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在数学教学中融入数学文化微探

供稿:0  点击次数:2939  发布日期:2013/1/29 19:42:29

在数学教学中融入数学文化微探                                                               

                                         宿豫区实验高中   张朋

摘要:数学思想方法是数学的灵魂和精髓,我们在高中数学教学中,应该努力让学生在学习数学的过程中融入数学思想方法,帮助学生加深对基本概念、基础知识的理解和巩固,优化解题过程,降低错误率,提高学习效率,挖掘数学思路,启发学生进行联想,探索规律,从而培养学生的数学思维能力

关键词:数学史,数学思想,融入

.数学史融入课堂的意义

众所周知,数学课堂的品位最终取决于数学教师的专业素养,而数学史知识的广博程度,是衡量数学教师专业素养的重要指标。若一位数学教师不知道祖冲之、刘徽为何许人,对阿基米德、高斯、欧拉闻所未闻,对《几何原本》、《九章算术》不知为何物,他的数学课就缺少了史料的丰实,仅仅强调数学的技能和逻辑推理,则很难上出真正有品位的数学课。数学史的引入可以大大增加数学的人文精神和文化品位,使学生开阔视野,启发思维,从而激发学生学习数学的兴趣和热情。研究数学史在中学数学教学中的地位和价值,充分发挥数学史在进行素质教育方面的重要作用,特别是在培养学生的人文精神、数学观念、数学能力、数学整体意识方面有着现实的探索研究价值谈谈个人的一些感受。

二、在初中数学教学中融入数学思想方法的策略

1.将数学史融入数学教学中,学习数学家的数学思想方法

数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科学,简单地说就是研究数学的历史。它不仅追溯数学内容、思想和方法的演变、发展过程,而且还探索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学科学的发展对人类文明所带来的影响。数学史是学习数学、认识数学的工具。要想弄清数学概念、数学思想和数学方法的发展过程,加深对数学的认识,建立数学认知,领会数学思想,就必须在学习或研究数学时运用数学史作为补充和指导,数学史能为我们今日的科学研究提供经验教训和历史借鉴,以使我们明确科学研究的方向从而少走弯路或错路。如在勾股定理的证明方法教学时,可向学生介绍数学史上关于勾股定理证明若干方法。以我国的《周髀算经》中的记载为例,《周髀算经》中关于勾股定理的描述是若求邪至日者,以日下为句,日高为股,句股各自乘,并而开方除之,得邪至日。通过对古人证明勾股定理的方法的解释,学习古人的数学思想,激发学生发散思维,用现代的方法来证明勾股定理。公元3 世纪我国数学家赵爽证明勾股定理的“弦图”如图3。 对这种验证方法的介绍,可以通过数学的再创造, 分析它的探索过程, 使证明思路逐渐显露出来。课堂中再现当年数学家的创造过程, 十分有助于学生理解与掌握所学的容。

剪拼: 剪出四个全等的直角三角形, 并拼成如图3 的形状。 验证: 根据面积关系得到

展示学生的证明方法, 如图4: 学生称四个直角三角形的面积为“朱实”, 中间小正方形的面积为“中黄实”, 以弦为边的正方形的面积为“弦实”, 则“朱实四+ 中黄实=弦实”, 。当学生们发现自己的验证方法和古人的证法同出一辙时, 自信和自豪之心将油然而生。学生的验证方法充分运用了直角三角形易于移补的特点, 其相应的几何思想是图形经移、补、凑、合而面积不变, 这种思想不仅反映了我国传统文化中追求直观、实用的倾向, 而且其中展示的“出入相补”原理和数形结合的思想是我国传统文化的精髓, 这对于继承和发扬传统文化起着潜移默化的熏陶作用。 学生对“出入相补”原理的开拓性工作, 在中国古代数学史上具有重大影响。 2002 年在北京举行的数学家大会上将此图作为大会的中央图案就不足为奇了。

2 通过课堂教学解答历史名题融入数学史

历史名题的提出一般来说都是非常自然的, 它或者直接提供了相应数学内容的真实背景, 或者揭示了实质性的数学思想方法, 这对于学生理解数学内容和方法都是重要的。 通过对历史名题的解答和探究, 可以使枯燥乏味的习题教学变得富有趣味和探索意义, 从而极大地调动学生的积极性, 提高他们的兴趣。 对于学生来说, 历史上的问题是真实的, 因而更为有趣。

案例1 “鸡兔同笼”

在学习完解方程之后,选取我国古代名著《孙子算经》中的“鸡兔同笼”问题,“今有雏兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问雏兔各几何?”这四句的意思就是:有若干只鸡和兔在同一个笼子里,从上面数,有三十五个头;从下面数,有九十四只脚。求笼中各有几只鸡和兔?做为习题。在没有学习方程的知识之前,学生们对于这样一个复杂的应用题大多数都是一头雾水,没有什么解题思路。但是在老师的启发之下,学生们动脑开始运用方程的思想去解决一个历史名题,最后,通过解方程,得出了正确的答案,这对于学生们来说是十分有趣的,既让他们掌握了方程的基本思想,又让他们感觉到学习的新知识是有用的,大大提高了学生学习的积极性,起到了事半功倍的作用。

案例2 “折竹问题”

选取《九章算术》中的“折竹问题”: 今有竹高一丈, 末折抵地, 去根三尺, 问折者高几何?做为《勾股定理的应用》的习题。通过练习,同学们可以在熟练应用勾股定理的同时,体会到勾股定理在实际问题中的应用。古代数学学技术的辉煌成就激发了学生爱数学、学数学的情感。这种情感是一种潜在的驱动力,它对于培养学生的学习兴趣,立志投身数学研究有着重要意义。

这些名题历史久远, 解法经典, 影响广泛。 许多历史名题的提出和解决往往与历史名著和大数学家有关, 学生会感到一种智力的挑战, 也会从学习中获得成功的享受, 这对于学生建立良好的情感体验无疑是十分重要的。

3通过追踪历史起源融入数学史

  数学固然起源于人类对日常生活现象的观察,但它决不简单, 有一定的难度, 需要时间去体验、把玩并体会它的意蕴。 譬如无限的概念,“向人类头脑提出的挑战,激发了人类的想像力,是思想史中任何其他单个问题都无法比拟的。 无限显得既生疏又熟悉,有时超出了我们的领悟能力,有时又自然而易于理解,在征服它的过程中,人也砸碎了将自己束缚在地球上的镣铐。 而为了实现这一征服, 需要调动人的一切能力 ——人的推理能力,诗一般的想像力以及求知的渴望。 ”①再如代数符号的产生,代数符号早期是没有的,人们使用文字代替,到了古希腊人们才开始用单词表示,中世纪才开始用单个字母表示。 再后来人们才用特殊的字符来表示, 每一次的演进,都凝聚了数学先贤们大量的心血和智慧, 都充满了古代数学家们的神思技巧;还有函数概念的发展,从笛卡尔给出最简单的函数概念出发, 经莱布尼兹、贝努利、欧拉、柯西、黎曼、狄利克雷、维布伦等人之手, 一步一步的发展,其间经历了大约六七次扩充,才形成了我们今天看到的函数概念。 追踪历史起源,就是要引导学生去揭示或感受知识发生的前提或原因、知识概括或扩充的经过以及向前发展的方向,引导学生在重演、再现知识发生过程的活动中,内化前人发现知识的方法和能力。 使学生在掌握知识的同时,还能占有镌刻于知识产生中的认识能力,这种认识能力正是构成创新思维能力的核心

  总结

在数学史融入数学教学的过程中,最常遇见的困难就是如何对材料适当地剪裁,使其与课程主题融合,以达到数学史的利用能自然、协调,不至于过分突兀,这应是我们追求的最佳效果。 要达到这个目的,那就要求教师在教学活动中,必须注意结合教学实际和学生的经验与体验依据一定的目的,对数学史资源进行有效的选择、组合、改造与创造性加工,使学生容易接受、乐于接受, 并能从中得到有益的启迪。 切实发挥以史激情、以史引趣、以史启真、以史明志的功能。 正像法国著名数学家包罗·朗之万所说: “在数学教学中, 加入历史具有百利而无一弊

 

 

 

1  李文林A HISTORY OF MATHEMATICS 《高等教育出版社》2000.8

2  李振明 庞昆  数学史融入数学教材的原则、方式与问题《数学通报》    2006 45  3

3  钱丽华 从理论到实践《中学教研》 2006 第一期

4  萧文强 谁需要数学史? 数学通报 1987.4  42-44

5  杨淑芬 数学史在数学教育中的重要性 数学传播 1992 16316-22

 

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