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【关键词】趣闻轶事 历史名题 名人故事 经典悖论
数学是人类的重要文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分.因此,学习数学史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。著名数学著作、著名数学事件、数学家的生平、数学思想、数学名题这些课程资源,都可以成为促进学生学习、理解数学的重要的载体。在教学中我们如何进行数学文化的渗透教学呢?在此,谈一谈笔者的几点看法。
一、趣闻轶事,引人入胜,激发兴趣
在数学发展的文化历程中,围绕数学知识、数学家出现过许许多多的趣闻轶事,产生了丰富多彩、生动感人的故事.如在负数概念及运算法则的教学时介绍负数概念的历史,让学生了解负数概念最早出现在中国, 古人将算筹分成红黑两种,红筹表示正数,黑筹表示负数。再如在学习勾股定理时,介绍勾股定理的故事,传说中毕达哥拉斯学派得到勾股定理后杀了100头牛庆祝,因此勾股定理又称为“百牛定理”。 著名数学家华罗庚提出把“数形关系”(勾股定理)带到其他星球,作为地球人与其他星球“人”进行第一次“谈话”的语言。说趣闻轶事的目的就是要设计一个教学情境, 这个教学情境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境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。
二、名人闪念,奇思妙想,启迪思维
在数学发展的长河中,曾经稍纵即逝的创新闪念对数学的发明、发现有着十分重要的作用,一些数学家创新的火花、大脑中的一个闪念、百思不得其解时萌发的奇思妙想,均是数学教学中重要的课程资源。如17世纪笛卡尔在一次晨思时,看见一只苍蝇正在天花板上爬,他突然想到,如果知道了苍蝇与相邻两个墙壁的距离之间的关系,就能描述它的路线,这使他头脑中产生了关于解析几何的最初闪念。这里孕育着数学上的重大发现,点原来可以用数对描述。点化为数对,几何问题化为代数问题,用代数方法解决几何,刹那间的闪念,数对描述点的坐标法,妙不可言。坐标法的出现是数学发展史上一个里程碑,数学的发展从此进入了一个新天地。
数学教育的核心是培养学生的数学思维能力.这样的故事更便于他们体会思考是科学的学习方法的核心.也只有勤于思考,才能了解知识的来龙去脉,把握知识的内在联系,从而系统、全面、深刻地掌握知识.因此,数学结论的推导过程,思维方法的多样性,问题的发展过程,规律的提示过程,都蕴含着向学生渗透思想方法、训练思维的大好机会。
三、历史名题,寻根究底,拓宽视野
历史上许许多多精彩的思想方法被排斥于我们的教材之外,当了解历史之后,我们就会认为教材上的方法是唯一适合于课堂教学的方法. 在历史方法的对比中,学生开阔了视野,在不知不觉中还学会了欣赏数学,感受数学思维的魅力。通过数学史我们知道,毕氏定理的证明方法很多,在教学中引入一些简洁漂亮的证明,我们可以引导学生去好好欣赏、品味。如伽菲尔德(Garfield,1881年任美国第20届总统)证明了勾股定理(1876年4月1日,发表在《新英格兰教育日志》上)。再如古中国三国时期赵爽注解《周髀算经》所提供的弦图证法。在比较这些解法,对学生的人格熏陶、认知发展都可以带来深刻的影响.学生在遇到问题的时候就不会再只用单一的思路解决,他们就会想到问题解决方法的多样性.而学生在探索解法的过程中,同样也欣赏到了数学的方法美。
四、名人故事,树立榜样,培养品格
数学家的遗闻佚事, 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。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的。据说, 苏菲童年时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道路。
以数学家名字命名的定理、公理等,数学家的生平、数学成就和崇高品质,在恰当的时机介绍给学生,以此来提高学生的求知欲,激发学生学习数学的兴趣,而数学家成长与发展的经历给学生的启迪甚至超过数学知识本身,数学家的高尚情操和追求真理的精神,对培养学生热爱数学、追求真理有很重要的意义。
五、经典悖论,探究体验,拓展思维
我们常常有这样的回忆:小时候常常缠着爸爸妈妈讲故事,到现在,对故事中的情节还念念不忘。奥地利物理学家弗里希(O.R.Frisch)也说过“科学家必定有孩童般的好奇心。要成为一个成功的科学家,必须保持这种孩提时的天性”。教师在为学生的数学学习而大伤脑筋的时候,不妨借助起伏跌宕的数学故事来演绎数学,调节数学课堂的气氛,调动学生的学习积极性,为学生以后的学习和生活打下良好的基础。
引发学习兴趣
兴趣是学习最有效的动力。孔子说:“知之者,不如好之者;好之者,不如乐之者”。当代著名科学家爱因斯坦也说过:“兴趣是最好的老师”。对于学生来说,兴趣是推动学习活动的内在动力。学生一旦对某一学科有了浓厚兴趣,就会产生强烈的求知欲望,诱使其主动地去学习,只有感兴趣的东西,才能想方设法去了解它、掌握它。高等数学被人们认为是严格的硬性思维活动,如果教师在课堂上讲述数学家的趣闻轶事、数学概念的起源和发展过程、古今数学方法的对比等数学故事,就能激发学生学习的兴趣,收到“化腐朽为神奇”的功效,让学生充分感受到数学的魅力,提高学习效率。如在《无穷级数》新课的引入中,先讲述蠕虫与橡皮绳的故事:一条蠕虫在长为1公里的橡皮绳的一端点上。蠕虫以每秒1厘米的速度沿橡皮绳匀速向另一端爬行,而橡皮绳以每秒1公里的速度均匀伸长,如此下去,蠕虫能否到达橡皮绳的另一端点?凭直觉,几乎所有的学生都认为蠕虫的爬行速度与橡皮绳拉长的速度差距太大,蠕虫绝不能爬到另一端。这时,教师给予适当的提示:由于橡皮绳是均匀伸长的,所以蠕虫随着拉伸也向前位移。1公里等于100,000厘米,所以在第一秒末,爬行了整个橡皮绳的1/100000,在第二秒内,蠕虫在2公里长的橡皮绳上爬行了它的1/200000,在第三秒内,它又爬行了3公里长的橡皮绳的1/300000……,所以,在第n秒末,蠕虫的爬行长度为1/1000001+(1+1/2+1/3+1/4…+1/n)。当n充分大时,这个数能否大于1?也就是括号里的和式能否大于100000呢?停顿一下,告诉学生,我们可以找到这个正整数N,使上述结果成立。也就是说蠕虫在第N秒时已经爬到了橡皮绳的另一端点。这时同学肯定议论纷纷,因为这个结论出乎意料,使人无不惊奇。然后问为什么会这样?引入正题:这是因为无穷数列是一个发散数列,它可以大于任一个有限的数值。这样引出课题,枯燥的数学内容就变得有趣、生动,使学生乐于接受,变“要学生学”为“学生要学”,学生兴趣盎然,回味无穷,且印象深刻,难以忘怀,学习效率因此而得到了显著的提高,这样讲效果好得多。
加深对数学知识的理解
数学知识引用了大量的数学语言,这使得数学知识理解起来相对困难。在数学教学时讲述数学故事还可以帮助学生克服学习中的畏难情绪、加深对数学知识的理解。如极限是高等数学中研究函数的方法,极限的概念是高等数学中许多概念的基础,但是极限的定义却是摆在所有学习高等数学的学子面前的一道难题。在讲极限的时候不妨讲述芝诺“阿基里斯和乌龟赛跑”的故事:乌龟和阿基里斯赛跑,乌龟提前跑了一段,不妨设为100米,而阿基里斯的速度比乌龟快得多,假设他的速度为乌龟的10倍,这样当阿基里斯跑了100米到乌龟的出发点时,乌龟向前跑了10米;当阿基里斯再追了这10米时,乌龟又向前跑了1米,……如此继续下去,因为追赶者必须首先到达被追赶者的原来位置,所以被追赶者总是在追赶者的前面,由此得出阿基里斯永远追不上乌龟。这显然与生活中的实际情况不相符合。古希腊人之所以被这个问题困惑了两千多年,主要是他们将运动中的“无限过程”与“无限时间”混为一谈。因为一个无限过程固然需要无限个时间段,但这无限个时间段的总和却可以是一个“有限值”。这个问题说明了古希腊人已经发现了“无穷小量”与“很小的量”这两概念间的矛盾。这个矛盾只有在人们掌握了极限知识之后,才能真正地了解。通过讲述极限理论建立过程的故事,使学生对极限定义的产生过程有清楚的了解,同时也认识到极限理论对于微积分的重要性,从而加深了对极限概念的理解。
激发爱国主义热情
在讲述函数极限时,可以向学生介绍我国庄子《天下篇》中“一尺之捶,日取其半,万世不竭”的记载和三国时期著名的数学家刘微的“割圆求周”(简称割圆术)对极限概念的贡献的故事;在介绍定积分定义时,向学生讲我国隋代建造的跨度达37米的大石桥——赵州桥,它是用一条条长方形条石砌成,一段段直的条石却砌成了一整条弧形曲线的拱圈,这也就是微积分中“以直代曲”(“以常代变”)基本思想的生动原型;讲授线性代数线性方程组的求解问题时,向学生介绍中国古代《九章算术》的历史成就,它在世界上最早提出线性方程组的概念并系统总结了一次方程的解法,实际上为在线性代数中用矩阵的初等变换法提供了雏形等。还有我国近代数学家华罗庚、陈景润等人的故事等等。由此可以看到,我们的祖国是一个历史悠久的文明古国,我们中华民族是一个对世界文明的发展做出许多贡献的伟大民族。我国在数学方面所取得的辉煌业绩,必将彪炳千秋,从而激励学生做一个德才兼备、对国家、对人民有用的人。 树立辩证唯物主义的世界观
在数学的发生与发展的过程中,概念的形成和演变,重要思想方法诸如函数、微积分、公理化、悖论等数学思想的确立与发展或重大理论的创立与沿革等,无不体现唯物辩证法的核心思想:发展、运动与变化,对立与统一。因此讲好数学故事有利于学生形成科学的辩证观、唯物观,接受辩证唯物主义思想的教育。
如在无穷小量的教学中,可以讲述“数学的第二次危机”的故事:随着牛顿莱布尼茨微积分的诞生,一方面给传统数学方法带来巨大的变革,另一方面也给传统数学带来无法理解的概念与方法,突出表现在对“无穷小”概念的理解。1734年,英国哲学家、大主教贝克莱发表《分析学家或者向一个不信正教数学家的进言》,矛头指向微积分的基础——无穷小的问题,提出了所谓贝克莱悖论。他指出:牛顿在求得导数时,采取了先给x以增量0,应用二项式,从中减去以求得增量,并除以0以求出的增量与x的增量之比,然后又让0消逝,这样得出增量的最终比。这里牛顿做了违反矛盾律的手续──先设x有增量,又令增量为零,也即假设x没有增量。他认为无穷小dx既等于零又不等于零,召之即来,挥之即去,这是荒谬,“dx为逝去量的灵魂”。这就是贝克莱悖论,微积分由此而变得“神秘”。无穷小量究竟是不是零?无穷小及其分析是否合理?这个问题引发了数学的第二次危机,直到一个半世纪以后,柯西把无穷小定义为一个以零为极限的变量才解决。对这个悖论的解释归根结底是人们对变量及有限、无限的认识缺陷,这样通过数学故事的讲述,辩证唯物主义的思想直接深入到学生的头脑中。
健全人格
“书山有路勤为径,学海无涯苦作舟”。任何一门知识的掌握,方法的获得都必须通过艰苦的努力。如今,我国大学生大部分为独生子女,在父母的宠爱下,吃苦能力大大降低,刻苦钻研,积极进取的思想也少了。数学理论是数学家们经过几百万年艰苦卓绝的工作,几乎是付出了全部的心血乃至整个生命才发展至今,在教学中结合教学内容,适当给学生介绍些数学家艰苦创业的故事能帮助学生树立正确的人生观、价值观,健全学生人格。
如讲授欧拉公式时,可以穿插欧拉的感人事迹:欧拉是有史以来最著名的四大数学家之一,他一生共写了886篇论文和专著,其中400篇左右的论文和《积分运动原理》等经典名著是他在失明后的17年中完成的,用这个生动的实例说明“天才就是勤奋”的道理;讲述无穷级数一章中,穿插阿基米德为他的几何研究付出了宝贵的生命的故事:公元前212年,阿基米德的家乡叙拉古被罗马人攻陷。当时,阿基米德仍在专心致志地研究一个几何问题,丝毫不知死神的临近。当一个罗马士兵走近他时,阿基米德让他走开,不要踩坏了他的图形,罗马士兵残忍地用刺刀杀害了他;讲“柯西中值定理”时,介绍柯西的故事;讲“拉格朗日中值定理”时,介绍拉格朗日的故事;……通过介绍这些伟大数学家生平事迹及他们对数学的贡献,不仅使学生了解了数学家的情况,更主要的是数学家艰苦创业、献身数学研究的光辉事迹,可以给学生以启迪:每一种数学方法的提出、数学定理的证明都凝聚着数学家们多少辛勤的劳动,多少心血的付出,从而激励学生在今后的学习及未来工作中刻苦钻研,敢于开拓,勇于进取。
培养创新意识
创新教育是全面实施素质教育的重要组成部分。在数学教学中,如何培养学生的创新能力,已成为当前数学教学最紧迫的问题。传统的数学教学方式往往是“数学知识的教学”,教师只介绍数学研究的结果,课堂讲的是定义、定理证明、公式、法则及例题,历史上许许多多精彩的思想方法被排斥于我们的教材和教学之外。学生常常误认为数学知识都是靠逻辑推理出来的。这样的数学教学只会往学生头脑里装知识,学生对知识“只知其然,不知其所以然”。对于学生来说,数学学习不仅意味着掌握数学知识,形成数学技能,而且是在教师引导和帮助下的一种“再创造”的过程。在数学教学过程中,要逐步实现由传授知识的教学观向培养学生学会学习,主动思考转变。德国数学家与教育家F·克莱因(F·Klein)认为:学生在课堂上遇到的困难,在历史上一定也被数学家所遇到。在数学教学时,教师除了讲授定义、定理证明、公式、法则及例题外,还应讲述这些理论是如何被发现的,也就是说不光要讲创造的结果更要讲创造的过程,这样可以帮助学生了解教科书中所没有的数学创造的真实过程,拓宽学生的视野,对学生创新兴趣的引导,创新潜能的开发,创新意识的培养以及创新能力的提高起到积极的促进作用。
例如,在讲定积分时,可以讲述“莱布尼茨与牛顿的故事”:莱布尼茨与英国数学家、大物理学家牛顿分别独立地创立了微积分学,牛顿建立微积分学主要是从物理学、运动学的观点出发,而莱布尼茨则从哲学、几何学的角度去考虑。今天的积分号∫、微分号d都是莱布尼茨首先使用的。这样将数学故事穿插在教学中,不仅使教材内容更加生动,而且也是培养学生创新精神的好方法。因为通过教师对鲜活过程的叙述与分析,学生从中领悟到抽象的创造性思维的形成及不断向前推进的过程是怎样的情形,怎样进行创造性思维。学生从中可以学到数学发明创造的经验和方法。这正如波利亚所说:“数学发现是一种技巧,发现的能力可以通过灵活的教学加以培养,从而使学生学会发现的原则并付诸实践。”
总之,我们在高等数学教学过程中,应该结合具体教学内容,适当讲述一些数学故事。通过数学故事,让学生感受数学的美感、价值及意义,引发学生兴趣;改变数学课枯燥乏味的形象,展现数学的无穷魅力,加深对数学知识的理解;讲述我国在数学方面的成就,激发学生的爱国主义热情;让学生了解数学思想的确立与发展的过程,树立学生辩证唯物主义的世界观;让学生了解古今中外数学家和科学家的事迹,健全学生人格;再现数学知识的形成过程,培养学生的创新意识。
关键词: 数学文化 数学美 榜样事例 爱国主义教育
数学教师时常会碰到这样的尴尬:有部分学生在努力学习数学的同时,逐渐地厌烦数学,而且随着数学知识的难度加大,厌倦也在加剧;还有部分学生在离开学校若干年后,问他哪些数学知识现在还能派得上用处,他茫然不知所措,或是干脆回答:真不好意思,除了加减乘除,其他的都还给了老师。一旦数学解题的任务完成了,数学教育的功能也就消失了,这不能不说是数学教育的悲哀。凡此种种,促使我们不得不再来反思数学教育的价值。
我认为数学教学工作者仅仅传授具体的数学知识和技能是不够的,应当重视帮助学生学会数学地思维,这正是由知识向能力过渡的关键所在。从更为深入的角度看,我们应强调由思维方法的学习向数学素养的过渡,达到终极目标:将文化落实到人格。这也就是数学文化价值之所在。那么,我们应当怎样用数学文化来演绎数学课堂呢?难道仅仅是满足于“文化课堂=数学文化+课堂教学”这样一个简单公式吗?我并不这样认为。
一、 提供背景知识,让学生领略数学文化的博大精深
数学是随着人类社会的不断进步而逐渐发展起来的,是先辈留给我们的宝贵财富。我们在平时的教学中,不仅要让学生看到数学知识活跃的前台,而且应让学生了解知识产生的背景,使学生不仅知其然,而且知其所以然。在初中八年级的数学教材中有《勾股定理》这一章的内容。如果我们在教学过程中只将目光集中在让学生学会用勾股定理解题的话,毫无疑问这节内容将会变得枯燥乏味,使得这个在数学文化史中大放异彩的瑰宝失去应有的光泽。在讲述这一内容时我们可以介绍一些有关的背景知识,让学生了解勾股定理的最早起源,了解人类试图以勾股定理与外太空可能存在的生命沟通,使学生清楚它的重要性,从而激发起学习的兴趣。勾股定理是一个完美而深刻的定理,尤其是它的证明方法更是多种多样。我们可以利用多媒体给学生进行展示,让学生从多个角度进行思考,拓宽学生的视野,培养学生的数学思维能力,做到知其然,更知其所以然。
二、展示数学中的美,提高学生感受美的能力
在过去的年代里,人们对数学的评价更多的是“枯燥”、“无味”、“毫无乐趣”等,似乎与“美”毫不相干。同样,在普通的教学中,学生,尤其是初中学生是很难体会到这种“美”的。但是如果能适时地插入一些数学的文化知识,那效果就截然不同了。比如数学中“美”的代表之一“黄金分割”。在这节课的教学中,我采用了网络教学的形式,利用网页给学生展示了黄金分割的美,让学生在自主探索中了解美,感受美,进而能创造美。
还有一例,我曾经在一节关于轴对称图形的教学观摩课中看到授课教师围绕轴对称图形,设计了一个个精巧的环节,有“玩对称”、“识对称”、“做对称”、“赏对称”等。在“赏对称”的环节中我把桂林山水的录像片段搬上了课堂,让学生边欣赏美丽的桂林山水,边听动人的音乐,屏幕中山水相依,山影入水,大自然的杰作成就了一幅精美的巧夺天工的轴对称图案。学生仿若置身其中。该环节的处理是本课的点睛之笔,数学课的轴对称图形被提升到了美学的范畴,学生在欣赏、发现数学艺术价值和审美价值的同时,净化了心灵和思想。经过这样的描述,学生们惊叹于大自然的神奇,惊叹于数学的力量,同时对数学的热爱之情油然而生。
三、讲述榜样的事例,坚定学生的意志
在人类漫长的数学探索进程中涌现出了许多著名的数学家,将他们身上发生的趣闻轶事介绍给学生,可以有效拉近学生与伟人之间的心理距离,感受榜样的激励作用,体验数学与人类密不可分的关系。新教材介绍了华罗庚、陈景润、高斯等著名数学家的小故事,我们可以在教学中用生动的语言给学生讲述这些故事,还可以补充一些其他数学家的故事。比如我国古代数学家祖冲之发现圆周率的故事。又如阿基米德在敌人破城而入、生命处于危机时仍然沉浸在数学研究之中,他的墓碑上没有文字,只有一个漂亮的几何构图,那是他发现并证明的一条几何定理。19世纪的大几何学家施泰纳出身农家,自幼务农,14岁时还没有学过写字,直到18岁才正式读书,后来靠做私人教师谋生,经过艰苦努力,终于在30岁时一举成名。这些杰出数学家的故事对于今天的学生来说,无疑有着巨大的激励作用。从故事中学生可以看到很多大数学家不是生来就是的,他们在成长过程中也遭遇过挫折。这样的介绍,必然能对学生正确看待学习过程中遇到的困难,树立数学学习的自信心产生很重要的影响。
四、立足历史现实,加强对学生的爱国主义教育
例如在教学“比例的意义”时,首先提问:“同学们,你们知道‘黄金比’吗?”接着用课件播放配乐短片,短片内容有黄金比的知识简介以及黄金比在著名建筑、造型艺术、名画构图、动物及人体、芭蕾舞表演中的应用和体现。
教师讲述:黄金分割比0.618,一个极为迷人而神秘的数字,被公认为最具有审美意义的比例数字,它还有着一个很动听的名字———黄金分割率。它是古希腊著名哲学家、数学家毕达哥拉斯于二千五百多年前发现的,古希腊数学家欧多克索斯第一个系统地研究了这一问题,并用线段形象地表示出了黄金比:较长段与整体的比等于较短段与较长段的比,其比值为1∶0.618或1.618∶1,即长段为全段的0.618。古往今来,这个数字一直被后人奉为科学和美学的金科玉律。在艺术史上,几乎所有的杰出作品都不谋而合地验证了这一著名的黄金分割率,无论是古希腊帕特农神庙,还是中国古代的兵马俑,它们的垂直线与水平线之间竟然完全符合1比0.618的比例。同时这个数值的作用不仅仅体现在绘画、雕塑、音乐、建筑等艺术领域,而且在管理、工程设计等方面也有着不可忽视的作用。黄金分割奇妙之处,在于其比例与其倒数是一样的:1.618的倒数是0.618, 1.618∶1与1∶0.618是一样的。如今设计大师与艺术家们已经利用这一规律,创造了许多令人心醉的建筑和无价的艺术珍品。德国天文学家开普勒称黄金分割为“几何学的一大宝藏”!更令人惊异的是:经研究发现管弦乐器在黄金分割点上奏出的声音最悦耳。
在学生感叹数学的奇妙时,教师提示:请放眼东方,中国比例算法出现很早,它产生于远古时的物物交换,那时候称它为“比率”或简称“率”。在我国最古老的数学专著《九章算术》中,有“粟米”、“衰分”、“均输”三章专讲有关比率的各种算法,包括了现在称作正比例、反比例、等比例的问题。《九章算术》这样早就系统地介绍各类比例方法,当然是世界之最!
课后第二天调查了这节数学课留给学生印象最深的是什么?结果是:全班64位学生中有48位学生对课中的“黄金比0.618”留下了很深的印象。而今我的一个学生选择了美术教育专业,谈及儿时的数学,仍然对黄金比念念不忘。
事实告诉我们,也许“黄金比”的这些内容小学生并不能完全理解,但他们对这个“比”不会淡忘。数学文化走进课堂,渗入数学教学,学生在学习数学过程中产生文化共鸣,体会数学的文化品位。不得不说,数学文化让我们的课堂变美丽了。
又如在《用数对确定位置》一课的导入中用课件引入:天花板上,一只小小的蜘蛛从墙角慢慢地爬过来,吐丝结网,忙个不停。从东爬到西,从南爬到北。(画外音)一只小小的蜘蛛,要结一张网,该走多少路啊!看到这里,你想到了什么?
师: 三百多年前,法国一位伟大的数学家笛卡尔也在想,如何去算蜘蛛走过的路程呢?他先把蜘蛛看成一个点,那么这个点离墙角有多远呢?离墙的两边又有多远?这就是我们这节课所要研究的内容——确定位置(板书)。
把这个数学小故事引入课堂,使学生触摸到数学冰冷外衣下的鲜活,了解到数学的丰富和神奇,感受到数学知识的产生或许就是我们身边一个不经意的生活片断!
在接下来新知的学习中,引导学生继续探索:(课件出示)天花板上,小小的蜘蛛还在爬,离两边墙的距离一会儿大些,一会儿小些……
师:要想知道蜘蛛走过的路程,我们就要知道蜘蛛和两墙之间的距离关系,也就是确定蜘蛛的位置。
……
【关键词】教学史;数学教育;教学价值;教学实践
数学史是高中新课程新增内容之一,在选修模块中单独出现,除此之外在必修教科书的编排上我们也能感觉编者也在有意识地渗透数学史、数学文化的思想。如何开好数学史这一选修课,如何把数学史与课堂教学有机的整合起来,是本文探讨的核心内容。
1数学史在数学教育中的价值
将数学史融入高中数学教学,可以使数学课堂具有浓郁的人文气息,进而改变学生对待数学的态度。在这方面,国内外已有大量的经验积累值得借鉴。展示数学家的图片,讲述数学家的故事,介绍数学概念、数学术语、数学符号的来历等等,都是数学史融入高中数学课堂的有效途径。
对历史上的数学问题进行实践或改编,可以引发学生的数学兴趣且化难为易。例如2011年湖北理科第13题,《九章算术》“竹九节”问题:现有一根9节的竹子,自上而下的容积成等差数列,上面4节的容积共3升,下面3节的容积共4升,则第五节的容积为多少。本题借用《九章算术》“竹九节”问题来考察等差数列的通项公式和数列的前项和公式,先求出首项和公差,然后再由等差数列的通项公式求第5节的容积。本来一个非常简单的等差数列问题,在数学史的衬托下,顿时精彩无限。而且有助于激发学生学习数学的兴趣,使数学变得贴近生活,化繁为简,化抽象为具象,引领师生在教与学活动中更多地关注数学文化元素。
通过古今中外数学知识的对比,学生更能通过认识现代数学理论和方法的优势而改变数学学习态度。渗透数学史教育可以帮助学生了解数学思想的发展过程,理解数学文化,感受古代数学的成就,增强他们对数学知识的深刻情感。
2如何在数学教育中有效渗透与教学数学史
2.1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轶事,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。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。又如,十八世纪法国女数学家苏菲姬曼,就是受到阿基米德的“煽动”,迷上数学而终身无怨无悔,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,或是借助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。
2.2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做出许多成就。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,其中有许多你可能连想都未曾想过。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。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体质,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。
2.3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、把握并体会它的意蕴。譬如代数符号的产生,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、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。
2.4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,引导学生沿着科学的艰险道路做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。如讲授数学的抽象性时,就可以原原本本地向学生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;讲类比时,可以向学生全面介绍自然数平法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。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。
3数学史教育中应注意的问题
数学史在数学教学中的应用应坚持四个原则即科学性,教师向学生传授的数学史知识必须是正确的;实用性,教师所讲的数学史对学生的数学学习及将来工作有直接帮助作用;趣味性,课堂教学要有趣味;广泛性,教师选取的数学史知识要不分年代、国家。教师在数学教学中应用数学史,首先教师要具备广博的数学史知识以及政治、经济、文化、历史、地理等多方面的知识。不能将数学史知识生搬硬套地应用到数学教育中。这样讲起来才能得心应手。将课讲活讲透。教师应加强数学史知识的学习和多学科知识的充实,丰富自己的阅历,在授课中灵活融入数学史的内容。
4结束语
数学史是研究数学科学发展及其规律的科学,简单的说就是研究数学的历史,它是数学文化的重要组成部分,在数学史中寻找命题背景是高考命题者比较推崇的。数学史对学生数学素养的培养起着重要的作用。以数学史为数学教学背景材料,可以引导中学生理解数学,对培养学生学习数学的兴趣起到积极的推动作用,可以让学生感受数学家的崇高品质以及探究解决数学问题的过程,因此应该引起我们一线数学教师的关注。
参考文献:
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[3]中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.
《数学课程标准》指出:“激发学生的学习兴趣,引导学生深入学习,培养学生的实践能力,发展学生的个性与创新精神......教师还可以向学生提供一些阅读材料,内容可以包括数学在生活中的应用、趣味数学、数学史和数学家的故事、扩展性知识等,用来拓宽学生的学习领域,激发学生学习数学的兴趣。” 我们知道:“兴趣是成功的一半。”无论做什么事,如果没有兴趣去学、去做,那就一定不会学好、做好这件事,甚至半途而废。所以培养学生浓厚的学习兴趣是至关重要的。特别是对于数学这门枯燥的学科,培养初学生的学习兴趣显得更加重要。
从小学到初中,数学这一门学科的学习内容发生了很大的变化,增加了几何知识,并且学习内容的知识密度、思维难度,解题的复杂性都有了大的提升。这也就是说与小学数学相比较,初中数学有了质的变化。正因为如此,数学这门学科对学生构成了更大的挑战。因此教师必须设法驱使学生正确面对挑战,胸有成竹地阅读教材、发现问题、研究问题和解决问题,始终保持旺盛的学习精力和浓厚的学习兴趣。如何才能在数学教学中培学生的学习兴趣呢?根据我的教学经验,现从以下几方面谈谈自己的拙见。
一、让学生了解祖国的数学文化,培养学生的学习兴趣
中国是一个古老的数学王国,祖国的数学文化丰富多彩,深邃睿智。在东汉时期,中国人写的《九章算术》是当时世界上最先进的一部数学专著。南朝时期,我国数学家祖冲之是世界上第一次把圆周的数值计算精确到小数点以后六位,为世界各国研究的相关问题作出巨大的贡献,使他成为世界上最先研究圆的先祖;在古代“周髀经”、“杨辉三角”这些都是有名典故。我国近代数学家华罗庚从“黄金分割”中得到了独特的数学方法“优选法”;数学家陈景润攻下“1+2”的歌德巴赫猜想;我国数学选手在世界数学奥林匹克赛中连连夺冠……这充分说明我国在数学方面人才辈出。在数学教学中,让学生了解光辉灿烂的祖国数学文化,从而使学生更有兴趣学习数学。
二、在数学教学中恰当运用数学故事,激发学生数学学习兴趣
数学作为一门古老的学科,有悠久的历史和神奇的故事,在数学教学中能恰当地引入好的数学故事,不仅可以培养学生的兴趣,而且能使教学效果达到事半功倍的程度。例如:在教学一元一次方程时,先列举古希腊数学家丢番图的墓志铭的故事,再举花果山美猴王分桃子子的故事;在讲黄金分割时,举出五角星、维纳斯女神像线段构成的美妙之处;在讲“数的乘方”的意义时,举出古印度著名的数学事“棋盘上的财富”,以及现代故事“老板与研究生的故事”(故事的大内容是:一个腰缠万贯的富翁讥笑曾是初中同学的一个研究生不会做生意,生活清贫。研究生反驳道:“谁说我不会做生意,现在我就与你做一笔大生意。做法是:我用10万元人民币买你1分人民币,明天我用10万元人民币买你2分人民币,后天同样用10万元人民币买你4分人民币,接着再用10元人民币买你8分……依次类推,期限一个月。”狂妄无知的富翁便到公证处与研究生鉴定了协议,一个月后,富翁输得赔尽了家产。)学生对最后的结果也产生了怀疑和兴趣,此时我要求学生认真听,学生很容易就理解了“数的乘方”的意义,课堂气氛也很活跃,增强了课堂效果。
三、运用多种教学渠道,培养学生的兴趣
心理学家布鲁纳认为:学习是一种主动的过程,对学生学习内因的最好激发是激起学生对所学材料的兴趣。作为数学教师,要多学习一些教育理论和心理学方面的知识,用科学武装自己的头脑,并且要刻苦钻研教材,依据学生的特点,在数学教学中应用各种教学渠道,培养他们的数学兴趣。例如:在教学分数乘法的意义时,我和学生展开比赛计算题目:1/3 +1/3+1/3,5/12+5/12+5/12等,在学生一步一步地计算时,我很快就说出了结果。这样几道题下来,学生产生了很大的疑问,趁此机会发问:看到老师算得这么快,有什么想法吗?学生的兴趣已被激发起来,内心产生了对新知识的渴求,学生便带着好奇心理进入了新课。
四、精心设计课堂提问,引起生的学习兴趣
了解数学历史,激发学习兴趣
中国的数学成就在世界数学发展史中闪耀着璀璨的光芒,在小学数学教学中,要引领学生去了解古代劳动人民创造的数学文化,培养学生的民族自豪感,提升学好数学的信心。比如,在学习《加法与减法》的内容时,让学生知道中国是世界上最早采用十进位制的国家,殷商甲骨文中已经有记载;十进位计数法在世界科学和文化的发展中具有举足轻重的地位;在学习《正数和负数》时,让学生了解中国是世界上最早使用负数的国家,在古代中国的商业活动中,人们以收入钱为正,付出钱为负。在农业活动中,以粮食增加为正,减少为负……我们在给学生介绍相关的知识时,还可以安排学生通过多种途径去搜集相关的资料,在课堂上,我们要留给学生时间,让学生将自己搜集的资料展示出来与其他同学交流,通过对这些数学历史成就的了解,激发了学生的学习兴趣,同时也产生了强烈的民族认同感。
认识学习数学的意义
小学生还处在喜欢听故事的年龄,一个具有教育意义的故事,将会对学生产生深远的影响。因此,教师要在紧张的教学之余,关注到数学名人故事这一隐性课程领域的开发及利用。通过声情并茂的故事讲述,让学生从中感受到著名数学家严谨治学的作风,将数学研究成果贡献于人类,服务于世界的高尚品德。从而让学生认识到学习数学的重要意义,帮助学生树立起学好数学为人民服务的远大理想。比如,自学成才的杰出数学家华罗庚,为了祖国放弃了国外优厚的教授待遇,还为国家培养了王元、陈景润等卓越的数学家。数学家陈景润酷爱数学,他的“陈氏定理”在世界数学界引起轰动,由于陈景润的贡献,人类距离哥德巴赫猜想的最后结果“1+1”仅有一步之遥……通过这些数学家的故事,陶冶了学生的心灵,让学生从故事中汲取到学好数学的精神养料,对数学产生浓厚的兴趣。
课堂环境,发挥隐性教育作用
在小学数学课堂教学中,创设积极的课堂环境可以促进教学效果的提升,发挥出数学隐性教育的作用,促进学生主体性的发挥。
积极的课堂环境要求,我们的课堂教学要以学生为中心,充分发挥学生在学习中的主体性,而教师是学生学习的组织者、支持者、合作者。素质教育下,师生间要构建友好、和谐、民主、平等的关系。教师给予学生更多的是尊重、关爱、赏识、启发、引导,让学生在积极的课堂环境下,度过愉快的学习生活,真正使师生在这样的环境下实现教学相长。积极的课堂环境所包含内容除了良好的师生关系外,还包括很多方面,比如,结合班级特点,设立班级学习目标,为班级明确努力方向,由此唤起学生学习的激情和动力。使课堂教学更具针对性。再如,“让墙壁说话”,教师结合学生数学的学习情况,将一些标语,如,华罗庚名言:“新的数学方法和概念,常常比解决数学问题本身更重要。”图画,如“数学手抄报比赛”等,贴在教室的墙壁上,学生天天不自觉的就看到了墙壁上的内容,教室的墙壁对学生产生视觉上的激励。教学实践证明,积极的课堂环境的创设,是开发及利用隐性教育的有效途径,也是应该引起小学数学教师关注的主要环节。
观察生活,激发学生学习动力
兴趣是学生学习任何知识的内在驱动,我们小学数学教学活动开展中,需要关注的是学生学习兴趣的激发,让学生在兴趣的引领下探究数学知识。那么,如何让抽象的数学知识像磁铁一样对学生产生强大吸引呢?教师必须结合小学生这个年龄段形象思维更活跃的特点,将抽象的数学知识形象化、生动化地展现在学生面前,数学与生活密不可分,要引导学生以数学的眼光来观察生活,结合教学内容开展好实践课、观察课等,让学生从这些隐性课程中感受到数学的奥妙,产生积极探究的兴趣。比如,在执教《轴对称图形》时,除了教材中出现的“轴对称图形”外,笔者还让学生到生活中去寻找轴对称图形,学生们很快就找出来了。
【关键词】高中数学 导入 方法
在教学实践中,我对高中数学课的导入做了以下的一些探索:
一、趣味式导入
“兴趣是最好的老师,兴趣是学习的源泉”,激发学习兴趣,调动学生学习的积极性,不仅能使学生热爱数学,而且使他们会学数学、好学数学、学好数学。
例:在讲授等比数列求和公式时,我对学生说:
同学们,我愿意在一个月(按 30 天算)内每天给你们 1000 元,但在这个月内,你们必须:第一天给我回扣 1 分钱,第二天给我回扣 2 分钱,第三天给我回扣 4 分钱 …… 即后一天回扣的钱数是前天的 2 倍,你们愿不愿意?
此问题一出立即引起学生的极大兴趣,这么“ 诱人”的条件到底有没有陷阱?只有算出“收支”对比,才能回答愿与不愿。“支” 就是一个等比数列求和的问题,如何求出这个等比数列的和呢?这就需要我们探索出等比数列的求和方法及求和公式了。通过这个例子不但使学生产生求知的热情及浓厚的兴趣,而且对引出等比数列的求和公式起到自然导入的作用。
在创设导入情境问题时,那些源于生活,贴近生活,理论联系实际的引人更能激发学生的兴趣,引起求知欲,适合学生的胃口,我曾经在讲授组合数公式时,采用了以下的一个例子作为新课的导入:
师:有一次我在公共汽车上见有人设下这样一个局,赔率是1:1。有些人很想玩一玩、赌一赌,但又拿不准,请大家判断一下,他们该不该赌?边说边拿出九张扑克牌,并投影(图略),模仿公共汽车上那些设局者的动作表演起来。
问题是这样的:从1, 2 , 3……9 这九张扑克牌中,任意抽取 3 张,放入图中相应的位置,当 3 张扑克牌处于一条直线上时为胜,否则为输。
由于相近的事例学生或闻或见,大多数学生有亲身的体会,因此一下子就吸引住了学生,他们议论纷纷,踊跃参与讨论,通过建立数学模型后,这个问题实际上划规为组合数与百分比(概率)的问题,从而轻松地解决了概念、公式教学中常见的抽象无味的导入问题。
这种既有趣味又联系生产和生活实际的导入,学生感到熟悉,容易引起注意,增强了学生自觉运用数学解决实际问题的能力,也从思想上教育了学生,十赌九输,参赌必害已,起到了一箭双雕的作用。
二、故事式导入
数学的发展史本身就是一部多姿多彩的故事史,有数学家呕心沥血孜孜求索的故事;有闪耀广大劳动人民聪明与智慧的故事;有我国古代的数学家为人类做出不朽贡献的故事,这些故事既能启迪学生的智慧、拓宽他们的视野,又是很好的导入素材。
例:在等差数列求和公式一节导入中,给学生讲德国数学家高斯小时候解一道算术题的故事。
师:德国数学家高斯( 1777--1855 )是一位伟大的数学家。高斯上学后不久,一次教师布置了一道数学题:“ 把从 1 到 100 的自然数加起来,和是多少?”小高斯略略思索就得到了答案5050,这使老师非常吃惊。那么,高斯用了什么方法来巧妙地计算出来的呢?
通过这故事,激发了学生探寻等差数列求和的规律的强烈欲望。
又如在专题讲授换元法时,用 “ 曹冲称象 ” 中以石代象, “ 孔明草船借箭 ” 中以借箭代造箭的故事作为导入;在讲授正难则反易的数学解题思想时,用 “ 司马光砸缸 ” 救人是通过变人离开水难而水离开人易的故事作比喻导入。这些故事耐人寻味,独具匠心,给人耳目一新的感觉,同时也体现了数学思想无时不在,博大精深之处。在讲授立体几何的祖口恒原理及二项式定理时,适当介绍一些我国的数学史作为导入,既使学生了解一些古典的数学史,同时也能对学生进行适时的爱国主义教育。
通过用这些古典的、现代的故事启迪学生,激发学生的学习热情,使学生体会到数学就在身边,数学就在生活中,达到提高学生学习兴趣,教育学生的目的。
利用演示或实验,借助教具,可以揭示椭圆、双曲线、抛物线、正弦函数图像等等的产生;学生通过动手及不断观察、思考、比较,从而积累了比较丰富的感性认识,清楚、明白这些定义的产生过程,就易于理解,便于接受,有助记忆,并且来自于形象感知的概念,印象也比较深刻。
三、联系实际式导入
很多抽象的数学问题,若能从学生所熟悉的浅显易懂的、生动活泼的事实出发来创设情境导入正题,就可以深入浅出,化难为易,从中培养学生的学习兴趣,调动他们学习的主动性和积极性。
例:在讲授充分条件一节时,我用命题 “ 我是清远人,我是中国人”引出命题的条件及结论,且通过判断命题的条件与结论的关系,引出充分条件这一概念。又如什么是 “ 排列”?用“上课后人们回到自己的座位就座;或者体育课中排队都是排列”。这些例子既新鲜又浅显,既能达到了导入新课的目的,又引起学生的兴趣。
我在教学中,广泛、深入地结合学生的生活实际,想方设法创设紧密联系工农业生产和大自然种种现象的情境导入,使学生感到数学处处有,人类社会离不开数学,激发学生的兴趣。我在排列和组合应用中以学生参加竞赛为背景,举了这样一个例子:
A 、 B 、 C 、 D 、 E 五名学生参加劳技课比赛,决出了第一到第五名的名次。 A 、 B 两名参赛者去询问成绩,回答者对 A 说: “ 很遗憾你和 B 都没有拿到冠军 ” ,对 B 说: “ 你当然不是最差的 ” 。从这回答分析, 5 人的名次排列共可能有 ____ (用数字作答)种不同情况。
一、在数学教学中,渗透数学史知识,激发学生学习数学的兴趣和动机。
爱因斯坦:“兴趣是最好的老师。”数学教学的成败在很大程度上取决于学生对数学学习的兴趣,一般人认为,文科教学才是讲情的,才能以情引趣,数学教学则难以做到其实数学教学,恰当地运用数学史知识构造情景,也会收到好的教学效果。我有意识收集、整理数学史趣闻,数学家轶事,数学诡辩题等资料。在讲授新课之前,命题教学之中,解题教学之后,不失时机地进行点拨和引趣,诱发学生的学习兴趣和动机。
在全等三角形教学中,许多同学好奇地问几何有什么意义,我向学生介绍几何的历史,讲拿破伦巧测莱茵河的故事,学生听得兴致勃勃,明白了学习重要性又复习了全等三角形知识。
二、在数学课程改革中,渗透数学史知识有助于改变传统的教学方式。
现代数学教育思想把学生视为具体的,活生生的有丰富个性的,不断发展的,是具有主观能动性的独立的个体和群体,而教学过程则为学生在教师指导下有目的地去获取对客观世界认识的知识,进而发展社会适应性的能动的反映过程,由此可以看出,现代教学与传统教学的根本区别在于:现在教学强调教学是一个教师与学生的双边共同活动的过程,这种活动的主体是学生,是学生在教师指导下的一种认识的思维活动,就其活动过程来说是一种发现与创造的过程。割裂历史就不能完好地认识现代数学知识,新知识的引入往往是从历史上的问题出发的。教师已知历史上数学家们怎样解题,现在这种方法不立即交给学生,在教师的指导下让学生自走一下前人的道路,体验知识的发生发展过程,这样不仅使学生知道是什么,还要知问题为什么被提出来,又是如何解决的。
用这种方法,学习数学,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、去体验数学家们是怎样用实验而归纳,由类比而猜想,由发现到证明的艰难思维,认识活动的经历,把数学知识的教学与获得认识活动有机结合起来。
三、通过数学史知识的渗透,培养学生勤于探索刻苦钻研的创新精神。
为创造而教是现代教育的主旋律,如果说兴趣是培养创新能力的趣点,那么思维就是创新能力的核心,探索是数学教学的生命线,向学生介绍数学家的故事,激励学生用内心的创造和体验去学习数学和发现数学。18世纪数学界的灵魂人物欧拉在年近花甲时双目失明,不久,除了其本人和一些手稿幸免于难外,他的住所和财产全部在一场大火后荡然无存。尽管遭受一系列的不幸和沉重打击,但欧拉的科学活动丝毫没有减少。欧拉的记忆力和心算能力是惊人的。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,以及他无与伦比的数学贡献,后人把他誉为“数学英雄”。
学习,一方面要继承吸收前人的知识经验,另一方面要不满足于已有的知识经验,在继承和吸收前人的知识经验的基础上,努力创造出自己的新东西来,我国数学家吴方俊是这方面的典范,吴文俊先生在拓扑学研究领域取得杰出成就,七十年代开始研究中国数学史,在中国数学史研究方面开创了新的局面,特别是在中国传统数学机械化思想的启发下,研究几何定理与机器证明的数学机械化方法,起早贪黑地学习计算机,机房的灯常常通宵达旦,不可思议地开始攀登他学述生涯的第二座高峰,于是数学界诞生一种新的研究领域,并冠名为“吴方法”产生巨大的影响,他的工作是非常令人钦佩的,不愧为古为今用的典范。
四、在教学中渗透数学史知识有助于学生理解数学的本质,揭示数学知识的现实来源和应用,理解数学思想和数学方法
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天衣无缝,已经标本化了的数学,从这个意义上说,历史可以营造一种探索与研究的课堂气氛,例如向学生介绍数学史上的第二次危机——无穷小是零吗?举通俗例子面包永远吃不完,如果每次都吃上次剩下的一半。让学生课下讨论,又如“理发师悖论”:某乡村理发师宣布一条原则,他给所有不给自己刮脸的人刮脸,并且只给村里这样的人刮脸,试问“理发师是否自己给自己刮脸,学生讨论非常激烈,在教室里、寝室里中,甚至就餐的路途中,争论得面红耳赤。
五、在数学教学中渗透数学史知识,有助于进行德育教育
数学史具有激发学生民族自尊心和自豪感的作用,进行爱国主义教育。
中华民族有悠久的历史和灿烂的文化,数学的产生和发展源远流长,中国古代和现代数学的光辉历史和杰出成就是中国文化的重要组成部分,我国古代数学家的成就是非常卓著的。从公元前2世纪到公元十六世纪左右,我国在数学领域始终处于领先地位,如不少成就都是中国首先取得的。
数学教学中渗透数学史知识有助于增强学生学习数学的信心,许多数学家在成长过程中遭遇过挫折,例如牛顿出生于英格兰一个农民家庭,小学成绩不突出,经常被人嘲笑,17岁被他母亲从学校招回田庄务农,后来却成为一位伟大的数学家,对学生正确看待遇到的困难,树立学生学好数学的自信心会产生重要的作用。
六、数学教学中渗透数学史知识,有助数学文化的教育