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在中学数学教学中渗透数学史的教育

在中学数学教学中渗透数学史的教育
在中学数学教学中渗透数学史的教育

在中学数学教学中渗透数学史的教育

刘峰

摘要:数学史在中学数学教学中的作用是非常重要的。教师在教学过程中融入数学史的内容,可以帮助学生认识数学、形成正确的数学观;有利于培养学生正确的数学思维方式;有利于开阔学生视野,培养学生对数学的兴趣。传授数学史的一些知识也为德育教育提供了舞台。为了提高教学质量,加深学生对数学理论的认识。本文从历史和人文等角度分析了数学史在这方面的作用。通过数学名人轶事、千古名题激发学生求知欲。有助于学生更全面、深入地理解数学知识。

关键词:数学史数学兴趣知识框架教育功能

1 数学史融入中学教学的提出

1.1 数学史融入教学的背景

数学是人类最久远的知识领域之一。从结绳记数到电子计算机的发明;从量地测天到抽象严密的公理化体系的建立,五千余年的数学历史长河中,重大数学思想方法的诞生与发展是数学史中最具魅力的题材。“数学史研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,及其与社会政治、经济和一般文化的联系”。丹皮尔(W.C.Dampier)曾经说过:“再没有什么故事能比科学思想发展的故事更有魅力了。”

《普通高中数学课程标准(实验)》全面规划了新时期高中数学的课程框架,明确提出:高中数学课程对于认识数学与自然、数学与人类社会的关系,认识数学的科学价值、文化价值,提高提出问题、分析问题和解决问题的能力,形成理性思维,发展智力和创新意识具有基础性的作用。那么,高中数学的课堂教学如何适应这些新的要求,使得学生能够更充分地认识到数学的科学价值以及人文价值呢?

法国数学家庞加莱(H.Poincare)曾经提出,数学课程内容应按照数学史内容的发展顺序展现给读者。我国著名的数学家徐利治也认为,数学哲学、数学史与数学教育的结合是教育改革的一个重要方向。数学教育家华东师范大学张奠宇教授也积极倡导,让数学史成为数学教育的有机部分。既然数学史走进中学数学课堂已经成

为一种共识,那么,数学史又应该以怎样的面貌出现在数学课堂之上,成为教学的一个有机成分呢?

1.2 数学史对数学教育的意义

《普通高中数学课程标准(实验)》提出,高中数学课程目标应该使得学生“了解概念、结论等产生的背景、应用,体会其中所蕴含的数学思想和方法,以及它们在后续学习中的作用。通过不同形式的自主学习、探究活动,体验数学发现和创造的历程;具有一定的数学视野,逐步认识数学的科学价值、应用价值和文化价值,形成批判性的思维习惯,崇尚数学的理性精神,体会数学的美学意义,从而进一步树立辨证唯物主义和历史唯物主义世界观。”而这些课程目标的达成单纯地依靠数学知识的传授学习及数学技巧的机械训练几乎难以实现,在数学课堂教学中,如果能穿插些相关的数学史,有证据表明,这对上述数学课程目标的实现具有积极的影响作用。

全面性数学课程目标的达成离不开数学史。数学课堂的教学也离不开数学史。本研究着眼于数学史走进中学课堂,力求探索其实现的具体途径。所要研究的基本问题就是,数学史应该以怎样的面貌出现在中学数学的课堂教学之中?

在本文中,所谓数学史走进中学课堂主要是指一种教学的具体途径,使得在数学课堂教学中适当地、恰如其分地渗透一些数学史的知识。比如:①在教学设计中融合一些数学史的知识;②充分利用数学教科书中有关插图、阅读自学、注释等内容,借题发挥“评述”相关的数学史知识;③开展与数学史相关的课题学习等三个方面。希望借此以提高学生数学学习的兴趣,丰富学生的数学视野,进而为学生更好地理解数学概念及结论逐步形成的过程,体验数学发现与创造的历史过程,体会蕴含其中的思想方法,提供一种“催化剂”。

1.2.1 数学教学的现实需要一些数学史

2003年对数学骨干教师作的问卷调查显示:①缺乏对数学史教育意义的深入理解。虽有教师曾经有意识的将数学史引进数学课堂,但并未充分认识到数学史深刻的数学教育价值,所写出的数学史在数学教学中的作用包括内容新颖、进行德育、有愉悦性、使课堂气氛活跃、引发学习兴趣等。②教师对数学史知识只有一些粗浅的了解;缺乏与课程内容相对应的数学史参考资料;对中国的数学家较为熟悉,对

国外的数学家知之甚少。③教师自觉运用数学史的意识不强。有一部分教师从未自觉地在教学中运用数学史,对教材中的阅读材料或不予理睬或安排学生自己阅读。

④不知道如何运用数学史。教师普遍有使用数学史的愿望,但对数学史如何恰当的引入到数学教学中缺乏必要的认识,担心用不好会浪费时间。

1.2.2 有意义的数学教学需要一些数学史

当前数学教育还是“应试教育”主导着高中数学教学,无论是教材的编写还是具体的课堂教学,过于偏重演绎论证训练,课堂上讲的是逻辑论证,学生关注的是逻辑推理,忽视了定理发现发展过程,“掐头去尾烧中段”的教学方式依然盛行,这对培养学生的创新意识是极为不利的。

学校评价老师的标准是学生的考分,社会评价学校的标准是升学率的高低,导致教师的教学针对的是考试而不是学生数学素养的提升,针对评分标准过分强调得分细节,在教学中常常是只见树木不见森林;细节多,思想少,见不到本质;重视知识的学习和技能的培养,忽视情感态度方面的发展。

偶然的背后有着必然的联系,中国数学教育在优异成绩的背后存在着不和谐的一面,改变这种情形,除了要改革现行的教育评价体制外,教材的编写和教师教学观念的转变也是关键因素,而在教材编写和课堂教学中渗透数学史,引导学生关注数学概念、数学思想的发生发展过程,重视双基的同时关注学生情感态度的发展是改变当前数学教学现状的有效途径之一。

1.2.3 数学史走进中学课堂的价值

数学史的研究有三重目的:一是为历史而历史,即恢复历史的本来面目;二为数学而历史,既古为今用,洋为中用,为现实数学研究的自主创新服务;三是为教育而历史,既将数学史用于数学教育,发挥数学史在培养现代化人才方面的作用。

数学史对数学教学的作用主要在四个方面:①有利于帮助学生加深对数学概念、方法和思想的理解;②有利于帮助学生体会活的数学创造过程,培养学生的创造性思维能力;③有利于帮助学生了解数学的应用价值和文化价值,明确学习数学的目的,增强学习数学的动力:④有利于帮助学生树立科学品质,培养良好的精神。1.3数学史融入中学数学教学的条件

数学史融入中学数学课堂教学必须做到以下条件:

第一,经常与一线教师接触,经常听课,了解一线教师、教学的现状;

第二,对中学的教材、教法、考试非常熟悉:

第三,对教育、教学的理论比一线教师要认识深刻;

第四,数学史理论研究人员接触很多,取得合作相对较易;

第五,经常进行教学研究活动,有利于不同学校教师之间的交流;

第六,进行教师培训,经常出去讲学,研究的成果有利于推广.

以上的条件可以看出应该以教研员为核心,组成数学史专家、数学教育家、数学教师的一个团队,合作解决数学史如何融入中学数学课堂教学.

2 数学史融入数学教学的重要性

2.1 数学史在数学教学中的地位

数学史是学习数学、认识数学的一门学科。人们要认识数学概念、数学思想和方法的发展过程,增加对数学学科的了解,建立数学的整体意识,就必须运用数学史作为补充和指导。数学史与数学哲学=科学哲学,与社会史、文化史的各个方面都有密切的联系。它们之间的内容涉及什么是数学、数学与人类思想的革新、数学与其他科学技术的关系、数学和社会进步等方面。数学与其他学科的联系不仅具有沟通文、理的性质,而且有助于深刻理解数学的文化内涵,对于培养文、理兼通,“学、才、识”兼备的数学专业人才有重要意义。“学、才、识”,即知识、能力以及见识和思想,其中“识”是引导知识和能力走向何方的根本性问题。如果数学教学只是停留在数学理论本身的学习上。甚至对数学理论的实质也没有深入探究,学生就不可能理解依托于数学知识体系之上的数学思想和信仰,不可能理解贯穿于数学研究活动中的科学精神(包括科学的实证精神、理性精神、批判精神)与数学的美感及鉴赏能力,不可能理解与数学的社会功能密切相关的伦理准则等数学文化底蕴,更不会形成“才”与“识”。因此,学习数学史是以“素质教育”为目标的数学教学的内在要求,它对于培养学生的人文主义精神以及数学观念、数学能力、数学整体意识有特殊意义。

2.2 数学史在数学教学中的作用

在数学教学中,结合教学内容,适时、适度、适量地运用一些数学史料,可以

激发学生的学习兴趣,启迪思维,帮助学生更好地理解数学。因此融数学史于数学教育之中是数学教育改革的一个重要方向。

2.2.1加深对数学理论的理解

数学史可以让学生认识数学发展的规律,从前人的经验教训中获取鼓舞和启示。一般说来,数学史不仅可以给出一种确定的数学知识,还可以给出相应知识的创造过程。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程。历史可以引导我们创造一种探索与研究的课堂气氛.而不是单纯地传授知识。历史上许多著名问题的提出与解决方法还有助于学生理解与掌握所学的内容。

对于那些需要通过重复训练才能达到的目标,数学历史名题又可以使这种枯燥乏味的过程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;历史名题的提出一般来说都是非常自然的,它或者直接提供相应数学内容的现实背景,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;许多历史名题的提出及解决与大数学家有关,让学生感到他本人正在探索一个曾经被大数学家探索过的问题。或许这个问题曾难住过许多有名的人物,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。数学并不是一个静止的和已经完成的领域.而是一个开放性的系统.认识到数学正是在猜想、证明、犯误、修正错误中发展进化的。数学进步是对传统观念的革新,可以激发学生的非常规思维。

2.2.2 培养正确的数学思维方式

现行的数学教材都是经过了反复推敲,语言十分精练简洁。为了保持知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。这样虽然有利于学生接受知识,但容易使学生产生数学知识就是先有定义,接着总结出性质、定理,然后用来解决问题的错误观点。所以,在教学的过程中存在着这样一个矛盾:一方面,教育者为了让学生能够更快更好地掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到数学理论的真实建立过程。影响了学生正确数学思维方式的形成。数学史的学习,可以让学生在学习系统的数学知识的同时,对数学知识的产生过程.有

一个比较清晰的认识,从而陪养学生正确的教学思维方式。譬如,传统的欧式几何的演绎体系是产生不了微积分的,它是牛顿、莱布尼兹在古希腊的“穷竭法”、“求抛物线弓形面积”等思想的启发下,经过创造得到的。而且在数学家们的不断补充、完善下.经过几十年才逐步成熟起来的。通过对这种创造过程的了解,使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程.而不是单纯地接受教师传授的知识。在这种不断学习.不断探索,不断研究的过程中逐步形成正确的数学思维方式。

2.2.3 激发学生学习数学的动机

心理学理论认为.动机可分为两个部分:人的好奇心、求知欲、兴趣、爱好构成有利于创造的内部动机;社会责任感构成有利于创造的外部动机。兴趣是最好的动机。数学史中有很多能够培养学生学习兴趣的内容。主要有这几个方面:一是与数学有关的小游戏,例如巧拿火柴棒、幻方、商人过河问题等.它们都有很强的可操作性.作为课堂活动或是课后研究都可以达到很好的效果。二是一些历史上的数学名题,七桥问题、哥德巴赫猜想等,它们往往有生动的文化背景,也容易引起学生的兴趣。还有一些著名数学家的生平、轶事.比如说一些年轻的数学家成材的故事,《新课程标准》中提到的“从阿贝尔到伽罗瓦”,阿贝尔22岁证明一般五次以上代数方程不存在求根公式,伽罗瓦创建群论的时候只有18岁。还有的是许多出生贫穷卑微的数学家通过自己的艰苦努力,最终在数学研究上取得骄人成绩的例子。如19世纪的大几何学家施泰纳出身农家自幼务农,直到14岁还没有学过写字,18岁才正式开始读书,后来靠做私人教师谋生,经过艰苦努力。终于在30岁时在数学上做出重要工作,一举成名。如果在教学中加入这些学生感兴趣又有知识性的内容.定能消除学生对数学的恐惧感,增加数学的吸引力。

2.2.4 建立德育教育平台

首先,可以对学生进行爱国主义教育。现行的教材讲的大都是外国的数学成就.对我国在数学史上的贡献提得很少,其实中国数学有着光辉的传统,有刘徽、祖冲之等一批优秀的数学家.有中国剩余定理、祖瞩公理、“割圆术”等具有世界影响的数学成就,对其中很多问题的研究也比国外早很多年。当然,现阶段爱国主义教育又不能只停留在感叹我国古代数学的辉煌上。从明代以后中国数学逐渐落后于西方,20世纪初,中国数学家踏上了学习并赶超西方先进数学的艰巨历程。在新

时代的要求下.除了增强学生的民族自豪感之外,还应该培养学生的“国际意识”,让学生认识到爱国主义不是体现在“以己之长,说人之短”上,在科学发现上全人类应该相互学习、互相借鉴、共同提高,我们要尊重外国的数学成就.虚心的学习,“洋为中用”。

其次,可以引导学生学习数学家的优秀品质。任何一门科学的前进和发展的道路都不是平坦的.无理数的发现,非欧几何的创立,微积分的发现等等这些例子都说明了这一点。欧拉3l岁右眼失明.晚年视力极差最终双目失明。但他仍以坚强的毅力继续研究,他的论文多而且长。以致在他去世之后的lO年内,他的论文仍在科学院的院刊上持续发表。对那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍这样一些大数学家在遭遇挫折时是如何执著追求的故事。对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用。

第三,可以提高学生的美学修养。能欣赏美的事物是人的一个基本素质.数学史的学习可以引导学生领悟数学美。很多著名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理。有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,意大利著名画家达芬奇给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所著《毕达哥拉斯命题艺术》的第二版中收集了它的370种证明,充分展现了这个定理的无穷魅力。另外,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、i角公式的统一美、非欧几何的奇异美等,可以形成对数学良好的情感体验,数学素养和审美素质也得到了提高,这是德育教育一个新的突破口。

2.2.5 鉴过去而知未来,感悟数学与社会

在过去的数学课程中很少涉及数学与社会的内容,除了数学书上一些数学应该题外,似乎看不到数学与社会有什么密切联系。新课标教材试图使学生对数学与社会的关系的认识方面做出努力。数学的发展与社会的进步息息相关,互相促进。一方面,数学的发展依赖于社会环境,受社会经济、政治和文化等诸多因素的影响;两一方面,数学的发展又反过来对人类社会的进步起推动作用,不管是物质文明还是精神文明。

对物质文明的影响:数学对人类物质文明的影响,突出的反映在它与能够改变人类生活方式的产业革命上。人类历史上有三次重大的产业革命,这三次产业革命的主体技术都与数学的新理论、新法方法的应用有直接或间接的联系。牛顿和莱布尼茨发明的微积分作为一种强有力的新工具,推动了以机械运动为主题的17、18世纪整个科学技术的高涨,成为18世纪下半叶开始的第一次产业革命的重要先导。19世纪60年代,第二次产业革命开始,这次产业革命发电机、电动机以及电气通信为标志,这些技术当然依靠了电磁理论的发展,而电磁理论的研究是与数学分析的应用分不开的。第三次产业革命发生在上世纪40年代,主要以电子计算机的发明使用、原子能的利用以及空间技术、生产自动化等为标志。这这些技术发展的每一个关头都记载着数学家的不可磨灭的功勋。

对精神文明的影响:作为教授数学的教师,学生或者你自己是否提出过这样的问题:我们为什么学数学?对于这个问题你是怎样思考和回答的?有些教师会回答,我们所学习的数学是有用的,小到我们个人生活中有些问题需要用到数学知识,大到计算机技术、自动化技术、航空航天,军事等等领域都要应用数学。这样的回答无疑是正确的,但却并不全面,它只提到了数学的两个作用的一个作用。

数学有两大作用,一个是工具作用,像现实问题到应用数学这是它的工具作用,也就是上述的对物质文明所起的作用;另一个作用就是人文作用,也就是对人类的精神文明所起的作用,数学对人类精神文明的影响极为深刻。某种程度上,对于大多数人来说数学的人文作用比其工具作用更具意义。想一想,绝大多数的学生未来都不会从事与数学有关的工作,对这些学生来说小学的四则运算几乎就足够他们应付日常的生活问题了,甚至连开方都用不到,如果仅从学以致用的角度来看,他们从小学到高中要学习12年的数学,不是浪费生命吗?事实上并非如此。数学本身就是一种精神,一种探索精神。这种精神包含的两个要素,即对真理和完美的追求,千百年来对人们的思维方式、教育方式以及世界观、艺术观都有着毋庸质疑的影响。数学对人类精神文明的意义,也突出地表现在历次重大思想革命的关系上。由于其不可抗拒的逻辑说服力和无可争辩的计算精确性,数学往往成为解放思想的决定性武器,尤其在文艺复兴之后科学与神学的斗争中表现的更为突出。

中学数学课程中,对数学知识本身的学习还不足以使学生感受到数学与社会之

间的深刻的关系,为此要在数学课程中加入一些数学史的内容,当然,教材中的这些内容仅仅是冰山一角,教师应该应该提高自己对数学发展历程的了解,只有这样才能更好地促进数学教学。

总之数学史对于揭示数学知识的现实来源和应用.对于引导学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。

3 国内外在教学中融入数学史的成果

3.1 国外的研究成果

国际上对数学史在数学教育中的应用的相关研究和实践操作已经有了相当程度的发展.1998年4月20日至26日,在法国马赛附近luminy镇,举行了由国际数学教育委员(ICMI)发起的“数学史在数学教育中的作用”国际研讨会.此次会议的主题是数学文化,要求数学教学充分反映数学的文化底蕴,从课程内容、概念形成、证明方法、习题配置等各个方面,全方位地使数学史融入、丰富和促进数学教学.3.1.1 数学史融入数学教学行动研究的成果

融入的层次

对于将数学史融入数学教学有很多片面的理解,最普遍的是将其理解为在数学课堂中讲点数学史以提高学生的兴趣,显然这只是数学史应用的较低层次.教师应用数学史至少可以分为三个层次:

(1)说故事;

(2)在历史的脉络中比较数学家所提供的不同方法,拓宽学生的视野,培养全方位的认知能力和思考弹性:

(3)从历史的角度注入数学活动的文化意义,在数学教育过程中实践多元文化关怀的理想.

融入的过程

将数学史融入数学教学并不是在教学中插入几个历史故事那么简单,融入过程一般包括以下几个阶段:

(1)学习历史资料;

(2)选出适合课堂教学的话题;

(3)分析课堂需要:

(4)制定课堂活动计划;

(5)完成方案;

(6)对活动的评价.

教学不一定完全遵循发明者的历史足迹,而是要经过一定的改良,符合学生的认知,这样才能更好突出历史过程,引导学生思维.

融入的形式

数学史融入数学教学有隐性和显性两种形式.隐性融入是指根据历史对教学内容重新设计和加工,制作适用于教学的“历史套装”,在隐性融入过程中,数学史扮演的角色是担当教学设计的指南,因为“数学史并非最终目的,而是通过数学史的途径以达到教学目的”.

显性地融入数学史旨在“描述数学发展的进程”.它的两种错误倾向,首先是如果教师只提供给学生有限的历史片段,就可能造成学生对数学发展过程的错误或片面理解.当前的不少数学教材,表面上看起来注重数学史的应用,但大多数只局限于在每一章节的后面增加几个历史注解,如数学家小传、个别概念的发展历史等,这实际上势必导致教师将数学史与数学课程割裂开来,甚至认为将数学史融入数学教学与日常课堂教学背道而驰.另一个错误倾向是“脱离数学史融入数学教学的目的,将融入数学史转化为数学史教学”.这种做法的直接结果是让学生感到数学史只不过是新增加的考试内容而已,如此以来,恐怕连“激发学生的兴趣”这一作用也会消失殆尽.

融入的途径

在具体的教学过程中,将数学史融入数学教学有很多做法,这取决于教师的信念、教学观、课程内容、历史资源等诸多因素,已有的文献也提供了很多成功的经验,包括使用传记、游戏、历史调查、本地历史考察、历史家庭作业、历史命题、参观、观看影视作品甚至戏剧表演.

John Fauvel在《数学学习》上编辑了一期教学中如何应用数学史的专刊,其中

列举了应用数学史的12种不同的具体做法.本文对各种做法进行了概括,提出了应用数学史的8种具体方法和途径:

(1)在教学中穿插数学家的故事和言行;

(2)在讲授某个数学概念时,先介绍它的历史发展;

(3)应用数学历史名题讲授数学概念,根据数学史上典型的错误帮助学生克服学习困难;

(4)指导学生制作富有数学史趣味的壁报、专题研究、剧本、录像等;

(5)应用数学历史文献设计课堂教学:

(6)在课堂内容里渗透历史发展的观点;

(7) 以数学史做指引设计整体课程;

(8)讲授数学史的课.

3.2 国内的研究成果

虽然国内外对数学史所具有的教育价值能够在理论上达到共识,但如何将数学史融入数学教学中,我国在这方面研究处于探索阶段.张奠宙教授认为应用数学史于数学教学有助于将数学的“学术形态”转化为“教育形态”,并且提出了应用数学史将数学的“学术形念”转化为“教育形态”的三个途径:

(1)揭示数学发展的规律,形成正确的数学观:

(2)反朴归真,揭示数学发展的过程,并使之适合今天的课堂教学;

(3)提供真实的历史材料,包括原始问题、原始数据、原始过程、增强真实感、体现数学的人文精神.

这三点不仅指出了数学史融入数学教学的任务,也为数学史的具体运用指明了方向.

罗腾根在《谈中学数学中的数学史教学》对数学史的教学原则和数学史的教学方法进行了论述,数学史的教学原则有:准确性原则、交融性原则、可接受性原则.数学史的教学方法有以下四点:

(1)在新授课进行知识探求时,作简短的数学史料的插话;

(2)在解题教学中贯穿数学史料;

(3)举办数学史讲座或报告会;

(4)组织兴趣小组,课外搜集、阅读、研究数学史料.

上海师范大学数学系陈跃老师在《中学数学应用数学史实教学的一些建议》一文中给出了关于三角恒等式的入门教学和用简化乘除的问题引入对数的概念的具体建议.

华东师范大学数学系汪晓勤老师在数学史如何融入数学教学方面做了不少的研究,在《数学通报》发表了“数学史如何融入中学数学教材”,在《中学教研》上发表了“HPM视角下的等比数列教学”,《中学数学杂志》发表了“几何视角下的和角公式”等.

浙江师范大学数理学院朱哲老师在数学史如何融入数学教学方面也有自己深刻的看法,他在《中学数学》发表了“数学教育目的的深化和拓展:数学史的视角”,在《中学教研》发表了“从理论到实践:数学史融入数学教学”,在《中学数学教学参考上》发表了“一节基于数学史的教学课例:正四棱台的体积公式”,在《中学教研》上发表了“等比数列前n项和的教学设计及其分析”等.

从以上文献本研究者可以看到,国外对于数学史如何融入数学教学的研究,不论从理念上还是从实践上都达到了很高的程度,我国香港和台湾地区的有关学者在HPM领域的活动相当活跃,做了很多出色的工作,但大陆HPM研究起步很晚,虽然有很多学者大声呼吁“应该讲点数学史”,但探讨如何做的研究明显偏少.

4数学史融入教学的一些策略

数学史的确值得引进数学课堂之中. 结合数学史到数学教育中的问题, 也一直是国际数学教育界备受关注的研究课题. 20 世纪70 年代, 数学史与数学教育关系( HPM) 就已成为西方的一个学术研究新领域,美国学者的有关研究、论述和大力提倡是该领域创立与深入发展的重要推动力量. 长期以来,虽然人们已认识到数学教学中融入数学史的许多重要意义, 并在教学实践中有所行动,但其困难和问题的存在也是显然的. 其中一个显著的困难和问题就是, 数学教学中需要采取哪些教学策略来融入数学史呢?可以说,这个问题目前还不为大多数的教师所充分认识和理解.

在数学史融入数学教学的过程中,一般来说,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. 尽管数学教学中,数学史的利用随着施教者的不同和材料的不同,所采取的形式各异,总结出以下几种策略。

4.1 故事策略

虽说数学史不等于数学故事,但是,数学家或数学界的遗闻佚事, 不仅能大大激发学生的学习兴趣,而且对学生的人格成长还富有启发作用. 譬如,我国著名数学家陈景润, 就是在上中学时, 听了他的数学老师沈元向学生介绍了, 哥德巴赫猜想这一难倒无数数学家的难题后, 其心灵受到了震撼,点燃起了他攀登高峰、摘取桂冠的热情, 从而他一生醉心于数学, 并取得了令世人瞩目的成绩. 再如, 十八世纪法国女数学家苏菲姬曼, 就是受到阿基米德故事的“煽动”, 迷上数学而终生无怨无悔. 据说, 苏菲童年时正值法国大革命发生,为了排遣难耐的孤独和寂寞, 遂被数学史家莫度西亚的《数学史》所记载的阿基米德传奇所吸引.相传,阿基米德正沉醉在一道几何问题时,对已经陷城的罗马士兵浑然未觉, 就莫名其妙地被杀死了. 这个悲剧让百无聊赖的苏菲神醉心痴,她想几何学若真有这种魅力,那真的值得探索一番了. 于是,她终于走上了数学研究的不归路了.

说故事的目的就是要设计一个教学情景,这个教学情景主要是能引起学生的学习动机与兴趣. 同时,也可利用故事情景引出学生已有的数学概念,或是借故事情节引入要教的数学概念,也可以利用故事情节的铺设, 呈现给学生想要解决的问题等.

4.2 方法比较策略

著名科学家巴甫洛夫指出:方法是最主要和最基本的东西. 一切都在于良好的方法,有了良好的方法,即使是没有多大才干的人也能作出许多成就. 如果方法不好,即便是有天才的人也将一事无成. 数学教学必须要使学生明白,任何方法仅仅是许许多多的方法之中的一个, 其中有许多你可能联想都未曾想过. 那种始终认为自己是最正确的、肯定自己的思维都比别人的要高明,肯定没有其他更好的选择的行为,这些都是自负的表现. 而自负是思维的重大过失,它会扼杀真正的思维.

事实上,数学教学中涉及的许多问题,从它的历史到现在,经过数代数学家们的不懈努力,大都产生过不少令人拍案叫绝的各种解法. 如勾股定理,就有面积证法、弦图证法、比例证法等300 余种;求解一元二次方程, 历史上就有几何方法、特殊值代入法、逐次逼近法、试位法、反演法、十字相乘法和公式法等;求不规则图形的面积,历史上也有德漠克利法、穷竭法、割圆法、平衡法、开普勒法和沃利斯法以及现代的微积分方法. 通过搜集比较历史上的各种不同方法之后, 不仅能使学生更好地领会每种方法的内在本质,而且能启发学生,这对培养知识面宽、有能力、有信心、灵活多变的人大有帮助.

4.3追踪历史起源策略

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.

4.4 揭示思维过程策略

将数学研究中的思想和方法的要点原原本本地告诉学生,引导青年学生沿着科学的艰险道路作一次富有探索精神的、充满为真理而斗争的崇高动机的旅行, 使学

生充分领略以前数学大师们的灵感,承受他们的启迪,可以从中学到他们的策略和经验等. 譬如, 讲数学的抽象性时, 就可以原原本本地向学生展示欧拉解决七桥问题时的思考过程,或是介绍牛顿发明万有引力定律时,关于把地球、月球抽象为质点来处理的曲折过程;讲反证法时,可以向学生详细叙述伽利略是如何更正延续1800 多年的,亚里士多德关于物体下落运动的错误断言的;讲类比时,可以向学生全面介绍自然数平方的倒数之和问题的产生背景、当时的情形及欧拉解决该问题时的奇思妙想等; 结合几何知识的学习,可以向学生揭示历史上有关几何第五公设的、令一代又一代数学家忙碌了二千多年的、各种各样的思考过程及最终的解决办法. 让数学史曾闪烁过光芒的火花,重新在学生的心中点燃。

前人的成功和失误,都是后人聪明的源泉. 数学史可以将逻辑推理还原为合情推理, 将逻辑演绎追溯到归纳演绎. 通过挖掘历史上数学家解决问题的真谛,学生不仅可以学到具体的现成的数学知识,而且可以学到“科学的方法”,开拓学生的视野,使学生更具有洞察力.

5 结论及建议

5.1 研究结论

5.1.1 数学史融入中学课堂教学有利于教师对文化理念的落实

数学新课程的基本理念是:全面提高学生的数学文化素质,以提高一般科学素质,增进道德品质修养,形成和发展数学品质.理念的实现,可以通过将数学史的史学形态转化为教育形态,通过数学史融入中学课堂教学,来实现文化理念的落实.从本课题研究来看,数学史融入中学课堂教学已经成为课题实施教师,乃至一些数学教师的自觉行为,现在,我们经常会听到数学史融入的课,这些都表明了数学史融入中学课堂教学的行动研究是将文化理念的落实在课堂教学中的一种非常有效的途径.

5.1.2 数学史融入中学课堂教学促进了教师对教育目标的理解

在数学史融入中学课堂教学的行动研究中,首先要学习课程标准,学习新的教育理论,这些使研究者对数学的价值和数学的教育目标有了新的认识.数学的价值,既有实用价值一提供了一种解决数学内社会生活中各种问题的有利工具;又有形式

训练的价值一提供了一种思维的方式和方法;还有着文化价值~提供了一种价值观,倡导一种精神,它表现为数学念在入的观念以及社会的观念的形成和发展中的作用.知识型的数学教育看重数学的实用价值;能力型的数学教育看重的是数学的能力训练价值:文化型的数学教育则在注意到数学教育的实用价值和形式训练价值的同时特别看重数学的文化教育价值.

不同的价值必然追求导致不同的教学目标.仅注重教学内容的使用价值,只会将知识的理解、技能的掌握作为教学目标的主体;注重数学对思维能力训练的价值,就会将培养思维能力作为教学目标的重点,突出过程与方法的目标纬度;只有在知识、能力并重的同时,还能够注意到数学的文化教育的价值,那么在制定教学目标时才真正能够将情感、态度、价值观落到实处。

5.1.3 数学史融入中学课堂教学加深了教师对教学内容的研究

数学史融入中学课堂教学的行动研究,目的不是在形式上,而是通过教师对数学史的研究,对教学内容的来龙去脉有了深入的理解,达到加深对课程的理解,也使得教学前后联系、融会贯通,浑然一体.

例如案例《正弦定理》,在没有研究数学史以前,对该定理的理解只认识到两个层次:

一是从转化的角度看,正弦定理是实现边角互化的一个工具;

二是从方程的角度看,正弦定理中含有七个量,除给定三个角外,一般情况下可知三求四.

在研究三角函数的数学史后,发现三角函数在历史上大都来源于几何,于是就思索正弦定理的几何背景是什么?

通过研究发现,正弦定理是对“大边对大角,大角对大边”的数量化解释.于是对定理的认识上升了一个层次,正弦定理是将几何问题转化为代数问题,是沟通代数和几何的桥梁,体现了几何与代数的统一.

5.1.4 数学史融入中学课堂教学提高了教师对教育理论的应用

数学史融入中学课堂教学的行动研究是把数学史融入课堂教学看成一种教学现象,用行动研究的理论来研究这种教育现象.在研究的过程中,本研究者学习了行动研究的理论,并用行动研究的理论指导对数学史融入课堂教学的指导,在实践的

过程,积累大大量的问题,通过这些问题的解决也促进了对行动研究理论的重新认识,提高了对教育理论的应用.

例如在《等差数列前n项和》案例研究中,用到了自然数从l加到100,少年高斯的数学思维:1+100=2+99=……=49+52=50+51=101,101×50=5050,但缺乏对高斯思想的深入挖掘,随着对数学史的学习和研究,进一步研究高斯思想,发现以下结论:

(1)思维的变通性——追求算法简单;

(2)思维的直觉性——数字内在和谐;

(3)思维的概括性——寻找普遍规律;

这是多么精美的数学思维——加法向乘法的转化,因此,案例可以进一步发展,可以进一步深化.

5.2 研究建议

5.2.1 教师应加强数学史的学习与研究

在数学史融入中学课堂教学的行动研究中,发现大部分教师并不是不接受新的教育理念,也不是不愿意通过数学史的融入落实文化渗透的理念.而是由于数学史的知识匮乏导致理念难以落实,因此数学教师应注意多方学习数学史知识,多方研究数学史.

对数学史的学习研究可以分为以下三个层次:了解性学习、掌握性学习、研究性学习.

第一层次要求知道数学发展的概况,起过重要作用的数学家,影响深远的数学思想、方法等.

第二层次可以从数学史中适当提取相关内容,用于数学研究、教学、学习之中.第三个层次以文献资料为线索,研究不同时期数学发展、数学家活动、数学思想、方法的进展等,并对数学的发展趋势提出预见性分析.

从中学数学的要求出发,中学数学教师应具有的数学史素养,属于第二层次.5.2.2 教师应加强数学史的长期融入与渗透

数学教育是一项有目的、有计划、有组织的社会实践活动.它以传授知识和培养人才为宗旨,以促使社会进步、科学技术以及数学科学的发展,它是整个社会教

育的一部分.

新一轮基础教育数学课程改革将科学精神和人文精神统一于课程的“文化内涵”之中,强调人的科学素养和入文修养的辩证统一,致力于科学知识、科学精神和人文精神的沟通与融合.课程也关注到数学史对数学文化教育的意义,但文化的渗透靠不是一天、一学期、一年的渗透就能实现,而是一个长期的过程.只有长期加强数学史的文化渗透,对发展学生的文化素养才能起到应有的作用.

5.2.3 教师应加强数学史融入方式的研究与总结

数学史如何融入到课堂教学中目前虽然总结出六个方面,但还不够全面和深入.因此需要数学教师在教学中充分认识数学史的作用,全面认识数学史的意义.并且深入挖掘数学史的教育要素,不断地开发、设计、反思和总结,把数学史的史学形态转化为教育形态,再转化为可操作的教学形态,最后应用于具体的数学教学中.把数学史融入到课堂教学落到实处.

5.3 研究缺陷

数学史融入中学数学课堂教学的行动研究目前只从课堂教学设计的角度进行研究,该研究表明数学史融入中学数学课堂教学部分教师已把它做为一种自觉行为,但该研究没有从学生的角度进行跟踪,看看学生的学习和思维发生怎样的变化,这些将是该研究的后续内容.

参考文献

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[14]李文林,数学史与数学教育[M].北京:科学出版社,2004:178-191.

Abstract: The history of mathematics in secondary school mathematics teaching role is very important. Teachers in the teaching process into the history of mathematics content, can help students to understand mathematics, the formation of a correct mathematical concept; help students correct mathematical way of thinking; help students broaden horizons, develop student interest in mathematics. Some of the knowledge to teach the history of mathematics also provides the stage for moral education. In order to improve

the quality of teaching to enhance students understanding of mathematical theory. This article from the perspective of history and humanities, the history of mathematics in this role. By mathematical Mingrenyishi, ages were questions to stimulate students intellectual curiosity.

Help students a more comprehensive, in-depth understanding of mathematical knowledge

高中数学教学中的数学史教育

高中数学教学中的数学史教育 1新课标有关数学史教育的要求 在以前的数学课程改革中,尽管也取得了一些成就,但是也存在好多弊端。比如只注重知识的传授,为应试教育而提高学生的解题能力,从而使学生慢慢的对数学失去了兴趣,感觉数学就是单纯的公式计算或证明,有的甚至对数学产生了畏惧。在进行应试教育的同时,忽略了学生的各方面的素质和能力的发展。针对这一问题,教育部进行了新一轮的课程改革,要让人们知道到作为教育组成部分的数学教育,并不是枯燥的,在提高学生的解题能力的同时也要发展和完善人们的能力和素质。新课程的改革主旨就是提高学生的数学素养和整体素质,以满足个人的发展和社会进步的需要。在新课程的理念下,作为数学文化的载体——数学史充当了一个重要的教育角色,在《普通高中数学课程标准》的课程基本理念中要求要体现数学的文化价值,提出“数学是人类文化的重要组成部分。数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势,数学对推动社会发展的作用,数学的社会需求,社会发展对数学发展的推动作用,数学科学的思想体系,数学家的创新精神。数学课程应帮助学生了解数学在人类文明发展的作用,逐步形成正确的数学观。”新课程标准在《内容标准》的必修内容的要求中也多次提到渗透数学史教育,例如在函数的教学中,要求通过阅读材料,了解对数的发现历史以及对简化运算的作用;在算法初步中,要求通过阅读中国古代数学中的算法案例,体会中国古代数学对世界数学发展的贡献等等。并把数学史选讲作为一个选修课内容的一个系列。其实,在新的数学教材中有很丰富的数学史料,通过这些知识的学习,可以让学生了解数学的发展历程,认识到数学家对真理的热爱和追求,加深对数学的理解,感受数学家的严谨态度和锲而不舍的探索精神。进而培养学生正确的人生观、世界观、价值观,也增强学生对实际问题勇于探索的意识,培养他们的艰苦学习和创新的精神。 2数学史在数学教育中的作用 2.1更好的理解数学,树立正确的数学观数学本身是一个历史的概念,数学知识是随着人类知识的丰富而不断的深入变化的,要真正的理解数学就要弄清数学的起源、发展。通过数学史的学习学生能知道定理和概念的由来,以便更好的理解和学习数学知识。著名数学家外尔认为:“如果不知道远溯古希腊各代前辈所建立和发展的概念、方法和结果,我们就不可能理解近50年来数学的目标。”对于一些抽象概念的理解,只有给学生讲清楚其来龙去脉才能加深他们对知识的理解和记忆。例如无理数是由于度量问题而产生的,它的发现导致几何学在一定时期内独立于算术发展;对极大、极小问题、曲线长等问题的研究,直接促使牛顿、莱布尼茨发明微积分。微积分产生后,出现了许多分支,如常微分方程、偏微分方程。在讲解这些数学知识形成的过程中,也使学生开阔了视野,让他们认识到数学与人类生活的密切联系和对人类历史发展的作用,体验数学活动充满着探索和创造的乐趣,感受数学的严谨性和结论的确定性,使他们感到数学并不是一门枯燥的学科,而是一门生动有趣的学科。从而形成正确的数学观。 2.2激发学生学习兴趣,培养学生创新精神在学习过程中“兴趣”是最好的老师,是学

浅谈数学史与初中数学教学的结合

浅谈数学史与初中数学课堂教学的结合 万州桥亭中学秦毅 内容摘要: 为了适应现代教育的需要,在现今的教育与教学过程中穿插一些数学史的有关轶闻趣事,能够激发学生对相关内容产生好奇心,活跃课堂气氛,调动学生学习数学的积极性。学习数学史,不仅是广大学生学好数学的有力帮助,而且是也是我们中学数学教师提高自身素养、更好的搞好教学工作所必需的。我们广大教师不仅要明白数学史的重要性,最根本的是要研究如何将数学史融合到教学当中,努力探索出一条新型的教学模式,以提高学生的数学能力和综合素质。 关键词: 数学数学史 一、引言 数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画,逐渐抽象概括、形成方法和理论,并进行广泛应用的过程。数学史是研究数学科学发生发展及其规律的学科,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。因此,数学史研究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史学、哲学、文化学、宗教等社会科学与人文科学内容,是一门交叉性学科。 数学史研究已具有很长的历史,如何在数学教育中运用数学史的知识,充分发挥数学史的作用和价值则是当前数学教育改革面临的一个重要课题。1998年4月20日至26日,由国际数学教育委员会(ICMI)发起,在法国马赛附近的Luminy镇举行了题为“数学史在数学教育中的作用”国际研讨会。张奠宙

教授在《重视“科学史”在科学教育中的应用》一文中指出:在数学教育中,特别是中小学的数学教学过程中,运用数学史知识是进行素质教育的重要方面。目前数学史在数学教育中的应用已经进入系统的研究阶段,并在一些国家和地区进行实践性的操作。我国的数学史研究,乃至科学史研究,已经拥有相当规模的队伍。但是,我们的研究似乎还没有注意到如何运用于教学过程,发挥它的应有效益。 现阶段,在一定程度上,我国中小学数学教育在世界上也算是一流的,也正因为如此,我国的数学才会取得举世瞩目的成就,涌现了一大批优秀的数学家。在中学数学教学中,使学生深刻理解数学基础知识、牢固掌握数学基本技能、提高学生运算能力、思维能力和空间想象能力等方面,我们都有非常成功的经验,也取得了相当多的成绩。近年来,我国数学教育界在提高学生运用数学知识分析问题和解决问题的能力方面也极其重视,并且以探索出了许多成功经验。我国学生在国际数学奥林匹克竞赛中连年取得佳绩、在国际水平测试中名列前茅,这些都是我国数学教育水平高的有力证据,我国数学教育水平高的另一个证据是,在第三次国际数学和科学研究的测试中,深受中国传统文化影响的亚洲参加国的测试成绩遥遥领先于其他国家。因此,中国中小学数学教育的高水平成绩绝不是偶然的,是有厚重的历史积淀的,是几代、十几代数学教育工作者辛勤劳动、共同的结晶,是应该充分肯定的。但是对于现行教育体制中存在的问题,我们也是应该予以正视的。就在我们的教育界为上述的成就感到欢欣鼓舞时,社会上也存在着另外一种不同的声音“现行中小学数学课程处于一种十分尴尬的局面。一方面,我们现行的中小学数学内容一些学生学不好,学不了,成为数学学习上的失败者;另一方面,很多有价值的内容我们的学生没有机会接触,特别表现在数学思考方法、 2

数学史融入初中数学教学略谈

龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/5e10331339.html, 数学史融入初中数学教学略谈 作者:李雪红 来源:《读与写·上旬刊》2018年第05期 摘要:数学史是一种文化内容,融入初中数学教材很有意义。数学史融入时遵循着特定的原则。具体融入时可采取的策略有:科学性与趣味性相结合,广泛性与实用性结合,目的性与可接受性结合,思想性与可理解性相结合。 关键词:初中数学;数学史;融入原则;策略 中图分类号:G633.6文献标识码:B文章编号:1672-1578(2018)13-0158-01 数学史具有较长的一段历史,并且含义丰富,当前,我国很多数学教材中都缺失了对数学史的讲解,导致学生的学习过于程序化。随着新课程改革步伐的逼近,越来越多的教育工作者意识到了将数学史融入到教材中的重要性,让学生对数学有更加具体的了解。因此,首先就需要明确将数学史融入到人教版初中数学教材中的原则,再制定相关的策略办法,使得数学史的融入发挥效用。 1.数学史融入初中数学教学的意义 当前,我国初中数学虽然遵循了新课程改革的教育原则,但是在实际实施教学工作的过程中,还是无法让学生深刻认识到教材的重要性。目前的人教版初中数学教材对部分概念定理并没有进行探究,甚至没有涉及到相关的数学问题,原因之一就是数学史在教材中的重度缺失。当前我国很多初中学校在开展数学教学的过程中都是以人教版教材为主,因此,可以将数学史适当融入其中,启发学生的思维,使其能够推数学知识的形成过程。数学史的融入能够在一定程度上激发学生的学习兴趣,使其根据数学史相关内容深入探究数学定理。人教版初中数学注重数学思想教学方式,数学史的融入就能够让学生更好地对数学思想方法、数形结合及分类等数学学习方式进行应用。数学史的形成是漫长的,将其融入到人教版初中数学教材中能够让学生对无理数等的发现有更加具体的认识,从而体会到数学家们的恒心及毅力,能够帮助学生形成正确的数学观。 2.数学史融入初中数学教学的原则 在将数学史融入到人教版初中数学教材中的过程中,首先需要明确相关的原则,只有在遵循原则的情况下,才能正确体现出数学史融入到教材中的意义。在将数学史融入到人教版初中数学教材中的过程中,需要适当反映数学的历史及应用发展的趋势,帮助学生了解人类文明发展史,使其能够在数学史的作用下,形成正确的数学观。虽然新课程标准提出,教师需要对相关科目的历史进行适当的讲解,但是还是需要注重教学方法,不能将过多的时间用在讲解数学

浅析初中数学教学中德育渗透

浅析初中数学教学中德育渗透 凤冈县花坪中学付德生 中学数学课程的教学是使学习现生从事祖国建设和学习科技所必需的数学基础知识和基本技能,培养学生的运算能力、逻辑思维能力、空间想象能力和应用知识的能力。要培养学生对数学的兴趣,激励学生为实现我国成为科技强国而学好数学的积极性,培养学生的科学态度和辩证唯物主义观点,就必须在数学教学中加强德育教育。百年教育,德育为先,在新的课程标准中把德育教育放在了十分重要的位置。新课程的培养目标指导我们,要使学生具有爱国主义、集体主义精神,热爱社会主义,继承社会主义民主法制意识,遵守国家法律和社会公德;逐步形成正确的世界观,人生观,价值观;具有社会主义责任感,努力为人民服务,要使学生成为有理想、有道德、有文化、有纪律的一代新人。如可在数学教学中进行德育教育呢?下面是本人在教学、实践中将教学德育有机结合的实例,仅供参考。 一、《新课程标准》中的阅读与理解是对学生进行爱国主义教育的重要材料 课程标准实验教材中,比如在指导学生阅读《有关几何的一些知识》、《中国最早使用负数》、《勾股定理》、《关于圆周率》、《我国古代有关三角的一些研究》、《我国古代的一元二次方程》等阅读教材后,告诉学生,自古以来我国在数学研究应用方面就有辉煌的成就,如祖氏公理的发现早于世界其它国家1100多年,杨辉三角的发现先于其它国家400多年;祖冲之对圆周率π值的计算、负数的使用、方程组的解法都比欧洲早1000多年,我国古代的科学成就令世人瞩目。现代,我国科学的丰硕成果同样也令世界各地的炎黄子孙自谊,如我国著名数学家华罗庚教授发起、推广的优选法,被广泛地应用于生产和科学试验,创造了很大的经济价值;陈景润成功地证明了数论中“(1+2)”定理,被誉为“陈氏定理”;美籍华裔科学家杨振宁、李政道、吴健雄因在科学上的巨大成就而荣获诺贝尔奖等,这些真实典型的数学史实不仅可以激发学生强烈的爱国和民族自豪感,而且也激励学生学习的进取精神。

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初中数学教学中德育渗透的教学一例 一、问题背景: 初二已近尾声,临近初三毕业,还有较多学生学对升学还没有明确的打算,一部分成绩较差同学没有明确的学习奋斗目标,学习缺乏动力.一部分成绩较好的学生对我们学校的高中并不了解,又由于一些兄弟学校的宣传攻势,让我们的优生对我们学校的高中信心不足,不是大面积的优生十分愿意填报我校的高中自愿,往往到毕业自愿填报时班主任作了大量的工作,效果却不是太好.一方面为了激励我们初三学生,具有明确的升学目标,发奋努力学习,另一方面为了能为我校留下更多的优秀生源,减轻毕业时的工作难度,有必要在我们平常的教学中渗透这方面的思想教育,为此我在教学中抓住每一个切入点渗透这方面的思想教育,注意将这方面的教育素材与数学教学有机结合,比如:在我教学“加权平均数”时想到,当初我与教科室胡主任在研究衔接班招生时的综合成绩计算方法里面,每次考试成绩所占的百分比就是加权平均数中的权,是一个绝好的教学素材,于是我将这一与学生息息相关的例子用到了这一课的教学之中,取得了较好的教学效果,下面是这堂课的教学实录。 二、课堂实录: 这是人教版教材八(下20·1加权平均数教学中一个真实的教学片断师:同学们,刚才我们回顾了算术平均数及其计算方法,下面我们一起来研究一个事关同学们人生重大决策的问题。 生1(迫不及待地:老师是什么问题啊? 师:我们即将进入初三,我们学校针对初三学生每届都将组建一个衔接班,你们知道吗?有没有哪位同学就你知道的情况给同学们作个介绍。 生2:老师,我知道一些,我哥就在现在的高二衔接班读书,我当时从龙角转学到外国语,就希望能到初三时像哥一样能进入到衔接班去。我叔到学校来做杂工,婶到学校来当清洁工就是为了我们俩在这里好好读书的。 师:哦,难怪谭华同学这么发奋,原来他早就有十分明确的学习目标,我提议大家向他学习并祝他成功。 (同学们热烈鼓掌 还知道关于衔接班的一些事吗? 生3:我听说衔接班的老师都是很有名气的,教得很好,学生都很优秀,读衔接班不但不缴钱还有奖学金和生活补贴,还组织一些有趣的活动,同学们都很羡慕。 师:是的,我也希望我们班上能有几位同学能冲进衔接班去,到了衔接班不但有刚才同学说的好处,更重要的是提前半年学习高中课程,更有把握考上名牌大学或重点大学。但是你们知道衔接班的同学是怎么录取的吗? 生4:看考试成绩吧! 师:是的,并且是这样计算的学生成绩的:4册期末总分乘以10%+5册中期总分乘以20%+5册期末总分乘以30%+最后选拔考试部分乘以40%=综合得分,再用综合得分排名,能进入前50名的直接进入,若前50名有不愿去的向后依次录取。请同学们思考一下从这种录取计算方法中你发现了什么? (全班同学冷静思考2分钟

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初中数学教学中融入数学史的意义与建议 郑小瑞 摘要:数学史是研究数学的发生、发展过程及其规律的一门学科,它研究的主要对象是历史上的数学成果和影响数学发展的各种因素,探索前人的数学思想,借以指导数学的进展,并预见数学的未来。我国数学家吴文俊说过: “数学教育和数学史是分不开的。”学习一些数学知识,可以使同学们了解数学的发展轨迹,更好地体会数学概念所反映的思想方法,感受数学家们刻苦钻研和勇于开拓的精神,这对开阔视野,启发思维以及学习和掌握数学知识都大有益处。 关键词:数学史数学教学 一、引言 数学是人们对客观世界定性把握和定量刻画,逐渐抽象概括、形成方法和理论,并进行广泛应用的过程。数学史是研究数学科学发生发展及其规律的学科,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。因此,数学史研究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史学、哲学、文化学、宗教等社会科学与人文科学内容,是一门交叉性学科。 数学史研究已具有很长的历史,如何在数学教育中运用数学史的知识,充分发挥数学史的作用和价值则是当前数学教育改革面临的一个重要课题。1998年4月20日至26日,由国际数学教育委员会(ICMI)发起,在法国马赛附近的Luminy 镇举行了题为“数学史在数学教育中的作用”国际研讨会。张奠宙教授在《重视“科学史”在科学教育中的应用》一文中指出:在数学教育中,特别是中小学的数学教学过程中,运用数学史知识是进行素质教育的重要方面。目前数学史在数学教育中的应用已经进入系统的研究阶段,并在一些国家和地区进行实践性的操作。我国的数学史研究,乃至科学史研究,已经拥有相当规模的队伍。但是,我们的研究似乎还没有注意到如何运用于教学过程,发挥它的应有效益。 现阶段,在一定程度上,我国中小学数学教育在世界上也算是一流的,也正因为如此,我国的数学才会取得举世瞩目的成就,涌现了一大批优秀的数学家。在中学数学教学中,使学生深刻理解数学基础知识、牢固掌握数学基本技能、提高学生运算能力、思维能力和空间想象能力等方面,我们都有非常成功的经验,也取

浅谈如何在初中数学教学中渗透德育教育

浅谈如何在初中数学教学中渗透德育教育 摘要:在教师队伍中存在不少“重教轻育“的教师,他们或者只重视教学,不重视育人,认为育人是政治教师、班主任的事;或者只会教学,不知如何利用学科教学渗透德育内容。实际上,每位教师都是德育工作者,应充分认识到学科教材是德育的载体,发挥学科教学主渠道的作用,不断渗透德育内容,以汇成一股持久的德育合力,从而适应素质教育的育人要求。在数学教学中渗透德育也是素质教育的重要内容,数学教师应如何渗透德育呢? 关键词:德育渗透运用数学史料辩证唯物主义教育挖掘德育素材紧密联系实际提供数学欣赏提倡竞争合作 数学是普通教育开设的主要课程之一,是素质教育的主要内容他的教学内容中蕴含着丰富的德育内容。但是中学数学教材中的德育内容不像文史科那样集中,而是蕴藏分散在各章节之中,教师如何挖的准,渗透得不露痕迹呢?笔者经过多年的教学经验,有如下几点体会: 一、运用数学史料,对学生进行爱国主义教育,培养学生的意志品质 1.数学是最古老的科学,是古今中外无数数学家及数学工作者和仁人志士不畏艰辛,努力探索,刻苦追求而形成的一门科学。数学的历史,就如同人类的文明史一样源远流长。它以“读一读”的方式编入了初中数学教材,是初中数学教材中的唯一显性德育素材。在课堂教学中应紧扣教学内容向学生介绍我国古代数学发展的悠久历史,正确评价我国优秀数学家的伟大成就,这是向学生进行爱国主义教育,提高民族自豪感,增强民族自信心的重要教材和有效途径。 2.通过教材中的有关内容和编拟既联系实际又有思想性的数学题目,对学生进行爱国主义教 在初中数学教学中,除了用数学史料对学生进行爱国主义思想教育外,还应注意通过教科书的引言、插图、例题和习题反映我国社会主义制度的优越性、改革开放政策的正确性和社会主义现代化建设的伟大成就的有关内容,并随时收集有关资料、数据,编拟数学题目,对学生进行爱国主义教育。 多年的教学实践证明,在教学中有机的插入爱国主义素材,不但能活跃课堂气氛,激发学生的兴趣,而且有助于帮助学生树立远大理想,培养其顽强刻苦的意志品质,完善学生的人格品质。在数学教学时结合教学内容向学生介绍中国和世界上有重大贡献的数学家的生平事迹及从事数学研究的辛勤劳动、刻苦钻研、追求知识、追求真理的精神,引导学生克服满足于现状的思想,培养和训练他们勇于探索、不怕困难的意志品质,使他们懂得为人类进步做贡献才是人生最有价值和最有意义的,从而使他们树立远大理想。与此同时,数学是有理性的艺术,充满理想精神,它教人诚实、正直,从数学的发展过程中可以使学生清晰地看到只要一个命题没有被证明,它就不能纳入到真理宝库中,而不管命题提出者的资历和声望如何。倘若命题得到证明,那他的真理性便得到认同,不存在人微言轻的现象,有助于完善学生的人格品质。 二、利用数学本身的辩证唯物主义教育 辩证唯物主义教育主要是对辩证唯物主义的几个基本观点的教育。 1.初中数学充满物质的观点 数学学科充满辩证唯物主义的思想办法,它具有高度的抽象性、严密的逻辑性和应用的广泛性三个基本特点。由于数学的高度抽象性,往往掩盖它来源于客观现实的物质性,在数学教学中,如果不注意提示他的物质性,就会使学生陷入唯心论形而上学的迷惘之中,误认为数学不是来源于客观现实,而是由少数“天才”数学家在头脑中臆造出来的。正如恩格斯在《反杜林论》中指出:“数和形的概念不是从其他任何地方,而是从现实世界中得出来的。” 2.初中数学充满对立统一规律的因素 矛盾的对立统一规律是辩证法的基本规律,也是辩证法的核心。中学数学中充满着对立

新课标下考数学史与初中数学的整合试备课讲稿

新课标下数学史与初中数学的整合 在新一轮中学数学课程改革中,数学史首先被看作理解数学的一种途径。在对数学内容的学习过程中,教材中应当包含一些辅助材料,如史料、进一步研究的问题、数学家介绍、背景材料等,还可以介绍数学在现代生活中的广泛应用(如建筑、计算机科学、遥感、CT 技术、天气预报等),这样不仅可以使学生对数学的发展过程有所了解,激发学生学习数学的兴趣,还可以使学生体会数学在人类发展历史中的作用和价值。义务教育阶段各科课程标准都围绕三个基本方面:知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观,对于理科课程,还进而包括理解科学、技术与社会之间的关系,尝试科学教育与人文教育的融合。 一、在新一轮中学数学课程改革中,数学史首先应被看作理解数学的一种途径 1、认识数学的发展规律,了解榜样的激励作用,减少学生走数学学习的“弯路”。 数学史让我们认识数学发展的规律,了解昨天,指导今天,预见明天。从前人研究数学的经验教训中获取鼓舞力量,以指导和推动我们今天的数学学习和研究,少走弯路。平时的教学中,要结合数学史教育,把精力用在基础知识的学习和基本技能的提高上,多做一些有意义的探究活动,以适应新课改学习方式的需要。 许多大数学家在成长过程中遭遇过挫折,不少著名数学家都犯过今天看来相当可笑的错误,介绍一些大数学家是如何遭遇挫折和犯错误的,不仅可以使学生在数学方法上从反面获得全新的体会(这往往能够获得比从正面讲解更好的效果),而且知道大数学家也同样会犯错误、遭遇挫折,对学生正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的自信心会产生重要的作用。数学思想形成中的曲折与艰辛以及那些伟大的探索者的失败与成功还可以使学生体会到,数学不仅仅是训练思维的体操,也不仅仅是科学研究的工具,它有着丰富的人文内涵。 2、了解数学理论发展的历史背景,加深理解数学理论、公式、定理和数学思维。 一般说来,历史不仅可以给出一种确定的数学知识,还可以给出相应知识的创造过程。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,而不仅仅是教科书中那些千锤百炼、天衣无缝,同时也相对地失去了生气与天然的、已经被标本化了的数学。从这个意义上说,历史可以引导我们创造一种探索与研究的课堂气氛,而不是单纯地传授知识。它既可以激发学生对数学的兴趣,培养他们的探索精神,而历史上许多著名问题的提出与解决方法还十分有助于他们理解与掌握所学的内容。写在书本上的数学公式、定理、理论都是前人苦心钻研经过无数次的探索、挫折和失败才形成的,是在当时社会生产、人们的哲学思想、数学家的独创精神联系在一起的活生生的数学。但是,我们从书本的条文上,已看不到数学成长、发展的生动的一面,而只看到数学家的浓缩的形式,这就妨碍我们对这些数学理论的深刻理解。如在七年级教空间与图形部分前,可以向学生介绍有关的数学背景知识,特别介绍欧几里得的《几何原本》,使学生初步感受几何演绎体系对数学发展和人类文明的价值。 3、抓住数学历史名题,丰富教学内容,展现学习数学新途经。 对于那些需要通过重复训练才能达到的目标,数学历史名题可以使这种枯燥乏味的过程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;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现实背景,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;许多历史名题的提出与解决与大数学家有关,让学生感到他本人正在探索一个曾经被大数学家探索过的问题,或许这个问题还难住了许多有名的人

浅谈数学史在中学数学教学中的应用

浅谈数学史在中学数学教学中的应用 摘要:本文主要讨论数学史在中学数学教学中的应用,数学史在中学数学教学的意义,原则方法及其怎样才能在中学数学教学中更好的渗透数学史。为今后更好的把数学史融入到中学数学教学当中,使学生们更加有激情的学好数学做好准备。最后分析了当前影响数学史在中学数学中的概况以便更好的、有效的应用到其中。 关键词:数学史;中学数学;教学 自1972年数学史与数学教育的关系国际小组成立以来,数学史的研究在国内外受到了高度的重视,尤其在国内,新课程标准的颁布奠定了数学史在课堂教学中的重要地位。很多教育研究者从不同的角度和层面对数学史进行了研究,其中对数学史的意义及作用、教师数学史知识的研究比较多。但是,对于如何将数学史与初中数学课堂教学整合,直接应用数学史的内容比较少,有的只是后边的阅读。基于此现象本文主要编写数学史融入初中数学教学中的应用及其相应的意义。数学史是研究数学概念、思想和方法的起源与发展,及其与社会政治、经济、文化的联系的一门学科.数学史不单单是数学成就的编年纪录,人类对数学的认识史,它也是数学发展对社会生产、政治、科技、军事、文化的关系史,同时还是一部数学思想的发展史。数学史在数学教育中的应用一直是人们关注的重要研究课题之一.在数学课程改革背景下,数学史在激发学生学习兴趣、培养学生数学思维等方面的教育价值逐渐被人们所认同,但是在实际教学中数学史的应用却十分有限,或只停留于单纯加入和简单介绍的层面。但是随着课程标准的改革中的要求数学史融入中学数学教学更加受到了人们的广泛关注。 1.数学史融入中学数学教学的背景 数学史在数学教育中的重要性已普遍被人们所认同,而怎样借助数学史来使数学教学活动得到改善和优化,成为数学家、数学教育家、数学史学家等所关注的新问题.因此,为了促进数学史教育价值的实现,为了加强国际间

在初中数学教学中渗透德育教育的几点做法

在初中数学教学中渗透德育教育的几点做法 教学永远具有教育性,教书育人是我们每个教师必须遵循的一个重要准则。如何在教好书的同时培育学生良好的品德,是我们每个教师必须思考的课题。这里我结合自己多年的教学实践,简单谈谈如何在教学中渗透德育的几点做法。 一、利用数学史对学生进行爱国主义教育 爱国主义教育是学校的主要任务之一,在我们现行的九年义务教育初中版数学教材中,有丰富的爱国主义教育素材,在教学中适时地、自然地利用它们对学生进行思想教育,会达到事半功倍的效果。比如在指导学生阅读《有关几何的一些知识》、《中国最早使用负数》、《勾股定理》、《关于圆周率》、《我国古代有关三角的一些研究》、《我国古代的一元二次方程》等阅读教材后,告诉学生,我国自古在数学研究应用方面就有辉煌的成就。这些真实典型的数学史实不仅可以激发学生强烈的爱国情和民族自豪感,而且也能激励起学生学习的进取精神。 二、利用数学的应用价值,培养学生理论联系实际的作风 我在教学几何《解直角三角形应用举例》一课时,针对学生不重视这类问题的通病,向学生讲述了这样的事实:早在公元前两千年,我国的治水英雄——大禹,为了解决在治水中的地势浏量问题,就巧妙地利用了解直角三角形的主要依据——直角三角形的边角关系,解决了不少治水工程的难题,这种方法要早于西方三角术的研究达两千年之多。通过这个故事,不仅使学生看到了中国古代人民的聪明智慧,而且使学生深切感受到了数学知识的实用价值,增强了学生学习数学应用题的积极性。 三、利用数学美培养学生的集体主义观念 数学并不是一门枯燥乏味的学科,它实际包含着许多美学因素。古代哲学家、数学家早就断言:“哪里有数,哪里就有美。”数学美的特征表现在和谐、对称、秩序、统一等方面。比如圆是平面图形中最完美的图形,它的完美不仅在于它的完全对称性(轴对称、中心对称,而且在于它体现着一种伟大的精神——集体主义精神,这是因为圆本身就是把无数零散的点,有序地、对称地、和谐地、按统一的规律(到定点的距离等于定长排列而成的封闭图形,就像一个和谐的大家庭,每个成员都有自己的位置和作用,同时也遵循着集体的纪律。由此我启迪学生,你们个人就像圆上一个个孤立的点,你们所处的班集体乃至于整个社会就好比一个圆,集体的形象与荣誉与你们自己的努力是分不开的,若个人不遵守集体的纪律,不能正确处理个人利益与集体利益的关系,就会像不在圆上的点一样,游离于集体之外,也就得不到集体的温暖。这样用形象生动的语言将集体主义教育自然地渗透到了学生的心田。 四、利用平面直角坐标系及函数图象教学对学生进行人生观教育 数学中存在着严密的逻辑推理,同时也存在许多富有哲理的东西,注意挖掘这方面的素材,就可以有针对性地对学生进行人生观教育。 比如我在讲授平面直角坐标系时,首先讲平面直角坐标系是一种划定点的位置的工具,通过平面内点与有序实数对的对应关系,将一个点在平面内的位置,由它的两个坐标(横坐标、纵坐标)确定下来。由此加以引申,我们所处的整个社会,

数学史与数学教育

数学史与数学教育 一、数学史有它的教育价值: 普及数学史是新课程改革的基本旨趣;学史能够给数学课堂教学添色增彩;中小学教材渗透着丰富有趣的数学史;数学史是认识数学知识本质的催化剂;数学史本身蕴含着当下教材基本知识。 二、数学发展的几个阶段 目前学术界通常将数学发展划分为以下五个时期: (一、)萌芽数学时期(公元前600年以前); (二、)常量数学时期(前600年至17世纪中叶); (三、)变量数学时期(17世纪中叶至19世纪20年代);(四、)近代数学时期(19世纪20年代至第二次世界大战);(五、)现代数学时期(20世纪40年代以来)。 第一阶段有一下两项重要成果:计数制度的产生和使用(如图1)。测量和 图1 作图(如图2赵爽对勾股定理证明方法,图文结合)。

图2 第二阶段是常量数学时期(初等),那个时期数学发展的两条主线: 1.中国初等数学的辉煌成就、 2.灿烂的古希腊数学。 其中中国初等数学的辉煌成就有三次发展高潮:(1)两汉时期;(2)魏晋南北朝时期;(3)宋元时期。 领先的成就有: 1、计算技术的创用 2、加、减、乘(九九表)、除;分数、小数、近似计算 3、更相减损术、比例算法、盈不足术 4、刘徽的“割圆术”,祖冲之的“圆周率”,祖暅原理,算经十书 宋元四大家:杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰。贾宪三角(杨辉三角);秦九韶《数书九章》之“正负开方术”、“大衍求一术”;朱世杰之《算学启蒙》、《四元玉鉴》的“招差术”、“垛积术”;李冶是的“天元术” 第三时期变量数学时期主要有:几何学的变革;微积分的创立与

发展;多分支的形成:集合论、抽象代数、复变函数等,这几个重要成果。 几何学的变革时期代表人物有费尔玛、高斯、笛卡尔等。笛卡尔在实际上建立起了历史上第一个倾斜坐标系,把几何和代数达到了完美的统一。 微积分虽然不是牛顿与莱布尼兹发现创造的,但却是他俩大体完成的。牛顿改变了以往从“和的极限”到“定积分”的老路,开创了从导数到不定积分到定积分的新路。清楚得表明了他对微分和积分互逆关系的认识。莱布尼兹认识到求积依赖于在横坐标的无限小区间上的纵坐标之和或无限窄小的矩形之和。更重要的是他认识的求和(积分)与求差(微分)运算的可逆性。 数学方法:(1)化归的方法、(2)变换的方法、(3)类比的方法、(4)归纳的方法、(5)合情推理的方法、(6)反证法、(7)数形结合的方法、(8)分类讨论的方法、(9)运筹的方法。 数学观点:(1)近似的观点、(2)抽象的观点、(3)一一对应的观点、(4)对称的观点、(5)多样性和统一性的观点、(6)“变中有不变”的观点、(7)偶然性与必然性的观点、(8)运算与结构的观点、(9)博弈的观点、(10)关系、等价关系、序关系、相关关系、比例关系、函数关系的观点 数学思想:(1)“命题需要证明,证明依靠逻辑”的思想、(2)量化的思想、(3)数学建模的思想、(4)最优化的思想、(5)公理化的思想、(6)数学机械化的思想、(7)数据处理与数理统计的

中学数学德育渗透计划3篇

中学数学德育渗透计划3篇 (1828字) 《中小学德育大纲》规定:“学科教学是德育的主载体,也是对学生进行思想政治工作的主渠道。寓德育于各科教学内容和教学过程之中,是每一个教师的职责。”有人认为进行德育教育是语文、历史、政治等学科的,数学是自然科学,没必要进行德育教育,实际上这是一种错误的认识。经过多年的数学教学,我认为数学课中的德育教育必不可少,它是感化学生心灵、唤起学生自信的良药。那么怎样在数学课中进行德育渗透呢?我想应从以下三个方面着手: 一、要善于挖掘教材中的德育素材。 数学研究的是空间形式及数量间的关系,它相对抽象而枯燥。虽然不像文科知识活泼,生动而富有情趣。但数学教学作为整个教育活动的一部分,必须渗透德育教育。关于这一点,数学教学大纲中也有明确的规定,可见德育教育在数学教学中不仅是可能的,而且是必须的。数学本身的知识内容和知识体系渗透了德育因素,数学教师应抓住学科特点实施德育教育。 数学科学的各种概念、定理间的联系、发展变化是无穷

的。在教学中根据这些特点,利用中学生可塑性强、思维活跃的发展规律,激发他们的学习热情,培养他们爱科学、学科学的兴趣。例如,在平面几何教学中,完成了基础知识传授、学法指导的基础上,引导学生对一些特殊图形,如:平行四边形、萎形、矩形、正万形等几个概念的内含与外延进行比较。使学生认识到这些概念间的联系其妙无穷。同时对这些图形的性质定理、判定定理进行比较,认识这些定理的发展变化规律。从而激发他们学习的热情,使其感受到学习的乐趣。 二、要精于创设利于德育渗透的情境。 教师应熟悉各种创设情境的形象化手段,并根据各章节中包含的德育素材的不同性质、特点,结合各种形象化手段的效果特点,确定采用何种手段创设情境,必要时还要进行剪接、合并、创新等。如学习有理数时向学生介绍我国是最早使用负数的国家,增强了学生的民族自豪感。为了使学生熟练掌握本章内容,安排好学生演员,扮成正数、零和负数,进行有理数加、减、乘、除及乘方的演算,激发了学生的学习兴趣。学生不仅在愉快中掌握了知识,而且在不知不觉中获得正确的情感态度和价值观。幽默风趣的语言是数学教学中最常用的一种形象化手段,生动、优美的语言描述“不

数学史与数学文化-讲座体会汇编

数学史与数学文化讲座体会 左安门中学孙丽颖通过丰台分院组织的数学史与数学文化系列讲座讲座,我了解到数学是一门伟大的科学,它作为一门科学具有悠久的历史,与自然科学相比,数学更是积累性科学。它是经过上千年的演化发展才逐渐兴盛起来。同时数学也反映着每个时代的特征,美国数学史家克莱因曾经说过:“一个时代的总的特征在很大程度上与这个时代的数学活动密切相关。这种关系在我们这个时代尤为明显。”数学已经广泛地影响着人类的生活和思想,是形成现代文化的主要力量。 一、数学史的研究对象 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。因此,数学史研究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史学、哲学、文化学、宗教等社会科学与人文科学内容,是一门交叉性学科。 从研究材料上说,考古资料、历史档案材料、历史上的数学原始文献、各种历史文献、民族学资料、文化史资料,以及对数学家的访问记录,等等,都是重要的研究对象,其中数学原始文献是最常用且最重要的第一手研究资料。从研究目标来说,可以研究数学思想、方法、理论、概念的演变史;可以研究数学科学与人类社会的互动关系;可以研究数学思想的传播与交流史;可以研究数学家的生平等等。 数学史研究的任务在于,弄清数学发展过程中的基本史实,再现其本来面貌,同时透过这些历史现象对数学成就、理论体系与发展模式作出科学、合理的解释、说明与评价,进而探究数学科学发展的规律与文化本质。作为数学史研究的基本方法与手段,常有历史考证、数理分析、比较研究等方法。

数学教学中如何运用数学史

数学教学中如何运用数学史 数学教学中如何运用数学史 数学教学一 1.讲故事策略 继牛顿之后最伟大的数学家之一欧拉,他在晚年不幸双目失明, 接着一场无情的大火又使他的大部分手稿荡然无存。尽管遭受一系 列的不幸和沉重打击,欧拉仍然屹立没有倒下。他的数学研究照常进行,他的`记忆力和心算能力是罕见的。心算不仅限于简单的运算, 高等数学同样可以用心去算。在失明后的17年里,欧拉回忆补写了400多篇论文。因为欧拉身残志坚、百折不挠的毅力及无与伦比的 数学贡献,后人把他誉为“数学英雄”。在教学中适当地穿插一个数 学小故事,就是创设一个教学情景,一方面可以引起学生的学习兴 趣与动机,同时还可以借故事引入要教的概念或要解决的问题,而 且还可以培养学生敢于面对困难的毅力,增强其不断探索的精神。 2.追溯历史起源策略 数学教科书上展现在学生面前的概念、定理和公式是经过千锤百炼完美无缺的逻辑体系,略去了复杂曲折的发现过程。如函数概念 的发展,从笛卡尔给出最简单的函数概念开始,经过莱布尼兹、贝 努利、欧拉、柯西、黎曼、狄利克雷、维布伦等人的努力,一步步 发展,其间经历了六七次扩充,才形成了今天我们看到的函数概念。如果我们在讲课时只重结论不重过程,学生知其然,不知其所以然,这只会增加学生对数学的厌倦感和枯燥感。 对于当前的高等数学教学而言,其历史演变过程对于刚进入大学 学习的学生来说尤为重要。再如,极限概念是高等数学中一个非常 重要的基础概念,由于学习不可能再现所有知识的发生过程,加上当 前的高等数学教材基本上都是按照“公理―定义―定理―证明”的

严谨逻辑系统来讲述,所以学生要在两三周之内做到从极限的直观描 述过渡到极限的“ε-N”、“ε-δ”语言的认知是很困难的。通过 介绍微积分的发展史,让学生充分了解这个概念是孕育了两千多年才 变得清晰的。即使是牛顿、莱布尼兹在当时也没有透彻地理解微积 分的很多概念。 数学教学二 厘清预期目标、运用方式及其相互关系 数学教育中运用数学史的理论和实践中常存在脱节现象.首先是《高中课标》中数学史的定位和运用的预期目标存在不一致,没有 深入考虑定位转化为具体的预期目标,理论和实践中确立运用数学 史的预期目标时对定位认识不深、关注不够.其次,预设目标和运用 方式之间关系不清,常以应然来解释实然,或反之. 重视设计和开发相关资源 《高中课标》中定位的数学史是数学课程的有机组成部分,特别是作为数学文化载体的数学文化史,要求从社会文化视角宏观地解 释数学主体、数学活动和数学理论等要素,揭示数学的文化价值及 其与学生发展的关系.向学生展示同一文化内或不同文化间数学知识 的发展进程与方式 超越单纯胜利者认知视角从社会文化审视特定历史时刻竞争性数学研究间的对抗,并基于此重构学生易于接受的呈现方式和教学序列.一线教师的能力、精力和资源等不足以单独完成此项工作.因此,调动数学、数学教育、数学史等相关方面的研究者和实践者,形成 特定工作团队,深入研究和开发相关资源是有效落实《高中课标》 相关要求的关键. 数学教学三 (一)通过数学史激发学生的兴趣 数学教学活动中,为使学生学习兴趣得以激发,主要可从情感层面着手,其主要指利用数学史中的趣题、传记或小故事等吸引学生 注意力。以教学中空间直角坐标系内容为例,教学之处教师便可采

数学史与数学教育2018尔雅满分答案

数学史与数学教育绪言(一) 1 【单选题】(A)于1758年出版的著作《数学史》是世界上第一部数学史经典著作。 ?A、蒙蒂克拉 ?B、阿尔弗斯 ?C、爱尔特希 ?D、傅立叶 2 【单选题】首次使用幂的人是(C)。 ?A、欧拉 ?B、费马 ?C、笛卡尔 ?D、莱布尼兹 3 【单选题】康托于(B)年起开始出版的《数学史讲义》标志着数学史成了一门独立的学科。?A、1870 ?B、1880 ?C、1890 ?D、1900 4 【判断题】历史上最早的数学史专业刊物是1755年起开始出版的《数学历史、传记与文献通报》。错误 5 【判断题】公元前5世纪的《希腊选集》中记载了关于丢番图年龄的诗文。(错误) 数学史与数学教育绪言(二) 1 【单选题】卡约黎的著作《数学的历史》出版于(B)年。 ?A、1890

?C、1898 ?D、1902 2 【单选题】史密斯的著作《初等数学的教学》出版于(A)。 ?A、1900 ?B、1906 ?C、1911 ?D、1913 3 【单选题】(D)数学史教授卡约黎倡导为教育而研究数学史。 ?A、德国 ?B、法国 ?C、英国 ?D、美国 4 【判断题】四等分角以及倍立方问题同属于三大几何难题,是被证明无法用尺规做出的。(错误) 5 【判断题】史密斯倡导建立了ICMI。(正确) 数学史与数学教育绪言(三) 1 【单选题】Haeckel的生物发生定律应用于数学史中即为(C)。 ?A、基础重复原理 ?B、往复创新原理 ?C、历史发生原理 ?D、重构升华原理 2 【单选题】史密斯的数学史课程最早开设于(C)年。

?B、1890 ?C、1891 ?D、1892 3 【单选题】《如何解题》、《数学发现》的作者是(C)。 ?A、庞加莱 ?B、弗赖登塔尔 ?C、波利亚 ?D、克莱因 4 【判断题】M.克莱因认为学生学习中遇到的困难也是数学家历史上遇到的困难,数学史可以作为数学教育的指南。(正确) 5 【判断题】18世纪欧洲主流学术观点不承认负数为数。(正确) 数学史与数学教育绪言(四) 1 【单选题】HPM的研究内容不包括(D)。 ?A、数学教育取向的数学史研究 ?B、基于数学史的教学设计 ?C、历史相似性研究 ?D、数学史融入数学科研的行动研究 2 【单选题】HPM的主要目标是促进三方面的国际交流与合作,其中不包括。D ?A、大中学校数学史课程 ?B、数学史在数学教学上的运用 ?C、各层次数学史与数学教育关系的观点 ?D、数学史对数学发展的推动作用 3

初中数学教学中德育渗透的教学案例-

初中数学教学中德育渗透的教学案例 【这是浙教版教材七(下)4·3解二元一次方程组(1)中的其中某个教学片断】师:同学们,刚才我们已学习了二元一次方程组的一种解法即代入消元法,下面我们运用所学的知识一起来研究一个有趣的数学题目。 生1(迫不及待地):老师是什么问题啊? 师:同学们,《孙子算经》是我国南北朝时期一部重要的数学著作。是我国古代《算经十书》之一,许多问题浅显有趣。其中“鸡兔同笼”流传尤为广泛,它还漂洋过海流传到了日本等国呢! 【学生们现出自豪的神情并急切地要求老师给出题目】 师:今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何?意思是:有若干只鸡和兔在同个笼子里,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?同学们你们会解吗? ……【同学们一阵思考讨论后】 生2:老师,我会解。(用小学算术方法求解) 生3:老师我有另外的解法。(学生用一元一次方程求解) ……【学生小组讨论非常激烈】 生4:用今天所学的二元一次方程组的方法,这个问题就更容易解决了。设鸡有x只, 兔有y只,则根据题意有: 35 2494 x y x y += ? ? += ? ,用代入消元法解这个方程组得 23 12 x y = ? ? = ? 。 师:同学们的解法都很好,特别是生4的解法,他把我们今天所学的知识都应用进来了,使我们更容易理解。那你们知道孙子是如何解答这个“鸡兔同笼”问题的吗? 【学生们流露出迫切想知道的神情】 师:原来孙子提出了大胆的设想。他假设砍去每只鸡和每只兔1 2 的脚,则每只鸡就变

成了“独脚鸡”,而每只兔就变成了“双脚兔”。这样,“独脚鸡”和“双脚兔”的脚就由94只变成了47只;而每只“鸡”的头数与脚数之比变为1:1,每只“兔”的头数与脚数之比变为1:2。由此可知,有一只“双脚兔”,脚的数量就会比头的数量多1。所以,“独脚鸡”和“双脚兔”的脚的数量与他们的头的数量之差,就是兔子的只数。 生5:孙子真伟大啊,《孙子算法》真棒! 师:孙子的这一思路新颖而奇特,其“砍足法”也令古今中外数学家赞叹不已。这种思维方法叫化归法。 生6:老师,什么是化归法啊? 师:化归法就是在解决问题时,先不对问题采取直接的分析,而是将题中的条件或问题进行变形,使之转化,直到最终把它归成某个已经解决的问题。我现在问你们一个问题:今天我们的方程组是怎么来解的啊? 生7:用代入消元法啊。就是先把方程组变形,使得一个未知数能用含另一个未知数的代数式表示,然后把它代到另一个方程,变成一个一元一次方程来解。 师:对,我们今天学习的是用代入消元法来解二元一次方程组的。它的数学思想就是把二元一次方程组转化为我们已很熟悉的一元一次方程,而一元一次方程我们很容易解决。其实代入消元法的思想就是孙子的化归法啊。只不过我们发现用今天的二元一次方程组来表示,更清楚明了罢了。 生8:原来我们今天的解法的思想我们祖先早就会运用了啊。真了不起! 师:是啊,我们祖先用他们的聪明才智创造了世界奇迹。《孙子算法》中还有一个很著名的数学问题,它的发现比西方要早很多,那个问题的推广及解法被称为中国剩余定理,它在近代抽象代数中占有非常重要的地位。希望同学们能够学习先人,努力学习,争取创造更多的“中国定理”哦!(同学们鼓掌,出现了本节课的又一个小高潮)【同学们热情高涨】 师:同学们,老师现在还有一题类似的题目,有没有兴趣再来解一下啊?! 生(争前恐后地举手):想!

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