的教育意义
新课程标准把素质教育的核心“人的全面发展”着重赋予数学教育,是基础教育课程改革的显著特点,在传统的初中教材中几乎没有数学史的介绍,学了十多年数学的学生对数学史的了解几乎为零,这对学生综合素质的提高极为不利。在初中,如果教师有意识的渗透数学史的教育,会有积极的意义。

(1)促进学生的全面发展,长期的应试教育所培养的人才已经不能适应当今自然科学与社会科学高度渗透的现代化社会,社会需要全面发展的复合型人才,恢复科学的人文面目,使科学与人贴近,数学文化史涉及到人类文化的各个方面,在教学中多渗透这方面的知识,学生学习数学才会觉得自然,才会认为数学是有用的。而且数学在发展的过程中,有文理交叉,数学上一个概念,一个公式的产生都是自然科学与人文学科的结合,这有利于学生全面发展。

(2)能够培养学生的民族自信心和责任感,中国的数学有很悠久的历史,在十四世纪以前,中国一直是世界上数学最为发达的国家,出现了很多优秀的数学家,其中在代数和计算方面更是成绩显著,著名的有《周髀算经》和《九章算术》,了解这些对学生很有启发,会激发学生的学习兴趣,可以说这也是对学生进行爱国主义的教育。
(3)培养学生优秀的思想品质和吃苦耐劳的精神,很多初中学生的学习毅力不强,思想不集中,学习没有方法,而且很多学生没有吃苦的精神,在数学的发展史上,有很多数学成果的出现,都是前人类经过艰苦的努力,有的甚至是几代人的努力才获得的,教学过程中,教师要多举一些例子,例如欧拉就是典型的例子,他几乎是在双眼失明的情况下,靠惊人的记忆和心算能力进行研究和写作。教师如果经常讲一些这方面的例子,会对学生产生潜移默化的影响。
二、怎样把数学史和数学文化渗透到平时的教学中
(1)充分利用教材中的阅读材料,恰时恰点的渗透数学史

数学史的渗透要根据教材的内容做好安排,也不是每节课都要讲一些数学的发展史,例如在讲整式这一章,其中有一个阅读与思考:杨辉三角,如果教师把这个阅读与思考仅仅是放给学生自己看,那就失去了对学生进行爱国主义教育的机会,何况有很多学生不会去看这个材料,杨辉三角形,又称贾宪三角形,帕斯卡三角形,是二项式系数在三角形中的一种几何排列。其实,中国古代数学家在数学的许多重要领域中处于遥遥领先的地位。中国数学史曾经有自己光辉灿烂的篇章,而贾宪三角的发现就是十分精彩的一页。教学中除了教材中的思考以外,还可以让学生观察这个三角形的各个数的特点,不只是让学生探索展开式中,还可以让学生探索,甚至更高的次数的展开式,以此提高学生的学习兴趣。在教学中可以补充有关数学家杨辉的资料以及贾宪的资料,培养学生的民族自信心。

(2)对数学史的教学,不只是在课堂上,要把这个工作延伸到课外
教师要不定期的给学生任务,让学生去读一些有关数学史的书籍,当然书籍的选择最好是由老师指定,因为初中学生能看懂的课外数学读物并不是很多,学生的选择有一定的盲目性,学生看书以后可以要求学生写读后感,写读书笔记,并要求在同学间交流各自的看法,如果教师长期要求学生这样做,对学生是一种很好的锻炼,也只有这样才谈得上是素质教育,数学教学如果仅仅停留在老师讲题,学生做题的循环中,哪有素质的提高?
(3)在教学中教师要根据教材的内容渗透数学文化的教育
特别是数学与文学艺术的联系,这无疑会提高学生学习数学的兴趣,例如在学生学会解一元二次方程以后,可以补充黄金分割的知识,因为黄金分割在绘画中应用很广泛,当然黄金分割也存在于数学中,在这里教师就要把这个黄金分割点的来龙去脉给学生介绍清楚,黄金分割点来源于2000多年前的古希腊,当时有数学家提出这样一个数学问题:给出任何一个线段,在其上找一点,这一点把线段分成长短两部分,使得全长与较长部分的长度的比等于较长部分与较短部分的长度的比。实际上这是解一个一元二次方程:,学生解这个方程是不困难的,但解出来的有一个根是负根,要舍去,另一个根,也就是这个点在这条线段长度的0.618的位置上。在教学中要多举一些应用黄金分割点来绘画的例子,这样学生的兴趣提高了,学习数学就有了源动力。当然,数学与音乐,文学的联系这里就不一一举例了。
总之,在数学史,数学文化的渗透中,不要走入极端,过分渲染,因为初中数学的主要任务还是以抓基础知识的学习为主,但是要把数学史与数学基础知识联系起来,以培养学生数学的思考问题,学习前人类解决问题的方法为主。只要广大的初中数学教师勇于探索,勇于创新,数学的教育功能就会得到加强。

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