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中圖分類號:G642.421 文獻標識碼:B 文章編號:1671-489X(2013)06-0098-02
1引言
從1995年開始,加強大學生文化素質教育工作已經成為高等教育教學改革的一項重要探索。通過十幾年的研究和實踐,很多高等院校對大學生進行文化素質教育都積極響應。教育部也先后制定了幾項重要措施,下發了《關于加強大學生文化素質教育的若干意見》,成立了高等學校文化素質教育指導委員會,在全國普通高校建立了32個“國家大學生文化素質教育基地”。
人文素質教育主要是通過對學生加強文學、歷史、哲學、藝術等人文社會科學和自然科學方面的教育,以提高全體大學生的文化品位、審美情趣和科學素質。數學文化修養顯然也是人文素質教育的一部分。數學文化不是討論數學問題的,它是一種以數學為背景的文化。通過這種教育學習,就是要把數學變得容易理解,教會學生如何去品味數學、欣賞數學,亦即從文化的角度去看待數學,從而達到提高學生人文素質和滿足專業學科知識需要的目的,更重要的是讓學生具備均衡的文化素質和與時代相適應得知識結構。
2 數學文化、數學課程與學生素養
數學文化是人類的基本文化,不僅包括傳統的數學知識,還包括數學精神、數學思想、數學美等。數學文化幾乎與社會的各個方面都有緊密的聯系。數學也是一種素養,影響著每一個人的思維方式和言行舉止。日本的米山過藏曾經說:“我搞了多年的數學教育,發現學生在初中、高中接受的數學知識因畢業進入社會后,沒有什么機會應用這些作為知識的數學,所以出校門不到一兩年就忘掉了。然而不管他們從事什么業務的工作,唯有深深銘刻于頭腦中的數學精神、數學思維方法、研究方法和著眼點等,都隨時隨地發生作用,使他們受益終生。”由此可見數學文化對學生素質的提高有重要作用。
3 數學教學中滲透數學文化的策略和方法
數學文化的價值不容忽視,如何在教學過程中滲透數學文化是每一位數學教師應當思考的問題。課堂上的時間是有限的,教師要善于把握重點,充分發揮學生的主體作用,積極倡導學生進行合作探究學習。筆者認為,滲透數學文化教學應從以下幾方面入手。
3.1 營造數學文化氛圍,多角度地展示數學文化的魅力
首先,搜集數學故事,體會數學的發明過程。教師可督促學生利用課外讀物、數學雜志、因特網等信息工具去搜集數學故事(如數學名詞、數學符號等)。任何一個數學名詞、數學符號都是伴隨著數學發展的需要而產生的,并有著一段鮮為人知的經歷。如:“+”由拉丁文“et”(和的意思)演變而來,16世紀意大利科學家塔塔里亞用意大利文“più”(加的意思)的第一個字母表示加,草寫為“u”,最后變成了“+”號;“√”是由拉丁字母“r”演變而來;在極限的定義中常用的符號“”“”分別是英語單詞Any(任何的)、Exist(存在)的首字母的倒寫和反寫;因為定積分的定義當中涉及求和,積分符號“∫”是拉長的“S”(英語中求和sum的首字母)。學生通過對數學故事、數學符號的了解,有助于加深對數學知識的了解,體驗到數學并非枯燥乏味,而是充滿智慧與生命的。
其次,了解數學名人,領會數學家的科學精神。古今中外,每一位數學家成功的過程都是值得學生去了解和學習的。他們有廢寢忘食、孜孜不倦的求真態度,屢敗屢戰、永不言棄的堅定意志,矢志不渝、追求真理的獻身精神。我國古代南北朝的祖沖之用挪動籌碼(小竹竿)的方法進行計算,將圓周率精確到3.141 592 6與3.141 592 7之間。歐拉年近60時雙眼失明,接著彼得堡失火殃及他的住宅,書籍和大量手稿焚毀,5年后,愛妻病故。在這些不幸面前,歐拉沒有退縮,而是以堅韌的毅力奮斗著、拼搏著,他憑借著驚人的記憶力和罕見的心算能力,讓人筆錄他的發現,17年的時間里寫出400多篇論文和多部專著。一個個真實生動的故事拉近了數學家與學生的距離,使學生堅定學好數學的信念。
最后,認識數學美,欣賞數學美。許多人質疑:數學中存在美嗎?普洛克拉斯曾言簡意賅地指出:“哪里有數,那里就有美。”20世紀最有影響力的哲學家、數學家和邏輯學家羅素也說:“數學,如果正確地看,不但擁有真理,而且也具有至高的美。”數學美蘊涵豐富的思維與方法,通常將其劃分為簡潔美、對稱美、統一美、奇異美、抽象美等。學生在學習數學的同時進行積累和對比,認識數學美,欣賞數學美。如人們在使用正整數過程中根據其特點規律,發現了完美數、默森數、回文素數、孿生素數;在數理演算與證明過程中,人們逐步發現反證法、RMI方法、抽象法等。再如大家熟知的“黃金分割”“黃金比”,之所以這樣稱呼,是因為這種“分割”和這種“比”在視覺上給人極大的愉悅感,非常難得,如黃金一樣珍貴。黃金比,是工藝美術、建筑、攝影等許多藝術門類中審美的要素之一,認為它表現了恰到好處的“和諧”。對美的認識和欣賞可以培養學生的美感,提高鑒賞力,陶冶情操。
3.2 課堂滲透數學文化,提升學生素質
首先要滲透數學史,揭示知識形成發展全過程。數學史揭示了數學知識的現實來源與應用,讓學生在學習知識的同時,了解知識是怎樣在人腦中形成并發展的,在發展過程中遇到過哪些問題。如在學習三角函數時教師向學生介紹古代天文觀測和航海時所遇到的問題(即角與角的關系),由此產生球面三角,之后又由于間接測量和測繪工作的需要而出現平面三角,經數學家逐步改進,才出現今天這樣完善的三角函數及相互關系。再如講導數的概念時,可給學生介紹導數概念的產生是為了解決當時的一些實際問題,如變速直線運動的瞬時速度,以及設計透鏡時所需求切線的方程。通過對數學知識形成發展歷史的學習,才能讓學生學會如何去思考問題,從而培養學生的創新思維能力。
其次要講解數學名人名題,培養學生的思維能力。數學在其發展過程中遺留下許多疑難問題,長期以來,學者不斷研究,有的至今沒有答案,有的則是在附加條件后才得以解決,適當地向學生介紹這些內容,展示數學的嚴密性、邏輯性和創造性。如古希臘遺留的尺規作圖三大難題(三等分角、化圓為方、倍立方體),其中三等分角被認為不可能實現,而在附加條件――給直尺加上刻度,則可實現。學生在了解數學界的許多至今尚未解決的難題后,必然會激發他們的探究實踐興趣,對比加以思考。陳景潤就是聽到老師對哥德巴赫猜想的介紹而下決心向皇冠上的明珠進軍,從而證明出“1+2”,與哥德巴赫猜想只有一步之差。一位美國數學家稱贊他“移動了群山”。
最后要重視數學應用,感受數學的應用價值和社會需要。數學是社會發展的產物,在一定程度上又推動社會發展。數學知識、數學思想和數學方法幾乎滲透到人類所有的知識領域。“一個國家的科學水平可以用它消耗的數學來度量。”(拉奧?柯西)有需要才會有動機,學生只有在感受到數學的應用價值和社會需要后,才會產生學習動機,進而學好數學。如在極值的應用、微分方程等教學中可以融入許多物理、化學、生物、經濟等知識,建立模型,用所學的數學知識來分析模型,最后解決模型。這樣,學生可以充分體驗數學的應用價值,提高學習興趣,同時也為后續其他課程奠定堅實的基礎。
3.3 開展數學活動,給學生學習文化的空間
首先要撰寫數學論文,自辦數學小報。在學生了解數學文化以后,教師進行系統講解,引導學生將內容進行加工整理,寫成論文,或將自己的所思所想寫成日記,全班學生進行討論評比,選出優秀并獎勵或建議投稿。另外,教師可組織學生發揮自己的聰明才智,出版數學文化報、板報等,共同分享學習數學文化知識的樂趣。
其次要開展數學建模,制作手工模型。課外作業的形式豐富多樣,不能只局限于做作業,教師應不定時地組織學生開展數學活動(如開展數學建模,制作手工模型)。數學建模是將知識與生活聯系起來的重要手段,教師可規定每學期至少要開展一次數學建模競賽。制作手工模型是手腦并用、開動思維、發揮想象的好機會,通過這些活動可以培養學生的問題意識和解決問題能力,真正意義上讓學生理解數學、掌握數學。
4 結語
在數學課程中滲透數學文化是數學素質教育的體現。大多數教師雖然也已認識到數學文化的價值,但是由于受傳統教學模式和其他因素的影響,數學文化很難有機會進入數學課堂。面對這種情況,教師要及時地轉變思想,更新觀念,樹立正確的教學觀,加強自身的學習。可以通過讀一些數學教育理論和數學文化方面的著作和論文,提高自己的數學教育理論修養和數學文化修養;也可通過學習和借鑒一些名師的課例,體會數學文化的深層次內涵,在教學實踐中改變自己的教學模式和方法。
基于此,筆者建議教師應努力做到:首先,更注重數學知識和其他學科的聯系,特別是數學和其他知識的聯系,積極地探索發掘數學文化素材,注重從生活的例子中找到數學知識、方法、思想和觀念的胚芽;其次,適當地降低“硬數學”(數學知識、數學技巧、數學能力等)的要求,提高對“軟數學”(數學思想、數學觀念等)的要求;最后,在課程考核環節,要降低形式化的要求,注重對知識的理解與應用。總之,只有真正地將數學文化帶入教學過程,才能提升學生的綜合素養,才能使數學素質教育真正落到實處。
參考文獻
[1]顧沛.數學文化[M].北京:高等教育出版社,2008:2.
對數學文化的思考與實踐
六合勵志雙語學校 俞曉強 13405881122
[內容摘要]
數學是思維的體操,體操給人的感覺是輕巧的,靈動的,柔美的,數學也應該是靈動的、活躍的。但在實際的教學中,數學對于很多學生卻是沉重的,思維沒有應有的跳躍。
在對教師的教學方法的思考之外,筆者認為還應考慮到教學的內容在促進學生學習數學的興趣和思維發展方面的重要作用。
在教學中,筆者把數學課外活動當作實踐教學“讓學生感興趣的數學”的“試驗田”。通過數學史話、數學家故事、拓展訓練 、科學性小研究等多種活動,達到了“感受數學趣味、體現思維靈性、發展創造才能、激發學習興趣”的效果。
在正文中,我從理性思考、具體實踐兩個方面進行闡述。
[關鍵詞] 數學 文化 思維
[正 文]
一、思考:什么樣的數學才是最吸引學生的?
“數學是思維的體操”,數學的學習從根本說就是對人思維的培養。數學思維品質具有廣闊性、深刻性、靈活性、創造性、批判性等幾個特性。數學應該是充滿靈性和智慧的一門學科。
數學教師經常為學生不愛學習數學而苦惱,我們經常抱怨學生“不動腦筋”。而越是到初中階段,我們越是發現學生對數學是苦惱的,畏難的,思維是停滯的,他們經常把解題結果正確性寄希望于老師的講解。
縱觀我們的數學教學:單調的講解,人為制作的所謂“思維難度”,為了形成技能而進行大運動量的練習。數學缺少了思維的快樂,缺少了文化的內涵,缺少了所該有了的靈性。
因此,我們呼喚數學文化的回歸,呼喚數學靈性的體現,創設最能吸引學生的數學內容。
什么是數學文化?它是人們很自然地用數學的思維方式、數學問題解決的方法去看待現實生活中的問題,并豐富我們的生活的一種活動,這種活動不是刻意的,而是自然的習慣思維結果。
知識可作為學習的最重要的內容,但如果不增加數學文化的元素,就不會培養出真正有數學素養的人。現在的課堂中把解題訓練作為數學學習的全部內容,使數學文化在課堂學習中無法體現,而學生在枯燥的訓練中,隨著年級的升高,對數學越來越懼怕,數學何以能促進改革其思維的發展。
從對數學知識的掌握,到對數學文化的理解是對數學知識一種全新的提升,數學文化的范疇比數學知識當然是大的多,同時它真的成為本身數學素養的一部分,而不是一種機械的解題能力。缺乏文化氛圍的簡單的知識教授,只會使學生限于無窮無盡的記憶和解題中,最終是興趣的消失,思維的停止。如同數學中的奧數原來是培養學生的思維能力的,最后卻是越來越多的學生在接觸奧數后逐步散失了對數學的興趣,數學成了學生最不喜歡的一門課。
在對現行的數學教學的反思中,對數學文化的回歸的呼喚表明:如果數學本身的價值和意義,數學教學對促進人的發展、構建人的精神、形成人的理性思維能力的價值和意義在學生數學中得不到體現,數學教學何以能培養有“文化”的,有創造性思維的人。
在教學中,我一直在不停的實踐,尋找最能打動學生的數學知識。在教學中,最讓學生感興趣的不是我教授教材的內容,而是我的豐富多彩的數學課外活動。
上完上一節,學生就關注我的下一節的內容,他們努力做好作業,以使我不占用課外活動來講解題目。
在對學生進行數學文化的滲透中,課本是其主要的內容,但課本中對數學文化不是主要內容,數學文化是教師在滲透中進行的。
在這里我重點談一下在數學活動課中數學文化的滲透,在這里,學生將充分感受到數學的樂趣。數學文化作為一種精神層面的力量,對學生的數學意識、數學興趣的培養有重要的作用。
二、實踐:在課外數學活動中滲透數學文化:
1、體驗——形成積極思維的動力:
中國在數學研究上自古以來一直有突出的成就。這方面的知識所表示出的中國人的智慧,對學生來說既是一種思想道德教育的內容,也是激發學生在數學知識產權的學習上有積極思維的動力。
由數學故事所引發的思考會使學生在體驗一些數學家的故事中感受數學的真實性,同時促使學生在數學思考中感受數學家的研究快樂從而內化為自己的情感體驗。
如學生學習算術平方根的時候,查到平方根“ ”,1220年意大利數學家菲波那契使用R作為平方根號.十七世紀法國數學家笛卡爾在他的《幾何學》一書中第一次用“ ”表示根號。“ ”是由拉丁文root(方根)的第一個字母“r”變來,上面的短線是括線,相當于括號 。學習數學,是從學習數學符號開始的。每一個數學符號,它的產生都有一段鮮為人知的經歷。讓學生通過查閱資料,對它們尋蹤探源,可以讓學生在了解數學發展史的同時,體會到數學符號并非枯燥乏味,而是充滿著智慧靈光、閃爍著生命活力。 數學符號故事也將會引發學生對數學的強烈好奇心,增強學習數學的興趣。
再如:八卦一般是與封建迷信相聯系的,而這里也有著豐富的數學知識,尤其是德國大數學家萊布尼茲(Leibniz,公元1646-1716年)曾經為設計乘法計算機而絞盡腦汁時,他收到了一個到中國來的傳教士寄給他的八卦圖。使他從中受到啟示:如把“--”看成“0”,把“-”看成“1”,形成了下面的聯系:
學生聽后非常興奮,現代的電子計算機的發明路上,也曾經有過中國古人的智慧。
2、探索——培養學生思維的廣闊性:
在數學教學中,對知識技能的培養大于對學生思維的培養,在現在新課程理念的指引下,更重視對學生的思維多樣性的重視。但這種思維多樣性的培養,經常受到課程內容的限制。同時在應試的思想下,多種思路的解法經常只是在新授時的展示,在練習中又逐漸被老師所希望的那種方法固定下來。
從課本中走出來,提供更豐富的探索內容,消去了擔心學生的多樣性的解法會對考試成績產生影響的顧慮,教師的教和學生的學更自由和靈動了。在數學活動課上,根據學生掌握數學的程度,適當地安排介紹古今中外數學史上的一些名題。如向學生介紹中外數學家解決“幻方”的不同策略:楊輝法、羅伯法;介紹歐拉哥尼斯堡的“七橋問題”、牛頓的“牛吃草問題”等等。這些歷史數學名題,因其精妙的解題思想與策略,向學生展現了數學的無窮魅力,將會深深地吸引著他們,啟迪著他們的心智,激蕩著他們的心靈。
例如:在教學勾股定理這一節內容時,向學生展示了勾股定理名證欣賞片段
如圖1,ABC 為一直角三角形,其中∠CAB為直角,在邊 AB、BC 和 AC 上向外分別作正方形ABFG、BCED 和 ACKH,過點 A 作直線AL垂直于DE交DE于點L,交BC于點M,連接CF、AD。
圖1 歐幾里得證明
這個證明巧妙地運用了全等三角形和三角形面積與長方形面積的關系來進行。不單如此,它更具體地解釋了“兩條直角邊邊長平方之和”的幾何意義,這就是以ML將正方形分成BMLD與MCEL的兩部分!這就是各種證明方法中最為著名的歐幾里得證明法!
在這種證明方法中體現著一種很重要的思想方法(幻燈片演示:圖2):
圖2 動態演示歐幾里得證明方法
本案例以勾股定理的證明為介紹內容,分面積法、拼拆法、剖分法、直接法四種典型的思考方法進行介紹。通過介紹歷史上一些有名的證明方法,如:歐幾里得證明方法及其動態演示、趙爽的弦圖證法、伽菲爾德證明方法等等,引導學生在欣賞歷史上的勾股名證時體味數學家思維的精妙,數學證明的靈活、優美與精巧,感嘆數學的美!
在傳統的勾股定理教學中,教師往往對證明方法一筆帶過,而將重點放在定理的結論介紹與應用訓練上,探究文化內涵也只是利用其“誰比誰早多少年”來對學生進行愛國主義教育。
設計這樣一堂“勾股定理名證欣賞課”,將多元文化引入數學課堂,我們就會發現“誰比誰早多少年”已經不是最重要的了,重要的是:數學是全人類共同的遺產,不同文化背景下的數學思想、數學創造都是根深葉茂的世界數學之樹不可分割的一枝,從而消除民族中心主義的偏見,以更加寬闊的視野去認識古代文明的數學成就,同時,通過不同數學思想方法的對比,如介紹的各種方法中所涉及的進與退、分與合、動與靜、變與不變、數與形、一與多等等的辨證思想,可提高學生數學創造性思維能力,并學會欣賞豐富多彩的數學文化。
在教學的過程中,可安排足夠多的時間讓學生在欣賞的基礎上自己動手進行拼、補、湊的實踐活動,親自體驗發現的過程,感受動手的樂趣。
再如:我在班上給學生上了“與眾不同”一節找規律的課。首先給學生呈現了以下的圖形讓學生探求規律。
學生的觀察角度一開始就多樣起來,與我的預設答案完全不同的想法,我都給以了充分的肯定。結束前,我嘗試著要求學生自己能想這樣創造一些與眾不同不同的圖像嗎?并且能說出合理的理由。作業交上來后,合理而有趣的構思非常出色。下面就是就個出色的作品。
圖一
圖二
圖一的同學對汽車感興趣,他設計的圖案全是用汽車的標志作素材,他說這里面也有與眾不同不同的數學內容。比如說;其它圖案的圖形內部的線段交點都多于一個,只有最后一個圖形的內部線段的交點只有一個。
圖二的同學巧妙的利用數學中的運算符號編題,只有圖六的圖形不是運算符號,其它圖案的圖形都是+、-、×、÷、=、[ ]組成的。設計巧妙,圖性直接和數學聯系起來。
在具體的情景和物體中能用數學的眼光觀察分析它們,這是學生數學素養培養的重要方面,在這里數學不在是“與我無關”的枯燥的內容,而是有了文化的氣息,數學文化與學科教學聯系了起來。
3、創造——拓展學生思維的創造性。
在今天的教育教學中,培養學生的創造性的思維是一種達成共識的教學趨勢。決定一個民族和一個國家今后發展力量的是有大量的創造性的人才,大量的模仿式的解題訓練使學生的創造思維被扼殺,靈活多變的解題變成了只是機械的對解題方法的套用。在日本非常流行一些幾乎沒有實用價值的異想天開的節目,如《超級變變變》》《鳥人比賽》等,有研究表明正是這些民間的創造性很強的節目使日本在創造發明方面有很了不起的成果。
我把趣味數學引入到課堂中,“異想天開”就是我的嘗試。給學生一組圖片,如:
……
讓他們自由的展開想象的翅膀,把簡單的線條組成的圖案具體轉化為生活的物象。思維完成了由抽象到具體的自由轉換。在這里數學的意義被放出大了。簡單的枯燥的學科數學變成了有包容性的“大數學”
第一個圖形,有人說它是瓦片;有人說它是書的背脊;有人說它是一個圓柱的一半……,第二個圖形,有人說它是一面扇子;有人說它是一面將要打開的門;有人說它是墻的一角……。“積極思考,踴躍發言”不再是老師一再強調的內容,真正變成了學生的自我表現需要,最不喜歡說話的孩子也有了發言的沖動。
我要求他們把自己的想象在紙上畫出來,一個個生動的名字又出現了:我的思維倉庫、我的思維百寶箱、世界上最古怪的想象……
學生在課堂上享受著想象,他們想象著并快樂著。合理想象、合理推理、抽象能力都得到了體現。
這樣的數學課堂使學生產生了什么變化呢?超過了我的預期想象。在數學活動課開始之前,他們反復詢問:今天上什么?臨時改動數學活動課內容,需要先和學生商量,否則學生會極力反對。在這里老師和學生都享受到數學的“教”與“學”的快樂。
在整個實踐中,我主要是側重于數學史話,數學故事,智力數學等與課本知識完全不同的知識進行教學,雖然是數學文化中的一種較淺的層面。但它對學生學習數學的興趣,形成積極思維的動力,拓展探索的能力方面仍然發揮了明顯的作用。當數學文化的魅力真正滲入教材、到達課堂、溶入課堂教學時,數學就會更加平易近人,數學教學就會通過文化層面讓學生進一步理解數學、喜歡數學、熱愛數學,而要實現數學文化走進課堂的目標這需要我們教師堅持不屑的努力。
參考文獻
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[作者簡介]:
關鍵詞:數學文化;數學素養;數學名言
“給我五個系數,我將畫出一頭大象,給我六個系數,大象將會搖動尾巴。――柯西”
多么生動形象的一句話,親愛的讀者朋友們,誰能告訴我它的含義?
一、數學文化
從狹義上講,數學文化是指數學的思想、精神、方法、觀點、語言,以及它的形成和發展;從廣義上說,數學文化還包含數學家、數學史、數學以及數學發展中的人文成分、數學與社會的聯系、數學與各種文化的關系等等。
什么是數學素養?顧沛先生說,很多年的數學學習后,那些數學公式、定理、解題方法也許都會被忘記,但是所形成的數學素養卻是終身受用。下面我舉出本人在教學中的一點嘗試,希望各位讀者能通過這些小故事,體會到我們的數學素養。
二、數學熱愛者的嘗試
作為一位數學教師,其實也是一位數學熱愛者。讓我著迷的不僅是數學本身的美,還有數學的文化氣息,數學家們的人格魅力。于是自己編制了《數學素養小手冊》,培養孩子們上網收集,查閱資料能力,了解數學家,數學名言,數學小謎語,以及與大家分享,數學小故事,小知識和小趣題等,還有親子活動,我是爸爸媽媽的小老師以及自我評價等,受到孩子們的喜歡。
在孩子們中間開展課題研究,如關于橋梁的“我是小小設計師”,鼓勵有條件的孩子制作自己的橋梁設計等,孩子們積極性很高,也調動了家長的共同參與。學到圓這一部分時,調動孩子們自己查資料,制作關于的PPT,自創以圓為主題的設計圖,繪畫小小紙盤畫等,并以此整合成為數學公開《穿越千年的》,以課堂情景劇的形式演繹的過去與現在。大家積極參與,熱情高漲,印象深刻,愛上了小。注重對孩子想象力和創新能力的培養,給孩子充分的尊重,讓他們愛上數學,發現數學,享受數學,展示數學才能。只要有創意,都樂于及時與同學分享,在QQ群里與家長們分享。
三、我們的心靈雞湯――數學早點心
數學老師上早讀,讀什么呢?讀公式,讀法則,讀定律?還可以來點兒什么呢?我決定為孩子們編輯一本數學小讀本,其中收錄了幾十條數學名言,選編了幾名極具代表性的中外數學家的故事,編成了我們的《數學小讀本》。利用早讀時間朗讀與賞析,滲透數學知識,開拓視野,一起跟我們來看看吧!
首先全班齊讀“數學名言”部分,孩子們,說說你的理解。你最欣賞哪句名言?孩子們大方地站起來,紛紛表達自己的想法:
我最喜歡這句話
1.上帝是一位數學家!――雅克比
這句話簡潔明了,大氣磅礴!得到了眾多學生的追捧。
2.數學的本質在于他的自由。――康托爾
數學家的心是自由的,我們學數學,做數學的時候也能體會到,特別是數學題的方法多種多樣。
3.一個數學家越超脫越好!
遠離城市,遠離喧囂,靜心于自己的一片天地,享受心靈與大師的對話。
4.純數學是魔術家真正的魔杖。――諾瓦列斯
我便在旁邊畫上一個數學王冠,再配上一根魔術杖,孩子們都笑了!
5.一個沒有幾分詩人氣的數學家永遠成不了一個完全的數學家。――維爾斯特拉斯
我同樣很欣賞這句話:不能在心靈上作為一個詩人,就不能成為一位數學家。
俄羅斯女數學家柯瓦列夫斯卡婭語。丘成桐先生也有很好的歷史文化底蘊,大師絕不是只局限于某個狹隘的專業的。
6.這是一個可靠的規律,當數學或哲學著作的作者以模糊深奧的話寫作時,他是在胡說八道。――懷德海
所以我們也要學習白居易平易近人的“大白話”,把復雜的問題簡單化,化繁為簡才是高手也。
7.無限,再也沒有其他問題如此深刻地打動過人類的心靈!――希爾伯特
在找規律問題中我們可以體會到。
8.如果誰不知道,正方形的對角線同邊是不可通約的量,那他就不值得人的稱號。――柏拉圖
可憐又可敬的無理數發現者希帕索斯卻為真理獻出了生命!
9.在數學的領域中,提出問題的藝術比解答問題的藝術更為重要。――康托爾
所以才有了千年難題,吸引一代又一代的愛好者去探究,也促進了數學各分支的發展。
10.上帝創造了整數,其余所有的數都是人造的。――克隆內克
萬物皆數也,畢達哥拉斯學派一直所推崇的。
11.數學發明創造的動力不是推理,而是想象力的發揮。――德摩
人類離開了想象。世界將會怎樣?
12.“給我五個系數,我將畫出一頭大象,給我六個系數,大象將會搖動尾巴。――柯西”
有一次,孩子們讀完后照例相互提問與賞析。一個孩子文問道:“請問這句話是什么意思?”其他同學無人應答,科代表便順勢拋給了我,“下面請老師給我們講講這句話的含義。”
這句看似簡單,卻又令人疑惑的一句話我也未去細究呀!那我得利用課間時間趕緊上網去查呀,還真是沒有查到這句話出自于柯西的哪本書,或是什么時候,什么場合的妙語!
第一節上課了,沒辦法,硬著頭皮上吧。好吧,我們不妨先來畫頭大象的簡筆畫:為了突出大象的特點,姑且認為是五個系數,大大的腦袋,長長的鼻子,大大的耳朵扇子,咽檔納磣櫻四根大柱腿,那就五個要素了!還有一個,誰來畫?
同學們果然自告奮勇者,畫上了一根飄逸的尾巴!還可分享一下盲人摸象,曹沖稱象等故事。
當然還是老實告訴孩子們,這只是一個趣解而已,柯西先生的真正含義還得孩子們繼續去探究呢。謎底也許藏在他研究的單復變函數或是常微分方程中,柯西定理、柯西不等式還是柯西收斂準則?
上網一查,柯西先生還真有趣:柯西(Cauchy,1789―1857)是法國數學家、物理學家、天文學家。其父親是一位精通古典文學的律師,與當時法國的大數學家拉格朗日與拉普拉斯交往密切。少年時代的柯西數學才華頗受他們的贊賞,并預言柯西日后必成大器。拉格朗日向其父建議“趕快給柯西一種堅實的文學教育”,父親因此加強了對柯西的文學教養,使他在詩歌方面也表現出很高的才華。
柯西在學生時代,有個綽號叫“苦瓜”,因為他平常像一顆苦瓜一樣,靜靜地不說話,如果說了什么,也很簡短,令人摸不著頭緒,和這種人溝通,是很痛苦的。柯西的身邊沒有朋友,只有一群妒嫉他聰明的人。當時法國正在流行社會哲學,柯西工作之余常看的書,卻是拉格朗日的數學書,這使他贏得另一個外號“腦筋劈哩啪啦叫的人”,意即神經病。
柯西的母親聽到了傳言,就寫信問他實情。柯西回信道:“如果基督徒會變成精神病人,那瘋人院早就被哲學家充滿了。親愛的母親,您的孩子像原野上的風車,數學和信仰就是他的雙翼一樣,當風吹來的時候,風車就會平衡地旋轉,產生幫助別人的動力。”1816年,柯西回到巴黎,擔任母校的數學教授,柯西自己寫道:“我像是找到自己河道的鮭魚一般地興奮。”不久他就結婚,幸福的婚姻生活,有助于他與別人溝通的能力。可見柯西語言幽默,文化功底深厚。
柯西在純數學和應用數學的功力也是相當深厚的,在數學寫作上,他是被認為在數量上僅次于歐拉的人,他一生一共著作了789篇文和幾本書,其中有些還是經典之作。據說,由于柯西的作品實在太多,印刷廠為了印制這些論文,搶購了巴黎市所有紙店的存貨,使得市面上紙張短缺,紙價大增,印刷廠成本上升,因此,科學院后來規定論文最長的只能有四頁,所以,柯西較長的論文只得投稿到其它地方了。
感悟:文學功底很重要!
四、關于數學家的故事
我首選取了天才的大數學家――高斯,他那從1加到100的故事早已成為了經典。三歲就已經會計算,而且還可以指出爸爸計算幫工的工錢算錯了,不是天才又是什么?
第二位選取了數學家歐拉,一個喜歡追問的孩子,追問老師,天上的星星有多少顆?卻被教會里信奉上帝的神學老師趕回了家,成了一個放羊娃。年幼的他成功地幫爸爸不花錢地解決了,新羊圈的圍欄問題。這也正是長方形和正方形面等周長,面積最大問題,直到現在也常出現在各種考題和故事中,被人們所還津津樂道。
第三位是20世紀最重要的科學家之一――馮?諾依曼,計算機之父。周末讓孩子們寫了讀后感,有的孩子們寫的還真棒呢(請見后面)。
第四位選擇現代著名數學家陳景瑞,沈元教授給他上了一節課,“送他一顆明珠”,在他心中埋下了一顆種子,立志要證明出哥德巴赫猜想,拿下世界難題。贈人玫瑰,手有余香,我們數學老師,也有這樣的權利和義務,多么幸福和圣神呀!
后面我還特意選了幾位女數學家,這對女孩子學好數學有很大的激勵作用呢。 最后選了蘇步青和熊慶來,特殊抗戰時期,不忘初心,為國效力,可欽可敬!
最后,給大家推薦一本好書――北京大學出版社《美妙的數學》(吳振奎著),讓我們一起愛上數學,欣賞數學,享受數學吧!
請欣賞孩子們的讀后感吧:
在這個星期,我讀到計算機之父馮?諾依曼的故事。在故事中介紹了,他是美國核計劃的協調員,“曼哈頓計劃”中最重要的科學家之一,長崎原子彈的締造者。看了這些對他的介紹,我不禁尊重起他來,心中有一種暗暗的敬佩感。
當我看到他居然六歲時就能心算做八位數乘除法,八歲可以精通微積分……這時我又開始暗暗吃驚了。再往下看,當時人們對他的學問,編成了一句長期流傳的笑話:諾依曼其實是一個懂得怎樣完美模仿人類的外星人。
此時此刻,我想:他能夠取得這么大的成就,這么多人的贊賞,與他刻苦鉆研,勤奮努力是分不開的,以后我也要努力學習,像他一樣取得偉大的成就!――歐陽思捷
更有給馮?諾依曼畫漫畫的:
我覺得馮諾依曼的樣子:
樣式一:大家好,我叫諾依曼,今年3000000億歲了,我有著最強大腦,是個surper數學家。
樣式二:思考中,翹著二郎腿,耍酷最重要!
樣式三:還是電磁波,思考中……因為頭腦太重,必須要強壯的脖子,頭大最重要。
――劉耘文字配漫畫
再欣賞一位學霸的感悟吧:
馮?諾依曼是匈牙利的一位重要而又不可一世的數學家,他從小就是舉世公認的天才,以驚人的數學天賦和全面的知識,在學術界獲得了極高的名望。他不像與他齊名的英國數學家哈代,有著廣泛的興趣。
1.以生為本 多元融合 推進大學數學教學改革
2.教學名師視角下提高大學數學教學效率的教學策略
3.大學數學與中學數學教學內容銜接研究
4.試論大學數學教學的效率策略
5.大學數學教學中融入數學文化的探討
6.大學數學研究性教學的實質及探索
7.大學數學分層教學的理性思考
8.大學數學與高中數學新課標銜接的調查分析
9.將數學實驗的思想和方法融入大學數學教學
10.大學數學學習障礙的成因與對策
11.淺談中學數學與大學數學的銜接
12.數學史在大學數學教育中的作用
13.大學數學教學改革探討
14.論大學數學教育中的人文精神
15.MATLAB軟件可視化效果在大學數學中的應用
16.大學數學課程分級教學的現狀與啟示
17.大學數學教學過程中數學建模意識與方法的培養
18.數學建模思想在大學數學教學中的滲透
19.大學數學教學質量現狀及提高對策
20.大學數學與高中數學教學銜接的探討
21.一般本科院校《大學數學》教學現狀分析與改革思路研討
22.數學實驗在大學數學教學中的應用
23.新課程標準下大學數學(微積分部分)與中學數學銜接問題的研究
24.論大學數學教學與中學數學教學的銜接
25.大學數學教學與數學文化研究
26.大學數學分層次教學的意義與實施
27.大學數學課程模塊化教學改革研究
28.基于應用型人才培養的大學數學課程教學改革
29.關于大學數學教學方法改革的現狀分析與思考
30.基于高中數學課改的大學數學課程體系改革
31.探索中學數學與大學數學的銜接
32.大學數學教學中創新思維能力的培養
33.大學數學與高中數學教學的銜接問題
34.淺談數學文化在大學數學教學中的滲透
35.大學數學與中學數學教育銜接中的瓶頸與對策
36.數學理論與數學應用在大學數學教育中的關系與作用
37.大學數學教學中滲透數學文化的途徑
38.數學競賽促進大學數學教與學
39.數學文化融入大學數學課程教學的改革
40.大學數學情境教學的實施探索
41.談大學數學教育研究
42.大學數學教育改革的實踐與探討
43.淺談大學數學與新課標下高中數學的接軌
44.淺析大學數學教學中數學建模思想的融入
45.大學數學教學引入數學史的思考
46.數學教師數學知識的性質及對其大學數學教育的啟示
47.Matlab在大學數學教學中的應用研究
48.大學數學課程教學改革的實踐與研究
49.大學數學模塊化教學改革探索
50.對在大學數學教學中滲透數學建模思想的研究
51.“卓越工程師教育培養計劃”視閾下的大學數學教學模式構建
52.興趣驅動教學法在大學數學教學中的應用
53.“五模塊”大學數學課程師資培訓模式創新與實踐
54.基于大學數學課程建設的提高學生數學學習興趣和能力的探索
55.關于非數學類專業大學數學課程教學改革的建議
56.大學數學課堂學習環境特征分析
57.大學數學教育在創新人才培養中的地位和作用
58.基于建模思想的大學數學教學方法探究
59.基于Logistic模型的大學數學掛科原因實證分析
60.應用型本科高校大學數學分層次教學改革探討
61.大學數學分層次教學的實踐與意義
62.大學數學課程教學改革的研究與實踐
63.開設大學數學實驗課的探討
64.談創新與大學數學教學
65.大學數學教學中滲透數學文化的實踐與思考
66.大學數學教學內容與課程體系改革探索
67.應用型本科大學數學課程的教學定位分析
68.開展大學數學第二課堂輔助教學的應用實踐和思考
69.大學數學課程討論式教學模式研究
70.大學數學實踐教學改革的探索
71.在大學數學教學中滲透數學建模思想的思考
72.借助翻轉課堂來提高大學數學教學質量
73.關于大學數學的創造性思維教學模式的探討
74.大學數學教育與中學數學教育銜接
75.淺析大學數學教學存在的問題及對策
76.大學數學教學與創新能力培養
77.大學數學教學與中學數學教學銜接問題研究
78.大學數學教學現狀和分級教學平臺構思
79.大學數學課堂教學改革方向研究
80.數學建模思想融入大學數學教學研究與實踐
81.探索大學數學教育中數學軟件應用能力培養的新方法
82.淺談大學數學教育之“中學后”的問題及對策
83.大學數學與中學數學學習方法的銜接
84.農科大學數學教學中滲透數學文化教育的探討
85.大學數學基于“翻轉課堂”教學模式的探索
86.數學文化對大學數學教育的意義和作用
87.漫談大學數學教學的目標與方法
88.數學文化在大學數學教學中的重要性分析
89.淺談數學史在大學數學教學中的應用
90.創造性思維與大學數學教育
91.依托數學實驗與數學建模的教學 激發培養大學數學的學習興趣
92.大學數學分級教學的思考與探索
93.民族學生大學數學教學改革研究
94.大學數學教學期盼人文精神滲透
95.大學數學與高中數學課程內容的銜接
96.Matlab在大學數學教學中的應用
97.淺談大學數學微課程教學設計競賽
98.地方院校大學數學分層教學模式初探
99.大學數學課程教育體系化調整與結構優化策略——基于西南交通大學視角
100.培養大學數學學習興趣之我見
101.大學數學競賽與數學教學改革
102.大學數學分層次教學平臺的構想
103.大學數學教學改革思考
104.大學數學雙語教學初探
105.大學數學教學中加強文化教育的思考
106.數學史與大學數學教育
107.論大學數學實驗的內容與實現方法
108.關于從中學數學到大學數學學習方法轉變的策略
109.關于提高大學數學學習興趣的幾點思考
110.R軟件在大學數學教學中的應用探討
111.一次大學數學調查帶來的思考和啟示
112.大學數學課程分級教學問題探討
113.大學數學教學中滲透數學文化的策略研究
114.大學數學教學中的文化滲透
115.淺談大學數學與中學數學教學的銜接
116.大學數學案例教學研究與應用
117.淺談大學數學教學中的素質教育
118.從數學實驗和數學建模看大學數學教學改革
119.芻議大學數學教育與中學數學教育的有效銜接
120.大學數學教學改革的探索與思考
121.回顧西南聯合大學數學系
122.抗戰前北京大學數學系的課程變革
123.數學建模思想與大學數學教學的整合
如今生活中隨處可見各種圖形圖表、數據分析、邏輯推理等與數學相關的信息,大到GDP、CPI,小到房貸車貸、投資收益、商城折扣、時間估算等,這就需要我們用數學知識對現實問題進行分析、推斷并提出解決辦法,也就是說需要我們具備一定的數學素養。我國研究者曾選取與人民日常生活緊密相連的十幾份報刊雜志作為獲取數據信息的基本來源,了解人們日常生活中的數學。研究表明:[1]大數和百分數以相當高的比例出現在經濟、科技、政治、生活的新聞和廣告中,這說明在以商品經濟為主和科技日益發展的社會中,信息的傳遞和交流更多的是定量的。[2]圖形圖表,尤其是各種各樣的統計圖表、統計表(如直方圖、扇形統計圖以及一些形象的統計圖)出現較多,它們以清楚、明了、信息量大、對比度強等特點出現在報刊中。[3]與生活相關的報道以及廣告中的數學內容很多也很豐富。在廣告中,這些內容多與保險、房地產、儲蓄、旅游等行業有關,如,方位圖、直方圖、數學術語、公式等。在一些報紙甚至出現了比較復雜的數學表達式(主要是代數式)。以上事實說明,不管我們愿不愿意,數學已經滲透到我們生活中的各個角落,數學在社會生活中的廣泛應用需要公民具有一定的數學素養。數學素養是指主體在已有數學經驗的基礎上,在數學活動中通過對數學的體驗、感悟和反思,并在真實情境中表現出來的一種綜合性特征。數學素養可以通過數學知識素養、數學應用素養、數學思維素養、數學思想方法素養和數學精神素養等來分析。數學文化素養是指個體具有數學文化各個層次的整體素養,包括數學的觀念、知識、技能、能力、思維、方法、數學的眼光、數學的態度、數學的精神、數學的交流、數學的思維、數學的判斷、數學的評價、數學的欣賞、數學價值取向、數學的認知領域與非認知領域、數學理解、數學悟性、數學應用等多方面的品質。從數學素養、數學文化素養的內涵可以看出在數學素養的各個組成部分中或多或少都有數學文化素養的表現特征,所以對數學文化素養的研究可以借鑒數學素養的研究,而對數學文化素養的研究又有助于對數學素養的理論研究。目前國內外對數學文化、數學素養的研究較為成熟,但對數學文化素養的研究較少。應用技術型大學是我國近幾年才提出的一種辦學理念,在2013年6月由35所地方本科院校發起的應用技術大學(學院)聯盟,地方高校轉型發展研究中心才成立。將應用技術大學在校生作為數學文化素養的研究對象是一項開創性的工作。
2數學文化素養的研究現狀
2.1國內外對于數學文化的研究現狀數學是一種文化現象,一直以來都受到人們的普遍重視,但數學文化這種特殊的文化形態卻一直沒有被人們所重視。一直到20世紀的下半葉,美國著名的數學史學家M.克萊因在他的三本著作《古今數學思想》《西方文化中的數學》《數學———確定性的喪失》中對數學文化進行了系統地,見解獨到的闡述。1981年美國著名學者懷爾德在其代表作《數學是一個文化體系》中指出:數學文化的發展己經到達一定的高度,被認為可以構成一個獨立的文化系統。數學文化,是數學作為人類認識世界和改造世界的一種工具和能力,是數學與人文的結合。隨后引發了對數學文化內涵界定的廣泛關注。國內最早使用“數學文化”一詞的學者是北京大學的鄧東皋、孫小禮等人,他們在1999年合作編寫了《數學與文化》一書,書中匯集了一些數學名家的關于數學文化的論述,該書是從自然辯證法的角度對數學文化進行了研究和思考。在這十幾年中許多著名的學者李大潛、張奠宙、張順燕等都從不同的角度發表了自己對數學文化的界定與理解。張奠宙認為數學是一種文化現象,并從文學、語言學和美學方面解釋了數學是一種文化。李大潛從數學的知識性、工具性、基礎性、科學性、技術性以及數學的語言等方面論述了數學是一種先進的文化,進而討論了通過數學的訓練,可以獲得的數學素養并對數學文化教學提出了一些有益的建議。張順燕在文化背景下的數學教學提出了實現四結合:歷史與邏輯想結合、數與形相結合、理論與應用相結合、科學理論與方法論相結合,培養四種本領:以簡馭繁、審同辯異、判美析理、鑒賞力的數學教學建議;并從數學與教育、數學與文明、數學與藝術三個方面論述了數學文化進行了論述。還有藺云、胡良華、陳曉坤、黃秦安等人也對數學文化進行了相關的討論。
2.2國內外學者對數學素養的研究現狀數學素養的提出最早源于1982年英國的“學校數學教學調查委員會”編寫的《考克羅夫特報告》(原名((Mathematicalcounts))。《報告》指出數學教育的根本目的是為了滿足學生今后的成人生活、就業以及學習的需要。《報告》闡述了為滿足這三種需要,學校數學的課程內容和教學方法;論述了進行良好的數學教學所需的多種條件和支持。《考克羅夫特報告》報告以后,立即引起了全世界的關注:提高學生的數學素養以便滿足學生成人生活的需要成為各國數學教育改革的趨勢,進而引起各國關于數學素養的評價研究。隨后對數學素養的研究多是從數學素養的內涵、數學素養的生成策略、數學素養的評價這幾個方面展開。由國際經濟合作與發展組織組織(簡稱OECD)進行的國際學生評估項目(PISA)旨在評估OECD成員國15歲學生在閱讀、數學及自然科學方面的知識、能力和技巧,以及跨學科的基礎技能,希望了解即將完成義務教育的各國初中學生,是否具備了未來生活所需的知識與技能,并為終身學習奠定良好基礎。通過國際間的比較找出造成學生能力差異的經濟、社會和教育因素,從而進一步為各國改善自身的教育體制提供必要的參考指標和數據。PISA每三年將進行一次評價。2000年PISA評價中,閱讀素養是主要領域,2003年數學素養是主要領域,2006年科學素養是主要領域。PISA把數學素養定義為:個人能認識和理解數學在現實世界中的作用,作為一個富于推理與思考的公民,在當前與未來的個人生活中,能夠作出有根據的數學判斷和從事數學活動的能力。數學素養包括:數學思考與推理、數學論證、數學交流、建模、問題提出與解決、表征、符號化、工具與技術八個方面。國際成人素養調查(IALS)中,把數學素養的概念建立在工作需要、不斷擴展的生活需要、教育的需要、研究的需要和一些評價項目(如成人評價和學生評價)等五個方面。另外各國都在自己的課程標準中對數學素養提出了一定的要求。我國學者對于數學素養具體內涵的認識具有以下幾種代表性的觀點:(1)數學素養是一個廣泛的具有時代內涵的概念,它包括邏輯思維、常規方法(符號系統)和數學應用三方面的基本內涵(孔啟平)。(2)數學素養是數學科學所固有的內蘊特性,是通過教育培養賦予的一種特殊的心理品質和數學知識、數學能力與數學素養的關系這兩個前提出發,認為數學素養涵蓋創新意識、數學思維、數學意識、用數學的意識、理解和欣賞數學的美學價值五個要素(王子興)。(3)文化的角度認識數學,理解數學,認為數學素養應包括以下幾個方面:基本的數學知識;基本的數學技能;數學思想方法;數學應用意識和數學美學價值的欣賞。這幾個方面彼此聯系,互相滲透(張亞靜)。(4)數學素養是在數學價值、數學方法、數學思想、數學精神的交替作用下生成的。數學素養的生成是通過不斷反省而改善的,是一個長期反復、螺旋上升的過程。數學素養具有內隱性、超越性、長效性和反省性四個特征。數學素養的構成要素是數學“思維塊”、數學方法、數學思想以及數學人文精神(全)。在數學素養的培養策略問題上,主要是一些一線數學教師通過了其具體的教學歸納總結。全對小學生數學素養的培養策略從聯系生活實際、關注學習過程、重視實踐應用三個方面闡述了具體的培養策略。王榮和羅鐵山在教學中認為培養和提高學生的數學素養關鍵要提高教師素質,樹立正確的數學觀、教育觀;在數學教學中要突出基本的數學思想和數學方法,重視數學語言的運用,從而達到用好數學的目的。潘小明分別從數學活動的視角和全球教育的視角對數學素養的培養進行了分析。目前我國還沒有對數學素養進行專門的評價,不過已經有很多學者關注并提出建議。如黃華對比了上海數學中考對學生數學的測試和PISA對數學的測試,認為中考不僅可以對學生學習數學的成績認定,而且可以診斷數學教學的問題,改善數學課程的教學。上海的數學中考應該參照PISA的測試,對其穩定性、一致性進行分析和研究,進而反饋、診斷和改進,從而較為準確的判斷中學數學學業水平的發展趨勢,并從中找尋原因、總結經驗教訓、改進實際教學。馬云鵬認為數學素養評價最終還是為了提高學生的數學學習,改善其學習方式。從課程目標、學生學習的角度,提出數學素養的評價要有利于促進數學教學全面落實課程標準所給出的課程目標,通過評價的反饋和診斷可以使學生改善自己的數學學習方式,從而提高他們學習數學的效果,通過有效地評價可以全面了解學生的數學素養的整體水平。
2.3國內學者對數學文化素養的研究現狀數學文化素養是伴隨著數學文化的發展而產生的一個新的詞語,目前對數學文化素養的界定學者間的看法不盡相同,因此對數學文化素養的研究還不夠深入,對數學文化素養的研究成果還比較少。周家全等在《論數學建模教學活動與素質培養》中提到“數學文化素質是指樹立正確的數學觀和數學信念,掌握數學的思想和方法。懂得數學這門科學的語言,會使用數學軟件和計算機這一工具。”張明明在其碩士學位論文《高師院校數學與應用數學專業學生數學文化素養的現狀調查與分析》中,指出數學文化素養數學文化素養是數學素養的一個分支,是指個體具有數學諸多方面的品質,包括數學文化各個層次,以及對人類文明進步具有深遠影響的數學科學知識的方方面面。楊海艷在《數學專業大學生數學文化素養的調查研究》中認為:數學文化素養是指人們對數學文化的認識,從而使人們具有數學的思想、精神、方法、觀點、語言和能力等數學文化多方面的品質。還在文中對培養大學數學文化素養的途徑進行了闡述。
關鍵詞:新課標;小學;數學文化;教育
文化是教學的源泉和動力,小學生在數學的學習過程中不能僅僅是對數學公式、數學習題類型的死記硬背,不能失去數學學習的積極主動性。
一、內涵概述
(一)數學文化教育的概念
數學文化教育是在新課改中提出的一項針對數學教育的新理念,其具體是指,將傳統的數學課堂教學及數學學術教學轉化為靈動性、動態化的數學文化活動,并在該動態化的數學教學過程中,不僅重視對學生進行數學思想、意識、精神的傳達,亦重視對其數學文化素養的培養,并將其內化成個體學習過程中心理活動,從實質上得到學生對數學教育的認可。
與傳統的數學教學觀念有所不同的是,在數學教育的過程中,其強調的不再是數學的技能教學,而是一種數學文化意識、數學文化創新的形成以及一種數學文化精神及數學文化氛圍的熏陶。
(二)數學文化教育的功能
1.有利于學生正確數學觀的形成
正確的數學觀是學生學習好數學的基礎,而在小學數學教育中對學生進行數學文化教育則有利于其正確數學觀的形成,從而為其學數學打下堅實的基礎。數學文化教育是一個完整的系統,其不僅涵蓋了數學知識、數學技巧等數學技能式的教學,亦將整個數學文化置于人類的文化系統中,并突破其學科性的限制,使學生認識到數學思維的廣泛性以及其在其他學科中的價值,形成關聯性的數學觀。
2.有利于學生理性思維的培養
數學是理性思維的基礎,是培養學生理智態度、批判頭南和抽象思維的重要手段。通過對小學生進行數學文化教育,可以將學生置于完整的數學理論及實踐系統,培養其理性的數學文化理念。
3.有利于學生應用意識的樹立
只有存在數學意識才能將數學與實踐完美的結合在一起,并將其應用在實際的生活過程中。通過數學文化教學,可以在學生很小的時候就培養其數學文化意識,并同學深刻的、動態化的數學文化教學方式將數學文化意識納入到學生的文化素養之中,從而將數學應用內化成學生的一種自覺行動。
二、小學數學文化教育的實踐探索
將小學數學文化教育積極的實踐在小學數學的教學中,可以通過兩種教學途徑,具體表現如下:
(一)在小學數學的課堂教學中滲透數學文化教育
1.增強數學感染力
將數學文化教育滲入到小學課堂的數學教學過程中,可以通過以下方式進行:
小學生擁有較強的好奇心,且其與中學生、大學生相比其耐心性、識別能力明顯處于弱勢,感性思維處于主導地位。因此在小學課堂中進行數學教學的過程中,要通過視覺轉換的方式,摒棄繁復、枯燥的數學的數字化、公式化教學模式,增強小學數學課堂教學的感染力,使其利用自己的好奇心,充分探索數學奧秘。
例如小學數學圖形的教學過程中,可以通過一些色彩鮮艷的圖片引發學生的學習欲、探索欲:<E:\123456\速讀?下旬201602\Image\QQ截圖20160111125034.png>
教師在數學課堂教學中采用多媒體播放出以上兩張圖片,并提出問題:大家有沒有見過以上兩種物體呢?兩張圖片中都存在哪些圖形?每種圖形有幾個?鮮艷的畫面感總是很容易就引起小學生的記憶力,并把枯燥的數學圖形教學轉化為圖片的識別,增強了數學課堂教學的感染力。
2.體驗數學的魅力
魅力無論是對小學生還是中學生、大學生來講都極具吸引力,其不僅能吸引學生的注意力,亦能增強其學習的積極主動性。因此在小學數學的課堂教學中要增強數學教學的魅力性,并在探究體驗中,領悟數學的真諦。
數學文化教育包含的內容較廣,且其并不僅僅停留在數學知識的教學中,亦包含著數學趣事軼聞、數學名人及文學等方面的知識,因此,在小學數學的課堂教學過程中要注重相關數學文化背景的引入,讓學生在自主探索、欣賞中體驗數學的魅力,如引入我國著名數學大家華羅庚的數學學習故事等,增強數學學習的趣味性及魅力,引發小學生對其學習的向往。
(二)在小學數學的課外教學中延伸數學教育
在小學數學的課外教學中在進行數學的延伸教學時,一般都是通過數學作文的方式進行,與語文作文的純文字性敘述有所不同,數學作文在于作文寫作的數字性體驗。
例如,要求學生在數學作文的寫作過程中體現一種數學計算,就以某位小學生的數學作文寫作為例:今天我和媽媽一塊逛超市,我們總共買了4種水果,有17個,其中有5個我最愛吃的火龍果,2個爸爸愛吃的橙子,媽媽愛吃的橘子比姐姐愛吃的蘋果多了2個,姐姐問我給她買了多少了蘋果?我說給她買了4個蘋果,姐姐夸我算的真棒!
以上是數學作文的主要寫作形式,有利于培養學生的數學應用能力,提高其對數學學習的積極主動性和興趣,完成數學素質化的教學目標。
總之,在素質教育的呼吁下,數學文化教育是小學課堂進行數學教學的必然趨勢,通過數學文化教學,不僅有利于小學數學教學大綱目標的實現與教學任務的完成,亦有利于培養小學生的創新意識,引發其學習的積極主動性,為其以后的數學學習打下良好的基礎。
參考文獻:
[1]黃秦安.數學課程中數學文化相關概念的辨析[J].數學教育學報,2009,18(04)
在課程實施的層面上對數學文化的校本化研究進行一些實踐與思索,以增加數學教育的文化內涵、提升數學教育的價值,無疑也是必要的。
那么如何構建校本化的數學文化體系呢?我們從以下幾方面進行了一些嘗試:
一、學科建設——數學文化建設的著力點
數學文化的積淀,主要的陣地是在數學課堂。這就要求數學學習的內容在范圍、題材和呈現方式上更多地反映現實,聯系學生生活實際以及數學的現實和歷史,構建充滿文化氣息的數學課堂。
1.結構化處理:讓數學課充盈文化意蘊。
美國心理學家布魯納在《教育過程》中反復強調“結構的重要性”和學習結構的重要性。數學教學實踐中對數學課程內容進行統整,精心選擇和組織“結構化”知識,強化數學的文化意蘊,有助于學生理解種種學科知識所擁有的關聯性,也有助于學生把書本知識同實際生活聯系起來,體現文化的情境性,實現文化的創造性,數學課也就超越了數學的“一般性實用目標”,走向了文化意味的境界。
2.準確的切入:讓數學課直抵文化內核。
小學數學教學內容涵蓋概念定義、法則規定、思想方法及情感價值觀等方面。要從這些看似靜態的數學知識背后挖掘出“活力十足”的數學文化教育價值,就需要找準切入口,使其直抵數學文化內核。如作為“圓的周長”這一具有數學文化歷史的一課,教學中,學生用多種材料、方式探究圓的周長這一體驗過程,同時補充人類歷史探索周長的過程,這樣可以得到學生的歡迎和廣泛參與,也就找準了文化切入點,使其具有極強的數學文化意味。
3.數學式思考:讓數學課走向文化創造。
作為數學文化源頭的西方數學及其哲學史上歷來有這么一種說法:“上帝是按照數學原則創造這個世界的。”如今,與其說數學是一些結論的組合,毋寧說它是來源于生活并從生活中提煉出數學模型。這同時更是一種過程,一種不斷經歷嘗試、反思、解釋、重構的再創造過程。在實際教學中,教師要注重文化的傳承與文化的再造,讓學生在感受傳統文化的同時經歷再創造的過程。
4.多元化互動:讓數學課洋溢著文化氛圍。
中國有著五千年的古老文明,蘊涵著燦爛的數學文化,出現過劉徽、祖沖之等偉大的數學家以及《九章算術》等經典的數學傳世之作。教師應充分利用這些獨有的寶貴的教學資源,通過七巧板、圓周率、勾股定理等史料的介紹,讓學生了解數學知識豐富的歷史淵源,了解祖先的聰明智慧,增強民族自豪感。
二、學生活動——數學文化建設的關鍵點
1、舉辦“數學節”活動。
當今許多學校都有“讀書節”、“體育節”等活動平臺,以提高學生的綜合素質,其實作為理性思維較濃的數學學科也可舉辦這樣的活動,讓學生體會到數學也是豐富多彩的。我們學校就每年定期舉行“數學文化周”和“數學節”等活動,通過數學故事會、數學文化知識搶答賽、數學小巧手制作比賽、數學手抄報比賽及數學文化文藝晚會等活動,最大限度地提高了學生學習數學的熱情,豐富了學生的校園文化生活。目前我們的數學節和數學文化周活動已成為學校乃至全市有影響的品牌活動,得到了上級領導和家長的一致認可與贊揚,《鹽城電視臺》、《鹽城晚報》等媒體還進行了相關報道。
2、成立數學社團組織。
成立數學社團組織可以把對數學感興趣的學生集中起來,設立一個活動平臺,提供一個在校園里進行數學文化活動的組織和場所,這也是進行校園數學文化建設的一種有效措施。我校早在2003年就成立了學生社團組織——“智慧樹俱樂部”,以俱樂部為載體,通過數學文化活動,讓會員們體驗快樂、體驗成功,在校園里構建出濃郁的數學文化氛圍,帶動全校學生也積極參與到數學文化活動中來,最終目的就是提高學生對數學的興趣。 轉貼于
3、創立數學專題網站。
我們創立了數學專題網站“智慧樹小數網”,也是數學社團組織“智慧樹俱樂部”的活動網站。網站設有“學法指導”、“數學文化”等欄目,學生可以隨時到網站了解俱樂部活動情況,有什么數學問題可及時到網站交流,我們為網站配備了專門的老師進行在線輔導和維護。目前,網站點擊達六十萬次,不僅我校的學生,還有更多愛好數學的校外學生到網站來學習數學文化知識、探討數學問題,得到了社會的廣泛關注和支持。
三、校本課程——數學文化建設的生長點
由于受到課堂40分鐘教學時間的限制,許多數學史、思想方法、生活中數學的美、數學的信息化資源開發等在課堂上無法與學生共享。因此,我們利用學校校本課程的時間,開發了“數學文化”這門課程,力圖拓展數學文化的內涵和外延。通過實踐,我們開發了校本教材《數學文化的讀本》(上中下三冊),讓學生通過學習掌握一些簡單的數學思想、數學游戲,感受數學好玩、數學有用、數學是美的,學會用數學的眼光去看這個世界,用數學的頭腦去解決身邊的問題,從而使這個校本課程成為數學文化建設的生長點。
四、教師素養——數學文化建設的基本點
要讓學生受到數學文化的熏陶,教師必須有“數學文化氣質”。著名華裔數學家、國際數學的諾貝爾獎——費爾茲獎獲得者丘成桐先生說:學數學是要有一點氣質的。如何增強數學教師的“數學文化氣質”?可從這幾方面入手:
1、校本研修
古人云:腹有詩書氣自華。讀書是提高自身素質的重要途徑,我們通過組織校本研修活動、舉辦讀書沙龍提高了教師的理論水平和文化素養。對于提高數學文化氣質,這三類書籍要讀:一是課程教材改革方面的書籍。因為有什么樣的教育理念往往決定有什么樣的教育行為,觀念不先行,實踐一定會止步不前的。二是學科以外的各類書籍。新課程要求教師有除學科以外廣博的知識系統。學生的認知過程各有特點,要做到以學生為本,教師需要有特別豐富的資源。我們給教師推薦了除學生正在閱讀的一些數學科普讀物之外,還廣泛征求了一些數學專家的建議,提出了需要數學教師閱讀的數學專著。三是加強自身修養的書籍。這些書籍看似與教育、教學內容沒有直接的聯系,但長期閱讀這些書籍,對提高我們的人文素養、文化品位很有幫助,對教育教學又會有促進作用,使得我們能做到教書又教心。
2、文化培訓
我們利用各種形式新穎、內容豐富的文化培訓,比如欣賞獲獎電影大片、文化沙龍、教育論壇、文化考察或休閑、團隊拓展訓練、教學故事交流等,一方面提升了教師的人文修養,拓展了文化視野,另一方面加深了對學科的深入研究和理解,踐行教育科研的草根化研究,卓有實效地提升了教師的素養。
3、善思勤寫
“學而不思則罔,思而不學則怠”,孔子這句話高度地概括了學習與思考的辯證統一關系。善思,是人走向成熟的標志。如果一個教師心中有規劃,按計劃堅持下去,天天反思,天天有收獲,一定能提高自身素養。寫是學習實踐后總結提高的重要一環,是實踐向理論的上升過程。教師在教學過程中,記下成功的經驗,記下自己的感悟,記下失敗的教訓,記下典型的教育案例,積累到一定程度,不僅在理論上會有所提升,在實踐上也會有所突破。
五、機制保障——數學文化建設的立足點
關鍵詞:融合;數學文化;創新人才培養;探究式教學法
著名數學家米山國藏曾指出:“數學的精神、思想、方法是創造數學基礎、發現新的東西,使數學得以不斷向前發展的根源。”作為一名數學教育學家,他深深體會到,學生們在校所學的數學理論,若畢業后進入工作崗位沒有機會直接使用,可能不到一兩年,就淡忘了。“然而,不管他從事什么業務工作,唯有深深銘刻在頭腦中的數學精神、數學思維方法、研究方法、推理方法和著眼點等(若培養了這方面素質的話),卻隨時隨地發生作用,使他們受益終生。”
一、當前大學數學教學中存在的問題
大學數學教育的目標不僅在于為學生傳授一種數學基礎知識,更重要的在于引導學生掌握一種科學的語言,全面實施素質教育,倡導探究式教學法,探索科學基礎、實踐能力和數學素養融合發展的創新人才培養模式。
當前大學數學教學中存在的問題:第一,在教學內容方面,往往是論證推理多,思想方法少,其結果,割裂了數學與經濟等其他學科的相輔相成以及相互為用的關聯。第二,在教學方法方面,過分偏重于邏輯演繹的訓練。第三,在教育理念方面,忽視了數學課程內容的基礎支撐作用與其設置的科學意義與價值,進而也就忽視了對學生科學探索精神的引導與鼓勵[1]。第四,在課程成績評價方面,基本上采用的都是閉卷筆試,更多的學生把解題訓練作為學好數學,獲取高分的途徑。
二、融數學文化于創新人才培養
1. 必要性
(1)為什么說數學是文化。李大潛院士撰文指出:“在精神及意識形態層面上,夠得上稱為文化,特別是夠得上稱為先進文化的,應該在下面的兩個方面均有所體現:一是在深化人類對世界的認識或推動人類對世界的改造方面,在推動人類物質文明和精神文明的發展中,起過或(和)起著積極的作用,甚至具有某種里程碑意義的;二是在這一歷史進程中,通過長期的積累和沉淀,自覺不自覺地轉化為人類的素養與教養,使人們在精神與品格上得到升華的。”[2] 數學在人類文明的進程中一直是一種先進的文化。這是因為,首先,人類歷史上每一個重大事件的背后都有數學的身影:哥白尼的日心說,牛頓的萬有引力定律,愛因斯坦的相對論,孟德爾的遺傳學,巴貝奇的計算機,馬爾薩斯的人口論,達爾文的進化論,達?芬奇的繪畫等都蘊含著數學思想與方法[3]。A.N.Rao指出:“一個國家的科學進步可以用它消耗的數學來度量。”其次,數學是一種科學的語言。它科學地描述了物質世界,正如數學家伽利略說:“大自然這本書是用數學語言寫成的……天地、日月、星辰都是按照數學公式運行的。”第三,數學引領著、推動著人類文明的發展歷史,深刻地變革著物質世界。可以這樣說,沒有任何一門科學能像數學科學這樣澤被后人,全人類都在盡情地分享數學文化的恩惠。第四,數學科學表現了一種前所未有的探索和創新精神,它把理性思維的功能發揮得淋漓盡致,它提供給人們的不僅僅是一種思維模式,還是一種有力的探索物質世界的工具和武器[4]。
(2)數學文化的含義。“數學文化”的內涵是指數學思想、數學方法、數學精神以及它們的形成和發展;廣泛些說,還包含數學發展史、數學家、數學美、數學與各種文化的交融,等等[5]。
史寧中教授在《數學思想概論》中指出:“數學思想是指數學發展所依賴的、所依靠的思想,其本質上包含有三個:抽象、推理、模型。其中抽象是最核心的,通過抽象,在現實世界中得到數學的概念與運算法則,通過推理得到數學的發展,然后通過模型建立數學與外部世界的聯系”。因此,領會了數學思想,也就領悟了數學的精髓。數學方法是數學思想的一種具體體現。數學精神是指在數學發展的歷史中孕育形成的,數學科學本身所具有的人文社會價值的本質特征,以及一代代數學家所集中體現的一種堅忍不拔和孜孜以求的精神[6]。正是這種精神,才能使數學思想與數學方法完整徹底地貫徹于研究的全過程,而最終取得成就。
(3)融數學文化于創新人才培養模式的必要性。數學文化傳承數學思想、倡導數學方法、推崇數學精神,彰顯的是文化與理性的交融。我們將在文化這一更加廣闊的背景下探討數學的歷史沿革與發展、數學思想、數學方法、數學精神以及數學的實踐應用與價值。讓數學文化架起一座溝通的橋梁,從歷史的、文化的高度縱觀數學理論的完整體系與其和諧。
2. 實踐舉措
(1)融“數學發展史”于數學教學中。數學發展史始終凝聚著理性探索與現實需要兩種力量,通過它,學生既能體會到社會進步對數學發展的推動作用,又能認識到數學發展對社會文明的促進作用。它不僅介紹如何分析問題、闡述怎樣提出問題,而且詮釋怎樣解決問題,從中學生還能感受到數學家的情感、操守、品德和人生觀[7]。數學可以給我們知識,但數學發展史可以給我們智慧。
(2)融“數學思想與數學方法”于數學教學中。首先,要學好數學課程,毋庸置疑應掌握它所包含的數學思想。既要理解相關概念和性質,又必須把一系列的定義和定理科學地融合在一起,從整體上把握知識體系,融會貫通地領悟貫穿于課程中的數學思想。其次,數學思想是通過數學方法來實現的,每門課程所蘊含的數學方法提供了構筑相應理論框架的主要工具,從猜想的形成、分析的展開,到計算、推理的實施、提煉、拓廣的升華,數學方法在解決問題的過程中處處體現著自身的價值。因此,要學好數學,就必須領會思想、掌握方法[8]。
透過數學文化,學生既可以把多年來學習的數學理論上升到思想和方法的層面上,又可以從文化和理性的角度反觀數學發展的脈絡。
(3)融“數學理論與方法”于金融應用教學中。數學在經濟領域的作用正由輔向主導性轉變[9]。學生們迫切需要了解諸如:金融研究的核心問題,數學方法在金融中的應用,金融專業應該掌握的數學理論方法,等等。
(4)融“數學建模”于數學教學中。世間的事物一旦可以用數學模型去表示,那就給我們提供了解決問題的途徑與可能。正是數學模型,奠定了現代科學成功的基石。引導與培養學生樹立建模思想,就是要讓他們學會揚棄具體事物中的一切與研究目標無本質聯系的其他各種屬性,而把研究對象間的關系變成制約在一種純粹狀態下的數量關系與結構[10]。
(5)融“數學實驗”于數學教學中。數學實驗就是利用計算機軟件系統作為實驗平臺,以數學理論為實驗依據,以數學模型為實驗對象,以驗證性實驗、設計性實驗、綜合性實驗為主要實驗方法,輔助數學教學為實驗目的的一種上機實踐活動。通過數學實驗,學生可以將所學的數學理論、數學模型和數學軟件三者有機地結合在一起。
(6)融“探究式教學法”于數學教學中。所謂探究式教學法就是教師依據教學內容設置思維情境,以科學研究和實踐創新為主導,引導學生以探究為基礎的一種教學模式。從把學生作為知識接受者轉變為引導學生成為主動探究者,這是教學模式的變革,也是教育理念的轉變。寓教學內容于思維情境之中,就是使抽象的數學理論更為直觀、生動與鮮活,激活學生的興趣。寓教于研,就是使學生在潤物細無聲之思維情境中開發創新意識與創新思維。
(7)開發課外教學基地。為學生提供在合作性環境中進行探究式學習的機會。教師可依據課程進度,圍繞著能開闊學生視野、引發興趣設計研討主題、布置案例、向學生推薦與課程相關的學術期刊論文以及一些著作中的相關章節,旨在引導學生依據自己的興趣進行研討、閱讀與探究,逐步樹立科學研究意識,逐步形成科學研究能力,以使課堂上所學的理論得以提煉、拓廣與升華,使探究式教學法在課外得以延續與伸展。
(8)改革課程成績教學評價機制。好的評價模式不僅引領教學改革的方向,把握教學改革的脈搏,而且也可以促進與深化教學改革的跟進與發展。學生成績可由下面各項成績綜合評定:出勤5%+(作業+討論題)15%+數學實驗5%+讀書報告(課程論文)5%+(隨堂測驗+期中測試)10%+期末測試60%。
三、在大學數學教學中探索創新人才培養模式的思考
(1)關于創新人才培養模式的定位。首先,學科交叉是當今科技領域發展的主要趨勢,真正有良好數學基礎的經濟人才應是受社會相關領域歡迎與認可的。因此,更應強調數學學科與經濟等學科的深度融合,即將數學的通識基礎與專業理論協同并進與發展。其次,以探究為基礎,寓教于研,將數學的理性思維與經濟模型思維相結合才是未來經濟專業發展的關鍵。
(2)關于創新人才培養模式的構建。實施導師制、小班化、個性化和國際化。第一,導師制就是鼓勵教師參與到學生的學業與自身成長的全過程。第二,小班化是提高教育質量和注重學生個性化發展的基本保證,也才能著實將探究式教學方法改革落地。第三,個性化是創新人才培養模式的目的,導師制、小班化和國際化是途徑。學校要有特色,學生更要有特長,特色支撐特長,創新就是與眾不同,特長是特色與創新有機結合的標志。創新人才=創新潛力+數學思維+專業特長。第四,國際化就是要使創新人才培養模式與國際接軌,當然這不僅局限于學生間的異地交流,還應強調教育平臺的對接。目前,網絡公開課的迅速崛起與發展,是近年國際大學數學教育發展的顯著特征,借助它,可以實現教育平等、知識共享、共同參與學習、終身教育等新的教育理念。可以考慮將國際數學Moocs(Massively Open Online Courses)平臺建成中國Moocs平臺,打開對外開放窗口,真正實現數學教育國際化,營造更有利于國際間協同創新的文化環境[11]。
(3)關于創新人才培養模式的課程體系設計。首先,頂層設計是方向。瞄準本學科領域10年左右可能形成的前沿熱門重大課題,以10年目標為基礎,戰略謀劃培養方案,確定研究方向,科學配置課程體系,待學生博士畢業正好步入學科前沿研究領域,成為本專業的創新人才或領軍者。其次,少而精是原則。學習數學一定要領會思想、掌握方法,學生要有獨立思考的空間與時間,擁有個性化學習與汲取思想是孕育學生特長的必要環節。最后,通識性是基礎。奠定數學基礎,提升數學素養,培養學生具有大科學思想[11],用數學基礎引領專業發展,通過專業需求反過來帶動數學學習與跟進。
(4)關于融數學文化于創新人才培養模式。第一,在數學教學中探索創新人才培養模式,就必須改變以往教學中忽視創新能力和素質培養的狀況,從變革只注重少數幾門經典數學課程的縱向灌輸的傳統教學壁壘入手,構建引導學生從橫向視角去領略、品位和欣賞數學思想、數學方法與數學精神的新模式,使縱橫兩種教學模式共同搭建起創新人才培養模式的平臺,以使數學文化沁入到教學的每一環節,使數學素養的培養落到實處。第二,無論是弘揚數學文化,還是提升數學素養,都應該是以傳授數學理論為載體,在教學實踐中實現的,而不要把它視為課程之外的東西加以添加,因此更應強調探究式教學法設計的作用與意義。第三,數學文化的傳播不能僅僅停留在強調趣味性與歷史故事方面,而應以傳承數學思想與數學方法、提升學生數學素養為核心,注重知識性、思想性與應用性的有機結合,探索建立文
化傳承創新的新模式,形成一個數學文化“場”,以更好地彰顯它的輻射作用與潛在能量。第四,目前,全國大學生數學建模競賽以及美國大學生數學建模競賽已成為高校一道亮麗的風景,各專業學生共處同一平臺,將所學的數學理論,酣暢淋漓地付諸于實踐,徹底地體驗了如何用所學的數學理論解決實際問題的思維過程,這種體驗對學生來說尤為寶貴,從中學生能深切地感受到數學思想、數學方法與數學精神之于經濟專業發展的基礎作用與深遠影響,佐證了數學文化融入創新人才培養模式的價值。因此,學校與教師都應重視這類賽事,引導與鼓勵學生積極參與,提高獎勵幅度,以賽事來推動數學教學與學科發展。
我們即將步入大數據時代,處理大數據需要科學理論,科學實驗,科學計算,因此大數據時代也是數學時代。大數據時代為探索創新人才培養模式提供了教學實驗平臺,這對每一位數學教師,既是機遇又是挑戰,如何應對?任重而道遠,改革創新理念迫在眉睫。探索創新人才培養模式應從大學數學教學抓起,它是學生在本科階段最先接觸的核心基礎課程,只有夯實數學基礎,才能談得上良好的專業發展,因此融數學文化于創新人才培養模式是重中之重,也是重中之首。
參考文獻:
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筆者認為,在數學教學過程中融入文化因素,充分挖掘數學教科書中的文化功能,盡可能地讓課堂多一些文化氣氛,能在數學和學生之間搭起一座“鵲橋”,讓數學與學生走得更親近,從而讓學生愛上數學,學好數學。
在具體操作時,筆者將初中數學教學內容具體分成兩個階段:第一階段是初一、初二階段,通過課堂教學,生動地展示數學的文化價值;第二階段是初三年級階段,主要是學生自主學習、探索數學的文化價值,每周要求各小組至少搜集一份有關數學文化的文章或形成一份調查報告,第一學期期末要求各小組提供有價值的實驗報告或小論文。實踐證明,這種教學方法能收到很好的教學效果。
一、在數學教學中融入文化因素,能增強實驗的操作性
在數學教學過程中為學生創設更多的鍛煉機會,實現“四轉變,四增強”,即由三個一(一張紙、一支筆、一個腦)轉變為三個動(動手、動口又動腦)。
在初一、初二年級階段,一方面充分挖掘數學教科書中的文化功能,盡可能地讓課堂多一些文化氣氛,賦生活、文學、哲學、自然科學等于數學的教學課堂中。如講到數學中的整體思想,就會聯想到班級的榮譽需要每個學生來共同維護;幾何中“平面”概念很抽象,學生對理解“幾何里的平面是無限延伸的”這一平面的基本屬性時往往表示困難,我們在上課時做了如下描述:“如果手中這塊平板表示一個平面,那么它就可以向四面八方無限伸展開去,穿墻過壁,劈山過海,破云透天,把整個世界一分為二。”
另一方面,通過自己的研究結果或通過涉獵雜志,分類、整理成十分鐘的小教案,在每周一的數學課用十分鐘左右的時間給學生講述數學的過去、現在和未來,生動地展示數學的文學價值。
如初一年級共向學生講述了下列內容:(1)《不成規矩,何成方圓》——實際上“規”“矩”是數學的作圖工具;(2)《祖沖之與圓周率》——中國的古算術;(3)《楊輝三角》——感性與理性哪個更重要;(4)《畢達哥拉斯學派簡介》——萬物皆數;(5)《斷臂維納斯》——數學與藝術;(6)《數與詩的交融》——蘇步青著作;(7)《諸葛亮的草船借箭》——數學的意識“從反面思考”;(8)《孫子的“神奇妙算”》——軍事上的數學思想;(9)《0.618的由來》——黃金分割律;(10)《無理數誕生歷險記》——數學的理性沖擊文化的進步;(11)《怎樣計算葉面積》——你身旁的數學計算;(12)《怎樣開木料做成橫梁》——古建筑中的數學文化;(13)《小通渠的最佳設計》——學會實踐;(14)《你買體育彩票嗎?》——獲獎的概率;(15)《小橋流水》——學會設計;(16)《算盤上的計算器》——中國明代以后數學落后原因的簡析;(17)《晚去幾分鐘去吃飯》——統籌學在呼喚;(18)《從“李約瑟難題”到“陳省身猜想”》——強大的中國需要強大的數學。
二、在數學教學中融入文化因素,有利于學生智力的開發
教師讓學生在學習數學的過程中,由僅偏重推理或演算轉變為探索、猜想、發現到自己得出結論,主要嘗試落實在初三年級階段。
通過兩年來對學生進行了數學文化價值的傳播與展示,學生已感受到數學的文化氣息,所以到了學生自主體驗數學文化價值的時候,讓所教班的學生自由組合分成六個小組,要求每周一由組長負責,搜集一份有關數學文化價值的文章或自行研究一份小成果與其他五個小組相互交流。到期末,評出較好的摘記文章和較有價值的小成果(或小論文)。如上一屆初三學生我們就研究和整理出了這樣的小成果(或小論文):
1.按“黃金分割”養生
“黃金律”就是0.618法,它被古希臘哲學家柏拉圖譽為“黃金分割律”,0.618在建筑、書法、繪畫、音樂、醫學等領域都有充分體現。現代科學研究表明,0.618在養生、動與靜、飲食業、環境、婚配等中同樣起重要作用。
2.數學與詩歌的交融
(1)百羊問題:甲趕羊群逐草茂,乙拽一羊隨其后,戲問甲及一百否?甲云所說無差謬,所得這般一群湊,再添半群小半群,得你一只來方湊,玄機奧妙誰猜透?
(2)李白打酒:李白上街走,提壺去打酒;遇店加一倍,見花喝一斗;三遇店和花,喝光壺中酒。試問酒壺中,原有多少酒?
(3)百饃百僧:百饅頭一百僧,大僧三個更無增;小僧三人分一個,大小和尚各幾丁?
(4)啞子買肉:啞子來買肉,難言錢數目,一斤少四十,九兩多十六。試問能算者,今與多少肉?
(5)及時梨果:九百九十九文錢,及時梨果買一千,一十一文梨九個,七枚果子四文錢。
(6)隔壁分銀:只聞隔壁客分銀,不知人數不知銀,四兩一份多四兩,半斤一份少半斤。試問各位能算者,多少客人多少銀?
(7)寶塔裝燈:遠望巍巍塔七層,紅光點點倍加增,共燈三百八十一,請問頂層幾盞燈?
3.順口溜
(1)能不過河測河寬,能不上山測山高,不近敵陣而量敵我距——相似三角形。
(2)直乘斜除,對正鄰余——解直角三角形。
(3)大大大、小小小;大小小大夾中間,大大小小沒有解——一元一次不等式組。
(4)遇等積化等比,開動腦筋找相似,不相似不要緊,等線等比來代替;遇等比化等積,引用切割和射影,平行線轉比例,兩端各自找聯系。
(5)園中輔助線。勤思就易見;弦和弦心距,親密緊相連;見直徑想直角,頂點就在圓上邊;證切線有切點,切點圓心連;證切線無切點,過心作垂線;圓內相交弦,圓外切割線;比例等積試,尋找邊和邊。
(6)一提、二套、三分、四查——因式分解。
(7)計算和與差。相切兩圓明了了;大差小和雙手握;大于和,各管各;小于差,中間落。——兩圓的位置關系。
4.黑白分明
當代詩人臧克家寫過一首悼念魯迅的詩,通篇都使用對比的手法:
有的人活著,他已經死了;
有的人死了。他還活著。
有的人騎在人民的頭上,“啊,我多么偉大!”
有的人躬下身子給人做牛做馬
有的人把名字刻在石頭上想不朽;
有的人情愿邊地下的野草等待著火燒。
有的人他活著別人就不能活;
有的人活著為別人更好的活。
……
如果抽象一點,用“黑”來表示壞人或一切假丑陋的東西,用“白”來表示好人或一切真善美的東西,上面這首詩就成為一個黑白分明的鏈條;
黑,白;黑,白;……
黑白對比十分鮮明,給人以明確的印象,黑的不能變成白的,白的也不能變成黑的。
在數學中也常常利用“黑白分明”的辦法來探求解題的思路。因為數學中有許多相互對立的狀態,如數的正負,形的方圓等等,如果給兩種對立的狀態染上黑白兩種不同的顏色,就會給人們以直觀的形象,有利于思考。
三、在數學教學中融入文化因素,能增強數學的應用性
這樣,就由純數學轉變為聯系實際的數學。
我國老一輩的數學家中,有不少善于創作對聯的高手。著名數學家華羅庚教授有一次參加中國科學家代表團出國訪問,同行的代表中有物理學家錢三強和氣象學家趙九章,華羅庚巧妙地利用兩位科學家的名字撰寫了一副對聯:“三強韓趙魏;九章勾股弦。”上聯用戰國史事,“三家分晉”后形成韓、趙、魏三個強國,史稱“三強”。下聯用我國古代數學名著《九章算術》,該書詳細地論述著名的勾股定理。對聯典雅風趣,一時傳為佳話。其實,數學家喜歡對聯應該是很自然的事情。因為數學中有一種和“對對子”相類似的技巧——配對。如果說,對聯是文學中的一種重要體裁,對對子是古人學習寫作的基本功;那么,配對則是數學中一種重要的思想方法,配對法是數學論證或計算的基本功。
四、在數學教學中融入文化因素,能提高數學學習的趣味性
這樣,能讓學生學習數學由感覺枯燥乏味轉變為樂在其中。
一天夜里,已經很晚了,一對年老的夫妻走進一家旅館,他們想要一個房間。前臺侍者回答說:“對不起,我們旅館已經客滿了,一間空房也沒有剩下。”看著這對老人疲憊的神情,侍者又說:“但是,讓我來想想辦法……”
這個好心的侍者開始動手為這對老人解決房間問題:他叫醒旅館里已經睡下的房客請他們換一換地方:1號房的客人換到2號房間,2號房的客人換到3號房間……依此類推,直至每一位房客都從自己的房間搬到下一個房間。這時奇跡出現了:1號房間竟然空了出來。侍者高興地將這個對老年夫婦安排了進去。沒有增加房間,沒有減少客人,兩位老人來到時所有的房間都住滿了客人——但是僅僅通過讓每一位客人挪到下一個房間,結果第一個房間就空了出來,這是為什么呢?
原來,兩位老人進的是數學上著名的希爾伯特旅館——它被認為是一個有著無數房間的旅館。這個故事是偉大的數學家大衛·希爾伯特所講述,他借此解除了數學上的“無窮大”的概念。
在教學中,由于筆者注意引入文化教學的策略,學生的參與面、活動的層面更為豐富,學習的個性得到了加強,從而也培養了學生提出問題,積極思考,解決問題的能力。學生對數學的興趣日益增強,學生的學習積極性得到了極大的提高。同時,學生永遠是活動的主體,教師只有充分調動學生的主動性和積極性,在教師主導和學生主體的相互協調和作用中,才能真正構建學生為學習主體的教學。在我們課堂上,或許會是文學的享受,或許是哲學的思辨,或許是人生的教誨,或許還有音樂的欣賞,更重要的是在數學的世界里不知不覺地的得到了美的熏陶和享受;同時,有個性和特長的學生能夠脫穎而出;學生的抽象思維能力也就一定能得到提高。
參考文獻: