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【關鍵詞】數學文化;數學教學;內容;方式
一、前 言
傳統數學教學常常只將重點放在知識與技能的傳授方面,而在培養學生對數學這一門學科的文化內涵、思想體系的認識上往往重視不夠.這種教學的結果常常使學生感到枯燥無味而失去學習數學課程的熱情與興趣.而且,隨著人們文化水平的不斷提高與對數學文化知識重要性的不斷了解,其巨大的教育價值更加受到教育工作者的重視.
數學課程應該是數學歷史及發展趨勢以及對人類文明發展作用的反映.張奠宙教授曾強調,數學文化應當與數學教學相結合,使學生在實際教學中真正感受數學文化并與之產生共鳴.在推崇綜合發展、文理交融的現代社會,我們更要轉變教學觀念,將數學文化與大學數學教學很好地結合在一起.
二、數學文化內涵及其對高等數學教學的重要性
“國家級教學名師”、南開大學數學科學院院長顧沛教授對數學文化內涵的定義分為:數學文化從狹義來講,指的是數學思想、方法、精神、語言、觀點及其形成與發展;從廣義上來講,還包括數學美、數學史、數學與人文的交叉、數學教育、數學與其他文化的關系.大學數學教學的目的不僅是向學生傳授知識,更應當培養學生適應社會發展所必需的判斷力、理解力以及解決實際問題的能力,最大可能地激發學生的創造力.所以,現代大學數學教學應將更多的精力傾注在學生數學能力的培養上,而這個目標的實現就是要將數學文化與數學教學有機結合起來.
三、如何將數學文化與數學教學有效相結合
1.更新教師教育觀念,提高其文化素養
教師更新數學教學觀念,提高自身文化素養,是傳授數學文化學生的前提條件.現代的大學教師不僅要專業知識扎實,而且要知識面足夠寬廣,對數學哲學、數學史等方面的基本知識足夠熟悉,掌握高等數學的歷史背景、發展現狀、應用價值與前景,并能將課程知識與這些知識很好地融合后再傳授給學生.具體來說,應做好以下幾方面的工作.
首先,教師應深入鉆研教材,合理組織教學,加強與其他專業老師的合作.由于所有教材都有其缺點,因此在備課過程中教師應盡可能地參考多種教材,選擇優秀部分進行教學.由于所教學生的專業不同,特點也不同,大學數學教師在教學時就應當根據學生的專業選擇內容,根據專業需要的內容進行細講,而那些用不到的知識就可粗講甚至忽略.比如傅里葉級數這部分知識對計算機專業學生的專業知識學習比較重要,因此應進行重點講解;在講解重點內容時,還可以將人多的大課堂分成小班教學,并依據學生的基礎不同進行合理教學,使所有學生都能很好地學到知識.
其次,教師間也要重視對教學思路的探討,在進行教學內容順序的安排時,既要遵循由淺入深、從特例引出一般的原則,又要具體情況具體分析.比如,由于微分與定積分、不定積分聯系非常密切,因此可以將定積分與不定積分合為一章,先講解定積分概念和性質,然后依據微積分基本定理,建立定積分與不定積分(原函數)之間的聯系,最后講解基本積分法,這樣安排既方便學生理解,還能突出重點.
2.優化課堂教學內容
第一,以數學內容自身作為出發點,體現其文化價值.大學數學教育的最高境界是培養學生的理性精神.嚴謹規范的數學知識,有益于學生形成團結協作、踏實細微、嚴肅認真的作風.數學中的常量與變量、有限與無限、微分與積分等都是量變與質變、對立統一等辯證唯物主義的極好的教學材料,有助于學生形成科學的方法論與世界觀.
第二,讓學生多了解數學家的事跡與思維過程,以及數學的有關史料和應用前景,使學生從中認識到所有科學都是經過認識與再認識、成功與失敗的循環往復才不斷發展的,科學上每一個小進步都是科學家不懈努力、刻苦鉆研的結果,這將很好地調動學生學習數學的非智力因素.以我國數學家陳景潤為例,他學習的條件極端艱苦,但是仍然熱愛癡迷于數學,堅持不懈地進行數學研究,最終攻克“哥德巴赫猜想”這一世界著名難題.通過這一事例必將激發學生熱愛數學和獻身數學的精神.
第三,數學課程還應重視數學史料的教學,反映出數學文化的方法、思想、精神、語言、工具的作用,強調數學內容與日常工作生活相結合,突出思想方法與生活緊密聯系的原則,增加統計、估算、線性規則、數據分析、運籌、圖論等知識,提高學生學好數學的自信心與自覺性.
3.注重改變學生學習方式
數學教學的最終目的是使學生掌握獨自學習的本領,而加強數學文化的教學能夠很好地提高學生的自學能力.一方面,引導學生多接觸和閱讀有關的論文與文化書籍,使學生首先對數學知識的發展與應用過程有一定了解,進而更深刻地理解數學知識的意義,這樣在增加學生知識面的同時又使其學會了一定的自學方法.另一方面,增設一些活動課與探討課,鼓勵學生積極走入社會,具體實踐過程可采用“提出問題建模求解應用”的模式.鼓勵他們合作交流與自主探索,增強他們學好數學的決心與愿望,提高他們應用數學知識的能力與意識,認真體會到不同知識的聯系,得出研究問題的科學方法與寶貴經驗.
四、總 結
現代的大學數學教學,應當是傳授數學技能、知識與加強文化熏陶相結合,這樣的教育方式才能使學生喜歡數學,更加理解數學,掌握數學的精髓,從而終身受益.而作為教書育人的高校數學教師,要不斷提高自己的文化素養,更深層次地研究大學數學教學與數學文化的聯系,在數學教學過程中使學生真正感受數學文化的魅力.
【參考文獻】
一、在多樣化的數學活動中滲透數學文化
為了更好地在數學教學中滲透數學文化,教師可以開展多樣化的數學文化活動,讓學生在活動中加深對數學文化的理解,提高數學素養。在教學中,教師可以開展數學技能比賽、數學創意展示活動,讓學生在活動中對數學文化有進一步的了解,從中領會數學文化的內涵。比如,教師可以結合“七巧板“”找次品”等活動開展數學游戲。以開展“七巧板”游戲為例,教師可以先講解七巧板的由來,然后組織學生開展七巧板拼圖競技活動,讓學生在操作中探索七巧板的奧妙,發展學生的思維,并在動手活動中將學生引入有趣的數學世界。在玩七巧板游戲時,教師還可以引導學生玩五子棋、魔方等游戲,將這些有策略性的數學游戲活動與數學文化融合起來,有利于學生進一步感受數學的文化價值。再如,在學習分數演變史、加減符號演變史、除號演變史等內容時,教師可以組織學生將“符號的演變史”作為主要內容,同時制作一份小報紙。在制作小報紙的過程中,學生通過各種方式搜集與符號演變史相關的材料,從而對數學符號的由來和歷史都有明確的認知,并形成一個完整的知識結構,這樣不僅有利于學生掌握數學知識,還能夠有效地滲透數學文化。
二、在解決數學問題中滲透數學文化
在數學教學中,解題是一個重要的學習內容,它是對數學知識以及數學方法進行有效運用的過程。因此,教師可以在解題過程中有意識地滲透數學文化,讓學生獲得正確解題的方法和技能,意識到其中蘊含著的數學文化,在潛移默化中受到數學文化的熏陶。以解答題目“12+14+……+1128”為例,假如用通分的辦法計算,過程會非常復雜,計算結果也未必正確。此時,教師可以用圖形來表示,這樣就能夠快速地解決問題了。將一個正方形看作單位“1”,連續對這個正方形進行平分,計算結果用陰影表示。學生在畫圖時就會發現,用加法運算的話,后面的加數分別是前面加數的一半,計算結果就是在第一個加數的基礎上乘以2,然后再減去后一個加數。運用數形相結合的辦法進行計算,復雜的問題立刻變得簡單,而學生也能夠掌握計算規律,更好地把握數學的本質。在這個教學案例中,教師引導學生用圖形代替計算,無形中將數學解題技巧及數學思想滲透到解題過程中,使學生輕易找出了解題的辦法,培養了學生的數學思維,挖掘了數學知識中蘊含的數學思想。
作者:李偉群 單位:廣東省中山市小欖鎮菊城小學
當前,高中數學教學中,仍把數學的形式化、邏輯性視為教學重點,忽視對數學的人文價值方面的挖掘與運用,數學文化在高中數學教學中出現偏差,主要表現為以下幾個方面:
(一)教學目標形式化,缺乏對數學文化的準確定位
在實際教學中,教師只將數學知識作為目標,不能結合數學文化來設定教學目標,只關注課本上的數學知識,特別是一些公式、定理的應用,過于工具性,沒有把數學的知識與數學的人文相融合作為教育的首要目標,不能很好地了解和運用數學的思想、方法、精神等人文價值,弱化了學生數學素養的培養。
(二)教學方法落后,缺乏多樣化的教學方式
長久以來,課堂教學以教師為中心,教學沒有活力與生機,無法兼顧到個別學生的需要,難以進行師生互動,也不能讓學生進行探究和合作學習,使學生的探究精神、合作意識、創新意識和動手實踐能力受到捆綁,難以發揮其主動性。數學文化得不到全面體現,很難激發學生的學習興趣,甚至產生厭學情緒。
(三)教學評價簡單化,缺乏對數學文化的考量
教學評價能夠根據教學行為形成量化的考評結果,從而給出相應的教學指導意見。傳統的數學教學評價不太重視具體學習過程,不能反映學生的心理過程和變化,更無法體現學生的人文素養的提高。而現實數學教學中,很多教師仍然沿用傳統的數學教學評價方式,不能從數學文化方面入手,不能凸顯數學的人文價值。
二、數學文化與高中數學教學結合在一起的方法
數學教育必須以提高學生能力為目標:第一,是理解能力;第二,是學習能力;第三,是判斷能力;第四,是解決問題能力;第五,是創造能力。具體內容包括:
(一)做好文化取向是奠定數學文化的重要基礎
站在文化取向的角度來看,數學教學的主要目的是利用數學文化完成對學生知識的提升,所以,將數學文化與教學結合在一起,不僅是考慮到教學安排,同時還考慮到整體目標計劃。對于數學文化教學主要圍繞以下幾個方面開展:第一,是數學意識;第二,是數學思想;第三,是數學精神;第四,是數學品質。
(二)以教育理念為指導,構建新型的高中教學思想
過去一段時間里,大部分教學都將教學重點放在了知識的學習,而忽略了教學的邏輯性和思維性。將數學文化與實際教學內容結合一起,與實際生活融合在一起,使學生產生學習數學的興趣。學習的過程中,正確引導學生掌握學習方法,鼓勵學生積極參加不同形式的教學活動,在活動中歷練,不僅掌握知識,還學會團結合作。
(三)以學生的需求為指導構建多元化的教學體系
在整個教學過程中,數學教育是以多元的姿態出現的,因此,對于數學文化學習來講,不僅要培養內涵,同時還要注意培養學習方法。在高中數學教材中,數學文化的定義學生是不能直觀看到的,它是在不斷學習中體現出來的。對于數學文化來講,它不僅是內容豐富多樣,同時學習方法也是渠道甚廣,既包括了一些隱性的理論教學,同時也可以將整個學習態度直接展現出來,尤其是對學生學習數學的興趣來講,更能體現出其潛在的意義。在教學過程中將數學文化融入進去,通過教師生動,簡潔的文字敘述,不僅能夠使學生將注意力轉移到學習上來,同時也可以提升其它知識學習,不僅提升了學生學習成績,同時也促進了他們對數學的認知度和興趣度。
(四)實現文化教學,提高高中數學的影響力
“數學文化”作為文化的一個重要組成成分。它的內涵豐富多彩,所以應采取更多、更靈活的教學方式,教師可根據教學內容和個人的教學風格進行選擇,要注意教學的深入淺出,盡可能對有關內容作形象化的處理。強調數學非形式化的一面,弘揚數學的人文精神,除了知識的學習外,更應強調數學的思維方式、理性精神及數學在實際生活的應用。將課堂教學與課外指導相結合,讓學生到生活中去尋找所需的素材和資料,以此有效的培養學生的動手和實踐能力,促進其情感、態度、價值觀的發展。
(五)構建先進的教學評價體制