數(shù)學(xué)教學(xué)中如何運(yùn)用數(shù)學(xué)史?數(shù)學(xué)史應(yīng)用于高職數(shù)學(xué)教學(xué)中是提高教學(xué)有效性的重要途徑。實際融入中應(yīng)正視數(shù)學(xué)史應(yīng)用的必要性,立足于現(xiàn)行數(shù)學(xué)教學(xué)中數(shù)學(xué)史融入存在的問題,今天,樸新小編給大家?guī)碛行畔ⅰ? ?
數(shù)學(xué)教學(xué)一 ?
1.講故事策略 ?
法國數(shù)學(xué)家泰爾凱認(rèn)為:“數(shù)學(xué)家的傳記、軼聞、故事可以啟發(fā)學(xué)生的人格的成長,確定數(shù)學(xué)家那種追求真理的科學(xué)精神,不迷信權(quán)威的批判精神,敢為人先的創(chuàng)新精神,無疑是正在成長中學(xué)生*的精神食糧”。數(shù)學(xué)家或數(shù)學(xué)史上的逸聞軼事,不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更有助于他們的人格培養(yǎng)。我國著名數(shù)學(xué)家陳景潤,在上中學(xué)時他的數(shù)學(xué)老師沈元給他介紹的哥德巴赫猜想這一難倒無數(shù)數(shù)學(xué)家的難題后,點燃了他攀登數(shù)學(xué)高峰的熱情,從此一生潛心研究數(shù)學(xué),矢志不渝,取得了世人矚目的成績。
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繼牛頓之后最偉大的數(shù)學(xué)家之一歐拉,他在晚年不幸雙目失明,接著一場無情的大火又使他的大部分手稿蕩然無存。盡管遭受一系列的不幸和沉重打擊, 歐拉仍然屹立沒有倒下。他的數(shù)學(xué)研究照常進(jìn)行,他的記憶力和心算能力是罕見的。心算不僅限于簡單的運(yùn)算, 高等數(shù)學(xué)同樣可以用心去算。在失明后的17 年里, 歐拉回憶補(bǔ)寫了400 多篇論文。因為歐拉身殘志堅、百折不撓的毅力及無與倫比的數(shù)學(xué)貢獻(xiàn), 后人把他譽(yù)為“數(shù)學(xué)英雄”。在教學(xué)中適當(dāng)?shù)卮┎逡粋€數(shù)學(xué)小故事,就是創(chuàng)設(shè)一個教學(xué)情景,一方面可以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與動機(jī),同時還可以借故事引入要教的概念或要解決的問題,而且還可以培養(yǎng)學(xué)生敢于面對困難的毅力, 增強(qiáng)其不斷探索的精神。
2.追溯歷史起源策略 ?
數(shù)學(xué)教科書上展現(xiàn)在學(xué)生面前的概念、定理和公式是經(jīng)過千錘百煉完美無缺的邏輯體系,略去了復(fù)雜曲折的發(fā)現(xiàn)過程。如函數(shù)概念的發(fā)展,從笛卡爾給出最簡單的函數(shù)概念開始,經(jīng)過萊布尼茲、貝努利、歐拉、柯西、黎曼、狄利克雷、維布倫等人的努力,一步步發(fā)展,其間經(jīng)歷了六七次擴(kuò)充,才形成了今天我們看到的函數(shù)概念。如果我們在講課時只重結(jié)論不重過程,學(xué)生知其然,不知其所以然,這只會增加學(xué)生對數(shù)學(xué)的厭倦感和枯燥感。 ?
對于當(dāng)前的高等數(shù)學(xué)教學(xué)而言,其歷史演變過程對于剛進(jìn)入*學(xué)習(xí)的學(xué)生來說尤為重要。再如,極限概念是高等數(shù)學(xué)中一個非常重要的基礎(chǔ)概念,由于學(xué)習(xí)不可能再現(xiàn)所有知識的發(fā)生過程, 加上當(dāng)前的高等數(shù)學(xué)教材基本上都是按照“公理―定義―定理―證明”的嚴(yán)謹(jǐn)邏輯系統(tǒng)來講述, 所以學(xué)生要在兩三周之內(nèi)做到從極限的直觀描述過渡到極限的“ε- N”、“ε-δ”語言的認(rèn)知是很困難的。通過介紹微積分的發(fā)展史, 讓學(xué)生充分了解這個概念是孕育了兩千多年才變得清晰的。即使是牛頓、萊布尼茲在當(dāng)時也沒有透徹地理解微積分的很多概念。 ?
數(shù)學(xué)教學(xué)二 ?
厘清預(yù)期目標(biāo)、運(yùn)用方式及其相互關(guān)系 ?
數(shù)學(xué)教育中運(yùn)用數(shù)學(xué)史的理論和實踐中常存在脫節(jié)現(xiàn)象.首先是《高中課標(biāo)》中數(shù)學(xué)史的定位和運(yùn)用的預(yù)期目標(biāo)存在不一致,沒有深入考慮定位轉(zhuǎn)化為具體的預(yù)期目標(biāo),理論和實踐中確立運(yùn)用數(shù)學(xué)史的預(yù)期目標(biāo)時對定位認(rèn)識不深、關(guān)注不夠.其次,預(yù)設(shè)目標(biāo)和運(yùn)用方式之間關(guān)系不清,常以應(yīng)然來解釋實然,或反之. ?
因此,在有效解讀《高中課標(biāo)》中數(shù)學(xué)史的定位后,應(yīng)將此定位轉(zhuǎn)化為具體的預(yù)期目標(biāo),厘清預(yù)期目標(biāo)、運(yùn)用方式及其相互關(guān)系.作為工具的數(shù)學(xué)發(fā)展史可以從激發(fā)動機(jī)與情感、提供認(rèn)知幫助、啟示數(shù)學(xué)發(fā)展等方面確立具體目標(biāo);作為目標(biāo)的數(shù)學(xué)文化史關(guān)注整個數(shù)學(xué)*的發(fā)生發(fā)展,促進(jìn)學(xué)生是其次要功效,可從數(shù)學(xué)發(fā)生發(fā)展的動力、機(jī)制、社會文化背景的影響及其機(jī)制、時空地域等確立具體目標(biāo).關(guān)于運(yùn)用方式,本文根據(jù)數(shù)學(xué)史料的顯著程度及其與所屬內(nèi)容的緊密程度分為附加、直接使用和間接使用三種.具體可參見前面論述.厘清預(yù)期目標(biāo)和運(yùn)用方式之間的相互關(guān)系“有助于設(shè)計者選擇適合目標(biāo)的數(shù)學(xué)史運(yùn)用方式;有助于分析教學(xué)資源,了解設(shè)計者最傾向于運(yùn)用數(shù)學(xué)史實現(xiàn)的目標(biāo);最重要的是有助于了解在什么程度上設(shè)計者選擇運(yùn)用方式時忽視了某些目標(biāo)”.
重視設(shè)計和開發(fā)相關(guān)資源 ?
《高中課標(biāo)》中定位的數(shù)學(xué)史是數(shù)學(xué)課程的有機(jī)組成部分,特別是作為數(shù)學(xué)文化載體的數(shù)學(xué)文化史,要求從社會文化視角宏觀地解釋數(shù)學(xué)主體、數(shù)學(xué)活動和數(shù)學(xué)理論等要素,揭示數(shù)學(xué)的文化價值及其與學(xué)生發(fā)展的關(guān)系.向?qū)W生展示同一文化內(nèi)或不同文化間數(shù)學(xué)知識的發(fā)展進(jìn)程與方式 ?
超越單純勝利者認(rèn)知視角從社會文化審視特定歷史時刻競爭性數(shù)學(xué)研究間的對抗,并基于此重構(gòu)學(xué)生易于接受的呈現(xiàn)方式和教學(xué)序列.一線教師的能力、精力和資源等不足以單獨(dú)完成此項工作.因此,調(diào)動數(shù)學(xué)、數(shù)學(xué)教育、數(shù)學(xué)史等相關(guān)方面的研究者和實踐者,形成特定工作團(tuán)隊,深入研究和開發(fā)相關(guān)資源是有效落實《高中課標(biāo)》相關(guān)要求的關(guān)鍵. ?
數(shù)學(xué)教學(xué)三 ?
(一)通過數(shù)學(xué)史激發(fā)學(xué)生的興趣 ?
數(shù)學(xué)教學(xué)活動中,為使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣得以激發(fā),主要可從情感層面著手,其主要指利用數(shù)學(xué)史中的趣題、傳記或小故事等吸引學(xué)生注意力。以教學(xué)中空間直角坐標(biāo)系內(nèi)容為例,教學(xué)之處教師便可采取說故事的方式,如笛卡爾臥病之中對如何利用幾何圖形進(jìn)行代數(shù)方程的表示等問題進(jìn)行思考,思考中突然發(fā)現(xiàn)屋頂出蜘蛛的拉絲活動,假使將將蜘蛛當(dāng)作一點,其在運(yùn)動過程中包括上、下、左、右等位置可分別選取一組數(shù)進(jìn)行表示 ?
此時分別將相鄰墻的線以及與地面連接的線作為數(shù)軸,這樣三個數(shù)軸能夠?qū)⒖臻g中任一一點位置描述出來,由此形成空間直角坐標(biāo)系。整個講故事的過程完全可吸引學(xué)生注意力,而且關(guān)于坐標(biāo)系抽象的概念以及坐標(biāo)系的構(gòu)成等內(nèi)容都可為學(xué)生理解,學(xué)生更樂于從故事中探索知識內(nèi)容。因此,實際教學(xué)中也需注重適時引入一定的教學(xué)方式,確保數(shù)學(xué)史的融入能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,這樣才可獲得良好的教學(xué)效果[4]。 ?
(二)提升應(yīng)用數(shù)學(xué)史的層次 ?
數(shù)學(xué)史應(yīng)用層次的提升首先要求史料內(nèi)容應(yīng)與課堂教學(xué)活動存在契合點,避免與教材相脫離,而且史料選取后教師還需做好相應(yīng)的剪裁與篩選工作,避免出現(xiàn)為學(xué)生帶來負(fù)面影響或加重學(xué)生學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)的情況。 ?
其次,無論數(shù)學(xué)史融入中應(yīng)用傳記解說或小故事引用的方式,都應(yīng)保證史料內(nèi)容中可挖掘更多有價值的數(shù)學(xué)教學(xué)資源,而非單純停留在“講故事”的表層。*,教學(xué)設(shè)計過程中教師應(yīng)充分做好學(xué)生認(rèn)知能力的分析,并保證自身對基礎(chǔ)知識與數(shù)學(xué)史知識的熟練掌握,以此使數(shù)學(xué)史應(yīng)用層次得以提高[5]。 ?