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重视数学史在中小学数学教育中的作用

重视数学史在中小学数学教育中的作用
重视数学史在中小学数学教育中的作用

重视数学史在中小学数学教育中的作用

摘要:新课标中学数学课程与传统的数学课程相比出现了诸多发展和变化,在众多的发展变化中有一个变化是非常明显的,那就是在新课程中都十分注意数学史内容的渗透,甚至在高中的课程中还专门开设了一门数学史选修课程。那么,在新课程中为什么如此重视渗透数学史的内容呢?本文就从一个教材编写者的角度出发,谈一谈数学史在中学数学课程中的教育功能以及教师在教学时如何把握这些内容。

关键词:数学数学史教育功能工具作用与人文作用

作为一门学科,“数学史”一词对于广大中学教师来说也许并不熟悉,毕竟决大多数教师都未曾把它当作一个学科来研究或学习过。不过,如果把它作为一般的名词“数学的历史”来理解当然不会陌生。因为我们以前的老课程尽管在这方面并不是非常注重,但有些教师还是会有意无意地获得一些与数学知识本身发展的来龙去脉有关的知识。

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,及其与社会政治、经济和一般文化的联系的一门学科。在老教材中曾经出现过一些数学史的内容,但与新教材相比是不可同日而语的。在新教材中出现的数学史和数学文化内容为教师教学提供了新的发挥空间,为激发学生的学习兴趣提供了新的契机。

人教版的中学教材已经使用了一年,根据回访时教师的反馈意见可以看出,大部分中学教师对新教材中出现的这一块内容普遍持支持态度,一方面数学史内容与数学知识的教学紧密结合有力地促进了学生对数学本质的掌握,另一方面数学史知识的适当渗透并没给老师的教学和学生的学习增加压力。

但是也有一些教师对数学史内容持冷淡态度,对设置这块内容的目的不是很明确,还有一些教师尽管很欢迎这块内容,但教学时不知如何把握。本文中就从初中教材特别是高中数学史选修教材的编写者的角度出发,对数学史的设置目的、教育功能以及如何教学等方面谈一谈本人的看法。

一、数学与数学史

数学是研究空间形式和数量关系的科学,是刻画自然规律和社会规律的科学语言和有效工具。与其他学科的知识相比,数学是一门历史性或者说积累性很强的学科。重大的数学理论总是在继承和发展原有理论的基础上建立起来的,它们不仅不会推翻原有的理论,而且总是包容原来的理论。

比如,小学时学了整数,到初中阶段就先后发展为有理数和实数,最后在高中又发展为复数,而数的每一次扩展都不会推翻原来的数的运算法则,而是包含了原来的法则,这就是“数的扩张的一致性”。

而其他自然科学都不乏后来的理论推翻以前理论的例子,由此次可以看出数学不同于其他学科发展的独到之处,也许这也是数学称为基础科学而不是自然科学的一个原因。鉴于数学的这一特点,一百多年前,德国的数学史家汉克尔(H. Hankel,1839—1873)就形象地指出数学与其他自然科学的显著差异:

“在大多数的学科里,一代人的建筑为下一代人所摧毁,一个人的创造被另一个人所破坏。惟独数学,每一代人都在古老的数学大厦上添加一层楼。”

尽管汉克尔的话有些绝对,但还是形象地指出了数学这门学科的积累特性。从这个意义上说,不了解数学史就不可能全面了解数学科学。

二、数学史的教育功能

数学科学作为一种文化,不仅是整个人类文化的重要组成部分,而且始终是推进人类文明的重要力量,而作为教授数学的教师和学习数学的学生来说,数学史更是必读的篇章。在中学的课程中设置数学史的课程主要是因为数学史有如下的教育功能。

1.开阔学生视野,激发学习兴趣

就大多中学数学生而言,数学与其他学科相比确实是比较抽象、枯燥和乏味的,这样如何把数学课讲得引人入胜、生动活泼就成为数学教师的一大挑战。教师都有这样的经验:学生如果能知道数学知识的来龙去脉,那么就能较好地掌握知识。数学知识的产生与发展必有其前因后果。作为数学教师不仅要透彻地了解他们所教的那一部分数学,而且从宏观上来认识数学知识的发生与发展。从而能够知其然也知其所以然,从而能教其所以然。

事实证明,课堂授课时那些知识丰富、谆谆善诱的老师远较那些授课时简单乏味、就事论事的教师受学生欢迎。如果教师在教授数一些常见的数学概念、理论和方法时,能够指出它们的来源、典故及历史演变过程,将会使学生兴趣昂然。比如,教师在讲授“勾股定理”时,如果仅仅给出推导证明,学生也能够掌握。但是,如果教师给出中国古代的证明思路,或者提及古希腊毕达哥拉斯发现这个定理的经过,课堂气氛就会活跃起来。

在教师教授数学知识的时候,如果能不失时机地、适当向学生渗透一些有关的典故、背景或名人趣事,学生一方面开阔了视野,知道了数学知识的取得是如此曲折动人,就会对知识点产生更深刻的认识。知道了知识的来龙去脉,学生的知识面会得到不同层次扩展。如果他知道,从古至今,“勾股定理”的证法已经超过300多种,甚至还曾经有一位美国总统醉心于这个定理的证明,学生们一定会产生旺盛的求知欲,努力从各方面去思考证明思路。

教师虽然不是数学家,但却可以培养出数学家。许多数学家走上数学研究道路都与中学时代遇到一位善于激发学生兴趣的教师有密切关系,由此看来,教师对学生的影响是显而易见的,有些教师甚至成为发现千里马的伯乐。

2.感受前人严谨态度,增强自我探索精神

数学是人类文明的重要组成部分,是人类智慧的结晶,数学的历史像一条大河几乎贯穿了人类的整个文明史,它时而波涛汹涌,时而风平浪静。数学今天的繁荣昌盛是千百年来无数数学先驱前仆后继,辛勤耕耘的结果。数学先贤们的严谨态度值得我们学习,他们的献身精神值得我们景仰,他们的经验教训值得我们去借鉴,许多数学家孜孜不倦、锲而不舍地追求真理的精神值得我们去感动。

以继牛顿之后最伟大的数学家之一、18世纪数学界的灵魂人物欧拉(L. Euler, 1707—1783)为例,他在年近花甲的双目失明,不久,除了其本人和一些手稿幸免于难外,他的住所和财产全都在一场大火后荡然无存,正所谓祸不单行。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,他的科学活动丝毫没有减少。欧拉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。欧拉在完全失明前,还能朦胧地看到一些东西,他抓紧这最后的时刻,在一块大黑板上写下他发现的公式,然后口述其内容,由他的学生笔录。

在失明后的17年里,欧拉还解决了许多数学问题、留下400多篇论文。由于欧拉身残志坚、百折不挠的毅力和孜孜不倦的探索精神及无与伦比的数学贡献,后人把他誉为“数学英雄”。

再比如我国著名数学家华罗庚,他在十八岁那年不幸罹患伤寒,卧床达半年之久,后来病虽痊愈,但左腿却残疾了。左腿残疾后,走路时左腿要先画一个大圆圈,右腿再迈上一小步。华罗庚幽默地戏称这是“圆与切线的运动”。他的誓言是:“我要用健全的头脑,代替不健全的双腿!”

在数学史上,这样的的数学先贤不胜枚举,他们崇高的理想、顽强的意志、为真理献身的精神及高尚的道德情操,无不是后人应该继承的宝贵遗产。

3.了解祖国传统数学,培养学生爱国情怀

中华文明源远流长,发展进程波澜壮阔。在世界的古老文明中,古埃及、古巴比仑文化早已湮灭在历史长河之中;古印度的文明屡受摧残而损失殆尽,希腊和罗马也早已失去了往日的荣耀与辉煌。惟有中华文明薪火相传,五千多年虽有起伏跌宕,但却连绵不绝,从未中断。

就数学而言,中华民族有着光辉灿烂的过去,在元代以前,中国的许多成果处于世界领先位置。可以说,数学是中国古代最发达的基础科学之一。仅以现在的初中数学知识为例,十进位值制、线性方程组的解法,正负数运算、开平方开立方法则,圆周率的计算都是古代取得的辉煌成就,有些成就领先世界千年以上。

数学是璀璨夺目的中国古代文化的重要组成部分,古代伟大的数学贡献不仅是当今进行爱国注意教育的绝佳材料,而且古代数学家实事求是,敢于坚持真理、勇于攀登高峰的高尚品德,也可以激励后人振兴中华,为实现中华民族伟大复兴的而奋斗的自强精神。

回顾以往,我们的数学教材中的数学知识完全是西方式的,中国的传统数学在里面已经没有立足之地,当然这也无可厚非,毕竟从19世纪中叶以后,中国的数学就已经完全西化了,中国传统数学已经淡出并被人们逐渐遗忘。以至于近百年来,决大多数的中国人甚至一些数学家都不知道中国古代的数学曾经有过的辉煌,真可谓数典忘祖。

从元代中叶开始,中国的古代数学逐渐衰落,即而被西方数学赶超。尤其在鸦片战争之后,在帝国主义列强的欺凌和压迫下,在长期压抑的气氛中,许多国人几乎完全丧失了民族自信心,结果许多人崇洋媚外,觉得自己一无是处,直至今日这种现象也可说是不胜枚举。

但当今世界已经进入电脑时代,更应该唤醒国人对中国传统数学的重视。因为中国古代的数学思想主要以算法为中心,而古希腊的数学思想则是以演绎推理为中心,这两种倾向各有优缺点。而电脑解题要尽可能算法化,这与中国古代数学的思想不谋而合。

毕竟,现在的数学已经世界大同,已不可能用中国古代的方法去学习数学。不过应该给学生的数学学习作一个有益的补充,让学生在学习数学的时候能够知道,这些数学知识我们的先人都已经知晓。对中国古代数学的创造过程的了解可以使我们从前人的探索与奋斗中汲取营养,获得鼓舞、增强信心。

正是考虑到上述的情况,在新的课程标准指导下,在编写新的教材的时候,我们从弘扬祖国优秀文化,提高民族自豪感,增强民族自信心,从小培养学生的爱国情怀,在教材中安排了一些数学史的内容。但教材在这方面只是做出了一些努力或榜样,更多的工作要一线教师去努力。

4.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。

二、如何把握数学史的教学

新课标数学教材中出现了较多的数学史知识,相对来说,以往的数学教材中这类知识是无足轻重甚至是没有的。这种情况就给教师的教学提出了崭新的课

题:如何把握数学史知识,如何进行数学史的教学。这个问题可从如下几方面加以注意。

1.努力提高教师的数学史素养

总体来说,广大教师的数学史知识是非常缺乏的,对数学史的了解是极其不足的,甚至可以说绝大多数教师根本就不知道有“数学史”这一学科,造成这个现象有许多原因。

首先,决大多数教师在大学期间都没有机会把数学史作为一门学科来系统地学习,因为就国内的大学来说,即使是师范院校开设数学史课程的学校是很少的。

另一方面,在以往的教材中很少涉及到数学发展的来龙去脉的内容,教师即使知道一些数学史的知识在过去的教学中也不会主动提及甚至完全没有意识到的。

最后,广大教师的教学任务繁重,升学压力巨大,面对这样的现实情况,教师也就只能全身心地把精力放在如何让学生掌握数学知识本身,如何让学生考出好成绩,而对数学知识以外的知识是无暇顾及的。许多教师在任教后,就没有了再学习再充电的欲望,在他们的思想中,自己的数学知识已经足够应付现实的教学需要,尤其是在中学阶段的数学知识难度不高的情况下。

为了适应新课标数学课程的教学要求,广大教师应该努力改变数学史知识严重缺乏的现状。鉴于上述造成教师数学史知识缺乏的原因,应该努力从下面的几个方面提高教师的数学史素养,扩大知识面。

由于广大教师以往并没有这类知识的教学经验,新教材中出现的这类知识,教师也许会感到陌生,所以要首先掌握教材中的这类知识,并能灵活的加以运用。这是最起码的要求。

仅仅掌握教材中的数学史知识还是不够的,广大教师应该努力增加与数学史有关的课外阅读量。尽管数学史作为一门学科开设的并不多,但这方面的书籍还是很充足的。就笔者所知,很多数学史书的内容都是相近的,所以只要找到一两部有代表性的数学史著作,里面的内容就基本够老师的使用了。

因为考虑到广大教师主要是数学知识的传授者而不是数学知识的研究者,所以教师在阅读数学史书籍时不要以研究者的方式,而仅以开卷有益的心态就足够了,这样就不需要花费更多时间。

2.正确把握教学要求

教师提高了自身的数学史素养以后面临的一个问题就是,如何在教学中处理这些知识。中学阶段的数学史主要有两种呈现方式,一个是在数学教材中以各种方式的渗透,这在初高中的数学教材中都有体现;再就是开设专门的选修课程,

这是在高中阶段。由于在初高中的数学教材中,数学史知识出现的方式不同,所以教师在教学时也要相应采取不同的教学方式。

渗透部分要潜移默化适可而止

对于数学教材中数学史的渗透部分要把握好教学的“度”。以人教版新课标初中数学教材为例,书中是以选修的方式在“阅读与思考”栏目中呈现数学史的内容的。这些内容教师可以作为课外阅读材料让学生自学,教师也可以在教学时把它作为增强学生学习兴趣、启迪学生数学思维的材料加以灵活运用。

在教师灵活把握数学教材中的数学史部分外,教师还应该充分发挥自己的主观能动性,恰到好处地适时向学生渗透一些与所学数学内容有关,而教材中又没有呈现出来的数学史内容,这就需要教师本人有较好的数学史素养。教材中的数学内容几乎每一部分都有引人入胜的历史典故,比如负数的、无理数以及复数的产生背后都有许多有趣的故事,而在以往教师是不会注意渗透这些知识的产生背景的。关键是,许多教师自己对这些知识的来龙去脉都不了解。比如对于复数,绝大多数教师只能就事论事知道复数如何进行运算,对于复数的产生的原因以及实际用处都不甚了了,不能不说是一个遗憾。

毕竟我们的数学教材主要是教授数学知识的,数学史的渗透要恰到好处,不必系统,以防止出现喧宾夺主的结果,这类内容的教学最好能够达到润物细无声的境界。

选修部分要注意适度的系统性和完整性

新课标的高中数学课程较传统的数学课程在设置上发生了巨大的变化。新课程分必修和选修,对于选修课程,学生可以根据自己的兴趣、爱好以及对未来发展的愿望自由选择。选修课程由4个系列组成,其中系列3中有若干个专题,而“数学史选”讲就是专题之一。

作为一门独立的学科,数学史的讲授就与前面以渗透目的安排的数学史的讲授方式大相径庭,渗透部分讲究潜移默化、不求甚解,不求数学史知识的系统与完整,而数学史选修课程的讲授则恰好相反。

既然把数学史作为一个独立的选题,它就应该与教材中对以渗透方式出现的数学史内容的要求有所区别。学生既然选择了这个选题,那么就应该在学习之后获得对整个数学发展脉络的一个全新认识,而不应该仅仅停留在知道一些名人佚事,几个历史典故这个层次上面。

所以,尽管高中新数学课标在本专题的说明与建议中提到:本专题不必追求数学发展历史的系统性和完整性。但是,笔者在编写这一专题的时候还是有意识地注意了数学发展的系统性和完整性。在课程标准提供的11个参考选题中,笔者选择了了9个,而课标要求选择不少于6个即可,所以人教版高中数学教材中的“数学史选修”应该说为教师教学提供了较大的回旋余地,教师可以根据自己的实际情况在教材中选择适宜的专题进行教学。

在编写教材时,笔者尽可能把古代数学的主流部分的主要成果系统地呈现给学生,通过对“数学史选修”的学习,学生必将对自己所学习过的数学知识产生全新的认识,并且对中国乃至数学的发展脉络有了一个总体的概观。

“数学史选修”这门课程对教师提出了更高层次的要求。有许多人认为,数学史不是数学,内容文理参半并不像纯数学知识那样艰深,所以一定好教,事实却并非如此。教师本人如果对数学史没有更加系统的了解,是不可能把握好这部分内容的教学的,最多只能做到照本宣科,以其昏昏,使人昭昭。而数学史作为一个独立的学科,教授的难度就在于如何使学生在学习后对数学的历史产生一个系统的、完整而清晰的印象。从这个角度出发,教授本门课程的教师一定要不失时机地提高自己的数学史水平。

最大限度地占有材料是教授本专题的重要法宝

当然,上述的系统性与完整性是相对于在数学教材中出现的那些数学史内容而言的。并且教师也不是数学史专业的研究者,上述的系统性与完整性也远远达不到专业研究者的深度与广度。

即便如此,为了圆满完成“数学史选修”的教学,教师应该最大限度地占有材料,比如数学家、与数学有关的历史建筑、各种发明创造的图片,等等。笔者在编写本专题的时候,已经在教材的正文中尽可能实现图文并茂,但从教学角度来说这些突破还是不够的。

有一点必须说明,“数学史选修”作为选修课程的第4系列,不必考试而只需记录学分,实事求是地说,这给教师和学生都减轻了压力,希望教师和学生在轻松的气氛中教学相长。

总体来说,在新课标数学课程中数学史内容的出现是一个崭新的现象,我们应该予以充分的重视。数学史的教学的一个终极目的就是提高学生学习数学的积极性,使学生加深对数学本质的理解,增长知识面,扩大视野。事实上,教师又何尝不是如此呢?

数学史的教育魅力.docx

数学史的教育魅力 英国著名哲学家弗朗西斯?培根《论读书》中说过:“读史使人明智,读诗使人灵秀,数学使人周密,科学使人深刻。”数学与历史的完美结合便是数学史!每一行都有自己的文化,数学的文化便是数学史!教师在数学教学过程中,不仅要对数学知识了如指掌,还要对数学知识的来龙去脉、前世今生有一定的了解,传授数学知识的同时,把一些重要的数学史介绍给学生,使学生掌握数学发展的基本规律,体会数学发展的曲折,感受数学家所经历的艰苦漫长道路。记得笔者小学一年级的时候,无法正确区分“0,1,2,…,9”和“一,二……九”,只能说“一,二……九”是“语文数字”,“0,1,2,…,9”是“数学数字”,根本不知道那叫“阿拉伯数字”,直到四年级的时候,有一次从别班窗口走过时,听到教室里老师说那是阿拉伯数字。现在回想起来,当时知识是多么残缺,多么苍白!数学史对学生了解数学知识的始末是何等重要!数学课堂要适时涉及数学史知识! 一、辉煌灿烂的中国数学 中国数学史能使学生了解数学发展的基本过程和来源,加强知识的理解,增强求知欲,培养爱国情操。原始时代,“上古结绳而之人,后世圣人易之以书契”标志着数的产生。河图洛书画的八卦实际上是最早的二进制。18世纪德国数学家莱布尼茨创立二进制时就是受八卦的启发,他承认自己只不过是重新发现了中国古代数学中的秘密而已。我国自有文字记载以来,一直是按十进制记数的,被马克思誉为“世界上最妙的发明之一”。比印度使用十进制要早一千多年!靠移动算筹进行运算,取得了辉煌的成就,赢得了中华民族素以计算见长的美誉。 开平方是一种非常重要的运算,其难度远超过四则运算和乘方。《九章算术》详细说明了开平方的方法、步骤,尤其可贵的是采用数形结合的方法,是数学史上首次的十进制的开平方法则,刘徽作了几何解释,并给出了彩色图解。魏晋时代(263年左右)数学家刘徽在我国数学上作出了杰出贡献:①倍边公式:“割之弥细,所失弥少,割之又割,以至于不可割,则与圆合体而无所失矣”,显示了刘徽采用超越时代的极限方法来解决圆面积的计算问题,与牛顿―莱布尼茨创立的积分法的思想一致。②刘徽不等式:为了求出π的近似值,并估计误差的大小,刘徽用很巧妙的方法导出了一个有用的不等式――刘徽不等式。刘徽所采用的方法与1500多年以后德国数学家维尔斯特拉斯(1815―1897)提出的“单调数列必有极限”定理是完全一致的。③提出无理数“面”:只能求得近似值而求不出准确值的“不可得而定”之数叫做“面”。④刘徽定理,刘祖等幂等积定理。圆周率π:3.14159263,方程均xn+yn=zn没有正整数解(x,y,z),直到1995年5月被英国数学家怀尔斯用反证法证明了,期间悬滞了358年之久。 英国科学家伊萨克?牛顿(1643―1727)基于力学和德国哲学家、数学家莱布尼茨(1646―1716)基于几何,两人独立完成,提出微积分。微积分的创立使数学进入了新的发展阶段。1687年牛顿出版了科学巨著《自然哲学的数学原理》被爱因斯坦誉为“无比辉煌的演绎成就”。全书以微积分为工具,证明了行星运动(开普勒)三大定律、万有引力定律等极其重要的自然科学定律,把微积分也应用于流体力学,声学,光学,潮汐和宇宙体系。牛顿废寝忘食,专心于科学的故事有

融入数学史教学的几个教学案例

对于“体现数学的文化价值”的几点教学建议 课堂是学生学习数学知识的主要途径,在高中数学中融入数学史的教育体现了课程标准理念中的”体现数学的文化价值”。以下是我对融入数学史教学的几点建议。 【建议 1】复数概念学习中介绍复数的发展史 复数的学习是数的概念的又一次扩充,因为刚刚接触复数,很多学生感觉不易理解、无法接受,这时他们往往把原因归咎于自身的智力,甚至对自己的学习水平产生怀疑。如果能让学生了解他们遇到的困难也正是在 18 世纪困扰着当时的数学界的难题,他们遇到的困惑也以前同样困扰着很多伟大的数学家,那么通过还原历史的原貌,就能够使他们更加亲近数学,增强学习数学的信心。 在复数的教学中,老师能够指导学生利用图书馆、互联网搜集信息,了解数的发展历史,如:数学史上的三次危机、数的发展、数学家的故事等,在课外查找资料的过程本身就是学生的一个学习的过程,在课堂教学中能够先让学生用一、两分钟来讲历史上关于复数故事。下面是具体的设计内容: 把 10 分成两部分,使其乘积为 40 的问题,方程是 X (10-X) = 40 ,他求得根为5-15-和5+15-,然后说,“不管会受到多大的良心责备”,把5-15-和5+ 15-相乘得乘积为25-(-15),即 40。卡尔丹在解三次方程时,又一次使用了负数的平方根。卡尔丹肯定了负数的平方根的用处。数学家为此创造了“虚数”,以符号i 表示,并规定2 1i =-,-1 的平方根当然就是i ± 了。这样一来,负数开平方的难题就迎刃而解。这就是科学的创新精神。不过,用i 表示虚数的单位,却是直到 18 世纪著名的数学家欧拉提出的,这看似简单的符号却经历了两百多年才出现,这就是数学发展的艰辛历程。“实数”、“虚数”这两个词是由法国数学家笛卡尔在 1637 年率先提出来的。后人在这两个成果的基础上,把实数和虚数结合起来,记为a +b i 表的形式,称为复数。 在虚数刚进入数的领域时,人们对它的用处一无所知。实际生活中也没有用复数来表示的量,因而,最初人们对虚数产生怀疑和不接受的态度。18 世纪对于“虚数”的争论让很多数学家非常困惑,到 19 世纪仍然对此争论不休。对于 1-,柯西说:“我们能够毫无遗憾地完全否定和抛弃一个我们不知道它表示什么,也不知道应该让它表示什么的数”;哈密尔顿也置疑“在这样一种基础上,哪里有什么科学可言”;大数学家欧拉对于虚数概念也是不甚了了。在《代数学引论》中,他写道:“因为所有能够想象的数要么大于零,要么小于零,要么等于零,所以负数的平方根显然是不能包含在这些数之中的 ,所以我们必须说 ,它们是不可能的数……它们通常被称为想象的数,因为它们只存有于想象之中。有趣的是,对此抱否定态度的爱因斯坦,却恰恰是他先把复数使用到了物理学领域。 让学生了解这些史实,能够增进他们学习数学的兴趣与信心。 【建议2】古题新用,培养创新意识

数学史在数学教育中的价值

数学史在数学教育中的价值 摘要:良好数学观形成的阶梯;学习热情激发的养料;数学思想方法培养的载体;人文思想教育的参考;爱国情怀的培养 我国著名数学家和数学教育家徐利治先生认为:数学思想史向人们揭示了数学创造性思想的萌芽、成长、发展的客观历史过程,同时也反映了数学成果(一般表现为数学模式及其建构)的发现、发明、创造的动力、契机其增值发展的规律,从而将能启发年轻一代数学家们顺应客观历史规律,总结并扬弃前一代数学家的思想方法,为人类的数学文化事业做出继开来的贡献。在数学教育中,让学生接受更多的数学史方面的教育,不但可以提高学生的文化修养,激发广大学生学习数学的热情,同时又能增加学生对数学知识的理解,促进学生的学习。 1、良好数学观形成的阶梯 数学观是人们对数学的认识和看法,既关于“数学是什么?”的数学本质问题,这不仅是对数学认识的问题,也是数学教育中的一个根本性问题.从数学史上看,无论是最早讨论数学本质的古希腊哲学家柏拉图,还是关于数学基础的三大学派——逻辑主义、直觉主义和形式主义,以及关于数学知识的生成为核心的社会建构主义。如果把数学只是看成一门由数学家创造出来的纯理论的学科,凡人不必去理解其创造发现的过程,那么,数学教育就必将仅仅是纯粹的知识传授.通过在数学教学中逐步渗透数学史的知识,就可容易地理解以下结论:(1)数学不仅是一门系统化的演绎科学,而且是源于社会实践

的归纳科学;(2)数学是由问题和解决问题的方法构成的有机整体;(3)数学是不断完善、广泛应用和持续发展的。 2、学习热情激发的养料 当前我国高校很多学生学习数学的动力不强,特别是我们这样的石油工科院校,有部分学生选择了数学系其实只是一种无奈,因此在学习过程中随着知识的加深,学习兴趣日益在减弱。学生的学习兴趣不高也极大地影响了数学教学的效果。但这并不是因为数学本身无趣,而是教学忽视了对学生学习兴趣的培养。美国数学家魏尔德(R. Lwilder)[1]认为:数学课堂上只强调数学的技术是不够的,要使学生被数学所吸引,一定要运用数学历史知识。也就是说,数学史素养对于一个合格的数学教师而言是不可缺的。在数学教育中适当结合数学史知识,并充分挖掘数学史在课程中的教育价7生对数学的了解和学习热情的激发。挖掘数学历史中的榜样,激励学生的学习意志,通过有意识地向学生讲解一些数学家的奋斗史和历史上优秀人物在逆境中成才的故事,可激励学生学习数学家的非凡毅力和刻苦精神,帮助他们树立正确对待挫折的观念;介绍数学发展历史中的辉煌成就,利用教学内容教育学生,可使学生增强民族自豪感和自信心,让他们产生对数学家的崇拜以及对数学的热爱,从小树立远大的奋斗目标。我觉得学校开设数学文化这门课真心不错,尤其是对于作为文科生的我来说激发了我对数学的热爱,让我不再惧怕高数。 3、数学思想方法培养的载体 数学教育的根本目的在于培养数学能力,即运用数学解决实际问

学习数学史的意义

学习数学史的意义 一、学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科 《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而现阶段高中学生对数学的看法大都停留在感性的层面上——枯燥、难学。数学的本质特征是什么?当今数学究竟发展到了哪个阶段?在科学中的地位如何?与其它学科有什么联系?这些问题大都不被学生全面了解,而从数学史中可以找到这些问题的答案。 二、学习数学史有利于培养学生正确的数学思维方式 现行的数学教材一般都是经过了反复推敲的,语言十分精练简洁。为了保持了知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。虽利于学生接受知识,但很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,在教学与学习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的掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到知识大都是经过问题、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的。影响了学生正确数学思维方式的形成。 三、学习数学史有利于培养学生对数学的兴趣,激发学习数学的动机 动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学的观点讲,动机可分为两个部分;人的好奇心、求知欲、兴趣、爱好构成了有利于创造的内部动机;社会责任感构成了有利于创造的外部动机。兴趣是最好的动机。中学生的学习动机不明确,对数学的兴趣也很不够,这些都极大地影响了学习数学的效果。但这并不是因为数学本身无趣,而是它被我们的教学所忽视了。在数学教育中适当结合数学史有利于培养学生对数学的兴趣,克服动机因素的消极倾向。 四、学习数学史为德育教育提供了舞台 在《标准》的要求下,德育教育已经不是像以前那样主要是政治、语文、历史这些学科的事了,数学史内容的加入使数学教育有更强大的德育教育功能,我们从下几个方面来探讨一下。 首先,学习数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的中学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、祖暅、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等一批优秀的数学家,有中国剩余定理、祖暅公理、“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。《标准》中“数学史选讲”专题3就是“中国古代数学瑰宝”,提到《九章算术》、“孙子定理”这些有代表意义的中国古代数学成就。 然而,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。《标准》中“数学史选讲”专题11——“中国现代数学的发展”也提到要介绍“现代中国数学家奋发拼搏,赶超世界数学先进水平的光辉历程”。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,学习数学史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。数学家们或是坚持真理、不畏权威,或是坚持不懈、努力追求,很多人甚至付出毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31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10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又是如何执着追求的故事,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。 最后,学习数学史可以提高学生的美学修养。数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服。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。很多着名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)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,意大利着名画家达芬奇、印度国王Bhaskara、美国第20任总统Carfield等都给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所着《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。黄金分割同样十分优美和充满魅力,早在公元前6世纪它就为毕达哥拉斯学派所研究,近代以来人们又惊讶地发现,它与着名的斐波那契数列有着十分密切的内在联系。同时,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、体积三角公式的统一美、非欧几何的奇异美等时,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。 体会一:懂得历史:从欧几里得到牛顿的思想变迁

浅谈'数学史'的教育意义

浅谈“数学史”的教育意义 摘要:我认为,数学教学适当的加入数学史的内容,帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,形成正确的数学观。无论中小学或大学增加了数学史的内容,就可以弥补这方面的不足.我们应当主张数学课程体现数学的文化价值,在适当的内容中提出对“数学史”的学习要求,因此在中小学或大学的教学范围中设立了“数学史选讲”专题。 关键词:数学史数学教学 在数学几千年漫长的发展过程中,形成了它的历史——数学史。 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。 长期以来,数学教育与数学史密不可分。许多数学家都很关注数学史及其教育。例如,大数学家F·克莱茵——国际数学教育委员会(ICMI)的第一任主席,他曾经写过《19世纪数学史》;ICMI第二任主席美国数学教育家D·E史密斯曾经很关注中国和日本的数学史,他和我国著名数学史学家李俨先生在1910年就有交往;还有我国的数学教育家、数学史家钱宝琮先生在上个世纪六十年代率先为大学师生和中学教师开设“数学史”教育课程。从20世纪下半叶开始,“数学史”更深的进入到数学教育中。“数学史”的介入为数学教学注入了青春活力,带来了勃勃生机,唤醒沉睡了千年的洋洋数学文化史,将其重新置于“火热的思考”之中。【1】因此,我们的数学课程应适当的加入史学元素,反映数学的历史、应用和发展趋势,帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,逐步形成正确的数学观。一、国际、国内对数学史的重视 1976年组成了一个国际性的“数学史与数学教育”研究组织,其为ICMI的下属组织,简称HPM(即

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

论数学史的教育价值 正文版

论数学史的教育价值 The educational value of Mathematics History 专业:数学与应用数学作者: 指导老师: 二○一四年五月

摘要 数学史是穿越时空的数学智慧,数学的发展史给我们呈现了一幅源远流长、日新月异的画卷。学习数学史能使我们获得思想上的启迪和精神上的陶冶,有利于激发学习数学的兴趣、帮助我们理解数学、加深对数学的认识,有利于学生和老师形成正确的数学观,有利于培养学生的数学思维和方法,有利于从数学发展的本质对数学教育提供理论指导。数学史也是数学课程不可缺少的组成部分,在数学教学中融入数学史教育,不仅能体现数学知识、数学思想方法的价值,也能体现情感、态度、价值观方面的价值。只有把数学史中数学思想方法的发展过程和学生学习数学过程中的认知变化过程相结合,才可以体现数学史的教育价值。著名数学家M.克莱因认为:“每一位中学和大学数学教师都应该知道数学史,有很多理由,但最重要的一条理由或许是,数学史是教学的指南。” 数学史具有多方面的教育价值:它有利于激发学生学习数学的兴趣;有利于对学生进行爱国主义教育;有利于帮助学生理解数学及培养数学思维方法;有利于辩证唯物主义世界观的形成;有利于提高学生的美学修养。 关键词: 数学史数学教育数学史教育价值

[空一行黑体小三号] Abstract [空一行黑体小四号] Based on adding Lipchitz condition, we prove the high dimensional implicit function theorem using Picard iterative, which provides another proof of it. Furthermore, we obtain a method for the approximate explicit expression of implicit function. Keywords: Picard iterative method; implicit function theorem; Lipchitz condition [注: 以上英文摘要部分的字体都是Times New Roman, 且每一段开始都需空四个英文字符, Abstract为加粗小三, Keywords为加粗小四, 其余小四, 关键词之间用分号隔开, 关键词首写字母不大写(专有名词除外)]

数学史知识融入课堂教学的意义

数学史知识融入课堂教学的意义 数学史作为数学文化的重要历史资源,蕴藏着丰富的哲理和理论内涵,展现了人类追求真理,勇于创新,献身科学的拼搏精神,对人类研究数学、掌握数学、创新数学等方面具有深远的意义和积极的影响。数学新课程标准中提出要“体现数学的文化价值”这一基本理念,深刻揭示了数学史在数学教学过程中的重要作用。如何体现数学的文化价值,我认为将数学史与数学教学适度融合是一个重要的、有效的方法。在课堂教学中融入数学史有助于学生深刻理解数学知识,有助于学生掌握数学思想方法树立正确的数学观,提高数学应用意识。因此,作为课堂教学主导者的数学教师应该选择适当的方式将数学史知识融入课堂教学,使数学史在课堂教学中发挥积极的作用。 一、在教学中引入数学史可以激发学生的数学学习兴趣 传统的数学课堂中往往通过严谨的推理,重复性的练习等巩固数学知识,这种教学方式存在缺乏人性化、与生活脱节等问题,影响了学生学习数学的兴趣。学生在课堂上感受不到学习的愉悦,从而厌倦数学,畏惧数学,对学习数学失去信心,最后导致放弃学习数学。由于学生对新鲜事物所具有的好奇心,数学史知识的引入则可以集中学生的注意力、激发学生的求知欲望、调动学生学习的积极性,有效改善数学课堂教学气氛,收到良好的教学效果。

例如在新课教学中,课题的引入是一个重要的环节,引入的方法灵活多样的。如果课题的引入符合学生的认知发展规律,贴近学生的最近发展区,则有利于学生对新知识新内容的接受,反之对学生有消极的影响。在教学中利用数学史引入课题,可以引起学生的注意力,调动学生的求知欲,起到良好的教学效果。如在学习等比数列前 n 项和的公式时,可以将著名的棋盘问题来引入课题;再如在教学过程中适时介绍一些著名数学家的成长轶事、源自日常生活的数学名题、在自然科学中被精彩运用的数学知识等数学史知识,都可以使学生与数学的“亲近感”,减小学生与数学“距离感”,消除学生对数学的“畏惧感”,进而激发学生学习数学的兴趣,积极参与到课堂活动中去。 二、在教学中引入数学史可以帮助学生更好的理解数学 数学与生活的严重脱节,使多数学生都认为数学远离生活,在生活中并无实用价值,只是数学家们抽象思维的产物,数学的学习仅仅为了应付考试。如果在课堂教学中引入数学史的知识,可以让学生认识到数学与人们生产生活是息息相关的学科,是人类在认识自然、改善自然的过程中慢慢发展起来的学科。经过了各个时期的数学家们的不断钻研,使得现在的数学体系得以完善和发展。通过对数学史有关知识的学习与了解,则可以在教学中把数学概念的演变过程和数学方法的应用实例呈现给学生,不仅有助于加深学生理解概念和方法,更有助于学生全面、系统的掌握数学知识内容。 例如,在学习对数时,教师往往只是介绍对数式与指数式的

数学史的教育价值与具体应用_1

数学史的教育价值与具体应用 数学史与数学研究的各个分支、社会史、文化史的各个方面都有着密切的联系,下面是小编搜集整理的一篇探究数学史的教育价值与具体应用的论文范文,欢迎阅读查看。 随着数学、科学技术和社会的发展,人们对数学有了越来越深刻的认识,对数学和数学教育、数学史与数学教育的关系有了越来越深刻的认识,对数学教育取向的数学史研究及其教育价值的发挥也越来越重视。本文就数学教育取向的数学史的学科性质,它与数学教育的密切联系,怎样通过数学史学习加强数学教育、发挥数学史的教育价值,以及融数学史与数学教学中存在的困难和问题做初步探讨。 1、数学史的学科性质 数学史是研究数学发展历史的学科,是数学的一个分支,也是科学史下属的一个重要分支。数学史与数学研究的各个分支、社会史、文化史的各个方面都有着密切的联系。数学史研究数学原理、概念、思想和方法等的起源与发展,及其与社会、政治、经济和一般文化、教育的联系,它不仅追溯数学原理、概念、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。数学史的研究对象不仅包括具体的数学内容及其发展的历史分期,而且涉及历史学、哲学、文化学、教育学、宗教学等社会科学与人文科学内容。因此,数学史是一门综合性、交叉性学科。 本文所指的数学史,不是那种为历史而研究历史的纯数学史,而

是为教育而研究历史的数学史,也就是数学教育取向的数学史,其关注点侧重于以对数学发展作出贡献的着名历史人物的可歌可泣的、丰满鲜活的数学创造事迹为载体,追溯数学原理、概念、思想和方法的演变、发展过程,探索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学发展对人类文明所带来的影响。 2、数学史的教育价值 数学是历史最悠久的人类知识领域之一。从远古屈指计数到现代高速电子计算机的发明,从量地测天到抽象严密的公理化体系,在五千余年的数学历史长河中,重大数学思想的诞生与发展确实构成了科学史上最富有理性魅力的题材。与自然科学相比,数学更是积累性科学,其概念和方法更具有延续性。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方面。因而,数学史是从一个侧面反映的人类文化史,又是人类文明史的最重要的组成部分。许多历史学家也通过数学这面镜子,了解古代其他主要文化的特征与价值取向。 数学科学作为一种文化,不仅是整个人类文化的重要组成部分,而且始终是推进人类文明的重要力量。对于每一个希望了解整个人类文明史的人来说,数学史是必读的篇章。可以说不了解数学史就不可能全面了解整个数学科学。数学史在整个人类文明史上的这种特殊地位,是由数学作为一种文化的特点决定的。数学史无论对于深刻认识作为科学的数学本身,还是全面了解整个人类文明的发展都具有重要意义。 数学史在数学教育中的重要作用早在19世纪就已经被一些西方

数学史论文有关数学史的论文数学发展史论文 (1)

数学史论文有关数学史的论文数学发展史论文 用好数学史教好数学课 【摘要】初、高中和大学阶段的数学史教育应体现不同的侧重点。在利用数学史进行爱国主义教育时,应谨防一些片面看法和简单做法。 【关键词】数学史教育;学习兴趣;数学思维;爱国主义教育 “数学史主要研究数学科学发生发展及其规律”,由于数学是一门积累性很强的学科,“研究与学习数学史,可以……研究数学科学发展的规律与文化本质,帮助我们掌握数学的思想、方法、理论和概念,认识数学科学与人类社会的互动关系”。如今,越来越多的教育工作者对数学史教育在数学教学中的多方面作用给予了充分的认可。但是,有关数学史的教学中仍有一些问题值得继续探讨,例如学校教学各阶段对数学史教学的侧重点以及容易出现的一些“片面看法和 简单做法”等。以下提出本人对这些问题的粗浅看法。 一、学校教学各阶段的侧重点 一般来说,数学史教育的作用主要有:1。提高学生学习数学的兴趣;2了解数学结论的来历;3。启发学生的数学思维;4。培养学生的良好品质如吃苦耐劳精神、爱国情操等 根据初中学生的年龄特点和接受能力,初中阶段的数学史教育应更多地注意趣味性。初中生的逻辑和自控能力没有发展成熟,数学教学内容、体系也不严密,因此,在初中阶段的数学史教育应更注重通过数学史培养学生的学习兴趣和良好的思想品质。即突出数学史教育的外在功能。例如,“负数的产生”其重要原因之一即解方程的需要,

但在学科发展历史中虽然经历了长时间的曲折但“负数”这一概念仍不能为人们接受,因此在教学处理上就吸取了教训,不以解方程人手而从“表示相反意义的量”人手引入负数(可参看初一年级上册的有关数学教材),从这样的历史背景出发,教学中就应提供大量的直观背景和现实模型以使小学刚升初中的学生在趣味中理解“一”号的现实意义。 高中阶段的数学史教育应将重点放在了解数学结论的来历和启发学生的数学思维上。高中数学内容的逻辑性较强,知识体系也渐趋严密,对于某些抽象程度较高的数学知识(如虚数、极限等),如果缺乏一定的背景材料,不但会给学生造成理解上的困难,也会让学生有“天外来物”的困惑感。数学教师如果能够围绕知识结论的本质,将其发生、发展的过程给学生做以介绍,对学生理解这些知识一定大有帮助;另外,高中数学中存在着大量可以启发学生逻辑思维的历史材料,且高中学生正处于逻辑思维发展的重要时期,因此,利用这些历史材料,不仅能启发学生思维,而且还可以提高学生思维能力、培养学生的创造能力。例如,欧洲文艺复兴时期天文学的兴起使得人们遇到了繁杂的数值计算,“对数”的发明以其节省脑力而“延长了天文学家的寿命”,那么,对中学教学内容的处理就可以围绕指数和对数的本质联系来进行,突出对数运算能有效地将三级运算(乘方与开方)转化为二级运算(乘法和除法)、二级运算转化为一级运算(加法与减法)的转化思想。

谈数学史融入新课程的意义和教育价值

[初中数学论文] 谈数学史融入新课程的意义和教育价值 新的《数学课程标准》要求:“学生通过数学文化的学习,了解人类社会发展与数学发展的相互作用,认识数学发生、发展的必然规律;了解人类从数学的角度认识客观世界的过程;发展求知、求实、勇于探索的情感和态度;体会数学的系统性、严密性、应用的广泛性,了解数学真理的相对性;提高学习数学的兴趣.”提出学生在理解数学的同时,在思维能力、情感态度与价值观等多方面都要得到进步和发展,作为学生数学学习的重要资源,教科书也应当承担向学生传递数学文化的重要职责.数学史知识对于数学教学的意义重大.现就本人第一年任教浙教版七年级数学新教材以来的的实践和感受谈谈数学史融入新课程的意义和教育价值的一些看法. 俗话说:读史使人明智.数学的历史,就如同人类的文明史一样源远流长,由结绳计数的源头萌芽,伴随着人类的实践活动,逐步成长为分门别类的参天大树,数学发展的历史长河为人类积累了宝贵的科学文化财富. 一、数学史融入初中学数学新课程的意义 在初中数学课程中,数学史首先被看作理解数学的一种途径.也是体验人类智慧的途径.新课程对于数学史的把握更科学和更理性. 义务教育阶段各科课程目标都围绕三个基本方面:知识与技能,过程与方法,态度情感价值观,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. 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。新教材通过融入数学史,使学生对数学产生亲近感,将他们引领入数学世界. (1)数学史知识的教学可使学生更深刻地理解数学知识. (2)数学史知识的学习可增加学生学习数学的兴趣. (3)数学史知识可使学生更牢固地掌握数学知识,它不仅可使学生将已学习过的新知识和前面的旧知识联系起来,同时也可使学生在脑子里将学习过的零散的新知识连接到一块儿,从而使新的认知结构更加严密、有条理,使学习的知识不容易忘记. (4)数学史知识可以使学生学会如何应用数学知识,撩拨他们心中的火苗,拨动他们求知的心弦. (5)数学史知识可以增强学生学习数学的信心,激励他们奋发图强,增进学习情趣,陶冶学习情操. 二、数学史融入新课程的教育价值

论数学史的教育价值1

论数学史的教育价值 摘要:数学史是研究数学科学发展及其规律的科学,简单地说就是研究数学的历史。融合数学史教育于中学数学教育中,对于揭示数学知识的现实来源和应用,引导学生体会真正的数学思维过程,激发学生对数学的兴趣,启迪学生的思维,培养探索创新精神及了解数学文化的多元化意义、养成良好的数学品质和爱国主义情感都具有重要意义。 关键词:数学史;中学数学教育;数学文化;价值;数学品质 从数学史上的五朵金花谈起 在数学女王的王冠上闪烁着数学史上的五朵金花,它们就是,,,1,0e i π。这是五个神奇而美妙的数字,因为它们中的每一个都具有特殊的数学史意义,欧拉(Euler )是我们所熟知的大数学家,在各个数学领域里几乎都有以他名字命名的“欧拉公式”,我们知道在复变函数论里有一个占有非常重要地位的欧拉公式:cos sin ix e x i x =+[1],e 是自然对数的底,i 是虚数单位。它将三角函数的定义域扩大到复数,建立了三角函数和指数函数的关系。 为了更好地讲述数学史上的这五朵金花,我们先来对上述公式作一个证明:c o s s i n ix e x i x =+的证明: 因为23411! 2!3!4!x x x x x e =+++++ ,246cos 12!46!x x x x =-+-+ , 3 57s i n 3! 5!7!x x x x x =-+-+ ,在x e 的展开式中把x 换成ix ,且 21i =-,3i i =-,41i =,…, 便有 23 4 2 4 6 3 5 7 1(1)()1!2!3!4!2!46!3!5!7!ix ix x ix x x x x x x x e i x =+--++=-+-++-+-+ 所以cos sin ix e x i x =+。若将公式里的x 换成x -,又可得到:cos sin ix e x i x -=-,然后采用两式相加减的方法得到:sin 2ix ix e e x i --= ,cos 2ix ix e e x -+=[1]。我们把这两个 公式也叫做欧拉公式。 当x π=时,就有10i e π+=,这个恒等式叫做欧拉恒等式公式,它是数学里最令人着 迷的一个公式,它将数学里最重要的几个数字联系到了一起:两个超越数:自然对数的底e ,圆周率π;两个单位:虚数单位i 和自然数的单位1,以及被称为人类伟大发现之一的0。这就是数学史上五朵金花的来历,数学家们评价它是“上帝创造的公式”,我们只能看他而不能理解它。

浅谈数学史融入中小学数学教材的意义和教育价值

浅谈数学史融入中小学数学教材的意义和教育价值

浅谈数学史融入中小学数学教材的教育价值 数学作为自然科学的基础学科,伴随人类产生而产生、发展而发展,数学史折射着人类的发展史。随着人类文明的进展,数学科学不断赋予数学新的功 能,现在数学的思想已开始嵌入我们的文化之中。2001年7月《全日制义务教育数学课程标准(实验稿)》出台,其第四部分的“课程实施建议”,每个学段的“教材编写建议”都有“介绍有关的数学背景知识”,说明数学史在小学数学教学中的作用已受到关注。陈省身先生曾说道“了解历史的变化是了解这门科学的一个步骤”,可 见传播数学史是了解数学的重要部分。李文林先生在《数学史概论》中也谈到“数学史在整个人类文明史上的特殊地位,是由数学作为一种文化的特点所决定的”。 但是,结合安徽省宿州市萧县当地的实际教 学情况来看数学史教育并没有得到应有的重视 和推进,由于地区偏僻,教学思想较其他大城市 来说比较落后很多,教师对有关的数学史知识要 么一带而过,要么视而不见,农村地区的教学设 施更加简陋,师资力量缺乏,而师范毕业生大多要走上教师 岗位,一些教师在教学中虽然深刻感受到数学史知识的重要性,但由于在校期间一直未接触数学史知识,因此只能心有余而力不足。同时中小学由于受课时的限制,教师在上数学课时也很难系统地讲解数学史知识,学生对此的莫名其 妙也就不难理解了。再加上中小学生年龄小、知识面窄、心理不稳定,数学思维正处于从具体形象思维向抽象逻辑思维过渡的初级阶段等特点,数学史教育还是与中小学数学课堂有较大的距离。

五十多年来,我国的数学教育形成了以注重系统的基础知识和基本技能(即“双基”)的掌握与训练为特征的优良传统,但也存在严重忽视学生的情感、态度和价值观等方面的问题。“人文教育与科学教育的融合”这一主题是近几年来各国教育界乃至世界各国政府和社会都在关注的问题,随着社会的发展,教育对经济的发展越来越显示出重大的影响,如何培养“全人”越来越受到关注。在中小学数学教学中渗透数学史文化教育必然可以为此做出应然的贡献。 渗透数学史教育可以开阔学生视野,激发学习兴趣 就大多中学数学生而言,数学与其他学科相比确实是比较抽象、枯燥和乏味的,这样如何把数学课讲得引人入胜、生动活泼就成为数学教师的一大挑战。中国古代格言:“习之者不如好之者,好之者不如乐之者。”例如,在人教版二年级乘法口诀教学后,开辟了“你知道吗?”栏目,介绍了我国两千多年前就有了“竹木简·九九歌”,“小九九”“大九九”,让学生感受到古人的聪明和智慧,让学生认识到古人的治学精神和亘古以来中华人民的求真务实的精神,适时向学生介绍这些数学历史文化,可以丰富教学的内容,拓宽学生的眼界,提高学生的兴趣。教师虽然不是数学家,但却可以培养出数学家。许多数学家走上数学研究道路都与中学时代遇到一位善于激发学生兴趣的教师有密切关系,由此看来,教师对学生的影响是显而易见的,有些教师甚至成为发现千里马的伯乐。

数学史的意义

数学史的意义 摘要:随着数学知识学习难度的加深,有些学生逐步丧失了对数学的学习兴趣,使数学成为一门枯燥无味的学科,极大地影响了数学的学习。面对这种情况,我们应该加强学生对数学史的学习,帮助学生了解数学知识的来源和背景,引导学生体会真正的数学思维过程,去创造一种探索与研究的数学学习气氛,激发学生对数学的学习兴趣,培养学生的探索精神和审美能力都有非常重要的意义。 关键词:数学教学数学史意义 数学的各个分支是一个有机的整体,大部分数学概念的形成并不是偶然的,现在数学的分支越来越多,到现在已经没有人能够深入研究到数学的各各方面,通过数学史,可以对数学概念的来龙去脉有所了解,也可以对整个数学有个全局的了解。从基础教育课程改革的状况来看,很多数学老师还是在进行数学教学时,经常把有关的数学史知识省略不讲,这就极大的忽视了数学史对中学数学的促进作用。如果我们能在数学课程中对学生进行数学史教育,并通过挖掘数学史的文化价值进行教学,让数学文化的魅力真正渗入教材、到达课堂、溶入教学中,数学就会更加平易近人,数学教学就会通过历史文化让学生进一步理解数学、喜欢数学、热爱数学。那么什么是数学史呢?我们要理解数学为什么要先了解数学的历史呢?学习数学史对我们学习数学有什么意义呢?下面我从以下几个方面谈谈: 一、数学史的概述 每一门学科都有它的历史,如文学有文学史,哲学有哲学史,天文学有天文学史等等。当然,数学也有它的历史。只是它与其它学科相比,数学有它的独特之处。数学是一门历史性或者说累积性很强的科学。它最显著的特点是体系的严谨性。它要求每一个概念都要给出明确的定义。但“数学”这个概念本身,却很难给出一个完美的定义。根本的原因是数学这门科学还在不断地发展之中。 数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科学,简单地说研究数学的历史就是数学史。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

数学史在数学教育中的教育价值.

西南财经大学天府学院 2016级 数学史论文 论文题目:数学史在数学教育中的教育价值 学生姓名:王正超 班级:2016级25班 学号:31602528 任课教师:张艳粉 2017年7月

数学史在数学教育中的教育价值 摘要:为了改善和发展数学教育教学,提高学生对数学的兴趣,加深对数学的理解,培养学生的数学素养,从数学史与数学教育出发,分析了数学史在数学教育中的教育价值。 关键词:数学史;数学教育;教育价值 一、近年来,教育改革的呼声一浪高过一浪,对于数学教育,专家们指出:培养学生的数学思维能力,是当代数学教育改革的核心问题之一,而培养学生各方面的素质也是教育义不容辞的责任和义务。过去我们一直认为数学属于理科,只重视形式化逻辑演绎能力的培养,而忽视了数学作为一门科学更内在的东西。下面我们就数学史教学的教育意义作一下探讨。 二、通过数学史教育,有助于突出数学的思想和方法数学思想方法是人们对数学知识的本质认识,是数学思维方法与实践方法的概括。突出数学思想方法的教学应成为数学教师的职责之一,数学思想方法包含于数学知识之中,而数学史中隐藏了丰富的数学思想方法。例如,我国古代数学家赵爽在证明勾股定理时,就很好地利用了数形结合的思想构造“勾股方圆图”,从而巧妙地证明了这一定理。其证明思路为:“按弦图,又可以勾股相乘为朱实二。倍之,为朱实四,以勾股之差自乘为中黄实,加差实,亦成弦实。”用今天的数学语言表示即为:2ab+(b-a)2=c2,亦即a2+b2=c2。

赵爽这一优美简洁的证明,充分展示了数形结合的妙处。这在我国古代数学思想史上是多么美妙的数学思想方法呀! 三、通过数学史教育,有助于揭示数学规律 古希腊哲学家芝诺(Zeno,B.C.490-B.C.430)曾提出了四个著名的悖论之一龟兔悖论:兔子永远追不上乌龟,因为若乌龟在起跑点领先一段距离,兔子必须首先跑到乌龟的出发点,而在这段时间里乌龟又向前爬过一段距离,如此直至无穷。今天再来看芝诺悖论甚至有些可笑,因为这一切看似自然而然的。下面我们用数学的方法来解释它。如:龟兔赛跑中,兔子的速度是乌龟速度的10倍,乌龟在兔子前面100处,同时起跑,当兔子跑到乌龟的起跑点时,乌龟在兔子前面10米处;当兔子跑完这10米时,乌龟又在兔子前面1米处……显然兔子所跑的路程为:100+10+1+0.1+0.01+0.001+…米,显然路程是有限的。在兔子与乌龟均在离出发点几米的范围内,符合上述规律,但当兔子与乌龟都离开起跑点后,兔子已到乌龟前面去了。显然,这一悖论是针对事物无限可分的观点的。而要澄清这一问题我们只需要数列极限的思想即可。教师在讲述数列极限思想时,可先适当地引出这类问题,激发学生的兴趣。然后引导学生解决这类问题。 四、通过数学史教育,有助于提高学生的学习兴趣 由于数学是一门严谨的科学,因此不少数学概念、定义、定理均很严格,这也导致不少学生学不好数学进而不愿意学数学,甚至连数学史上不少数学名家皆是如此。而教师在课堂上讲述一些数学家的故事、数学趣题、数学趣事则往往能给学生很大的影响。

数学史在数学教育中的作用

数学史在数学教育中的作用 现今的中小学里数学课程成为了最不受欢迎,最枯燥乏味,最没有成就感的科目,即使是大学数学系的学生,也经常是愈念愈不知所学的理论,究竟是从何而来?又该从何而去?使数学不再为学生所排斥,成为学生所喜爱的科目之一,相信是所有关心数学教育的人士所企盼的目标.然而要使大部分学生对数学产生兴趣,在数学教学中渗透数学史的教育,让学生去感受数学在人类文化所发挥的功能,让学生经历一些创造数学的乐趣,乃是达到此目标的有效方法之一. 数学史是研究数学的起源,发展过程和规律的学科,它包括特定时代背景下的数学观,重要数学家的成就,重要数学概念的形成与发展,数学理论,重要数学方法的起源.法国数学家彭加莱说:“如果我们需要预见数学的未来,适当的途径是研究这门科学的历史与和现状”.在教学中渗透数学史的教育,可以使学生掌握一定的数学发展史,认识数学的起源,数学发展的规律,认识数学思想方法以及数学中的发现,发明与创新的法则,培养学生学习数学的兴趣,进一步提高学生的思想道德品质、文化科学知识审美情趣,培养学生的创新精神与实践能力,促进学生的全面发展.下面就数学史在中学数学教育中的作用谈谈自己的一点想法. 首先,运用数学史于数学教育,可以引发学习动机,从而使学生(用教师本人)保持对数学的兴趣与热情.数学新知识的引入往往是从历史上的问题出发的.教学中完全可以采用“原创式”教学,即教师 已知历史上数学家们怎么解题,但在教学中不把这个过程和结果直接交给学生,而是在教师的“指导”下,让学生自己走一下前人的道路,体验知识的发生、发展过程.当然用这种方法进行数学,并不意味着要求学生重复数学家所经历的艰难曲折的道路,而是给学生创造一个“观察、试探、猜测”的情境,模拟数学家的活动,去体验数学家是怎样由实验而归纳、由类比而猜想、由发现到证明的艰难思

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