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“数学是人类的一种文化,它的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分”。数学文化的内涵不仅表现在其知识本身,还存在于它的历史之中,数学发展史,就是人类的文明史。作为数学学习的重要资源,人教版的新教材中增加了数学史的内容,力使数学学习过程成为文化传播过程。因此,数学教学要结合教学内容多角度的创造条件,融入数学史,发挥数学的教育功能,使学生感受到数学在人类文化发展中的作用。
根据笔者长期的理论研究与教学实践,本文谈谈“数学教学中渗透数学史的探究”。
一、数学教材中渗入数学史的章节
人教版的新教材中增加了大量的数学史内容,例如在人教版九年级的数学教材中,就有很多章节渗入了数学史的知识。
教材引入数学史的形式有:通过章节首图引入数学史;在正文中融入数学史;选取历史名题渗透数学史;通过阅读材料介绍数学史;通过教学参考书以教学资源的形式呈现数学史。
二、数学史经典案例的探究与启示
“乘方”的起源无法考证,但是中国较早就使用“九九口诀”。在《荀子》、《管子》、《淮南子》、《战国策》等书中就能找到“二二得四、三三得九、六六三十六、九九八十一” 等句子。由此可见,早在“春秋”、“战国”的时候,《九九乘法歌诀》就涉及到了“乘方”的运算。以此增强学生的民族自豪感。
关于“乘方”的经典故事是“棋盘上的麦粒”。
吃不睡可數到345600×365=126144000,全部的小麦要不吃不睡数到18446744073709551615÷126144000≈146235604339年,宰相能活这么长久吗?所以,聪明的宰相就说“尊敬的国王,您的智慧超过了我,我不要小麦了”。
通过介绍故事与指导学生进行的探究:(1)让学生切实体验到了数学知识的趣味性、神奇性与实用性,激发了学生学习数学的兴趣。(2)让学生明确了在学习上与生活中积累点滴知识的重要性,教育了学生“积少成多”与“节约粮食”的精神。(3)培养了学生“莫以善小而不为,莫以恶小而为之”的思想品德。因此,教师在教学活动中,要善于应用神奇性与实用性的数学史,激发学生“乐学、想学、要学”的激情,从而实现教书育人的境界。
三、数学史知识渗透于教学的方法
第一,介绍数学家的生平及其成就。数学家在数学发展过程中起着特别重要的作用,数学家的生平及其成就是数学史不可分割的组成部分。数学家们高尚的品德和献身科学事业的精神,是对学生进行情感、态度和价值观教育的生动素材。
第二,介绍重要的数学事件和成果,使学生了解数学发展过程中的重要历史事件与重要成果,对提高学生的数学素养将产生积极的影响。例如,如果学生了解了无理数发现过程的曲折与悲壮及它的历史价值后,将产生心灵的震撼,这种震撼将激发他们学习数学和探究科学奥秘的热情。
第三,介绍经典的历史名题,历史名题提供了相应内容的时代背景,揭示了实质性的数学思想方法,对于学生理解数学内容和方法都是十分重要的。教材从我国的古算名著《算经十书》中选取了一定数量的名题 ,对于学生了解我国古代的数学成就,增强民族的自豪感是十分有益的。
第四,介绍数学中的轶闻趣事,数学在长期发展的过程中,融入了众多的轶闻趣事。给学生作适当的介绍,对于增强教材的趣味性和可读性,提高学生学习数学的兴趣是十分必要的。例如概率的起源,卡瑞正方形,著名的反例等都是学生喜闻乐见的数学史知识。
在教学中适时渗透数学史知识,能对学生的学习态度,学习兴趣起到良好的促进作用。
四、数学史知识渗透于教学的途径
第一,在情境创设中融入数学史。教学需要情境,以什么样的情境进入课堂,不仅取决于教学内容,也取决于教师的教育观念,相同的内容可以创设出不同的问题情境。建构主义的学习理论强调情境创设要尽可能的真实。因此,情境创设可以充分挖掘数学知识产生的背景和发展的历史,以数学史作为素材创设问题情境,不仅有助于数学知识的学习,也是对学生的一种文化熏陶。例如在讲授无理数的概念时,可以先介绍它的历史发展,无理数的发现产生了第一次数学危机。
第二,在知识教学中融入数学史。数学史不仅给出了确定的知识,还可以给出知识的创造过程。对这种创造过程的再现,不仅能使学生体会到数学家的思维过程,还可以形成探索与研究的课堂气氛,使得课堂教学不再是单纯地传授知识的过程。例如一元二次方程中探究根与系数的关系,发现两根之和、两根之积与系数的关系,再现韦达定理的发现过程。当学生们发现自己的验证方法和古人的证法如出一辙时,自信和自豪感将油然而生。
第三,在习题解答中融入数学史。通过对历史名题的解答和探究,可以使枯燥乏味的习题教学变得富有趣味和探索意义,从而极大地调动学生的积极性,提高他们的学习兴趣,对于学生来说,历史上的问题是真实的,因而更为有趣。例如遗产分割问题,引葭赴岸,拿破仑的作图题等历史名题。这些名题历史久远,解法经典,影响广泛。许多历史名题的提出和解决往往与历史名著和大数学家有关,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,这对于学生形成良好的情感体验是十分重要的。
第四,在课题学习中融入数学史。课题学习是数学史进入课程的有效途径和载体,教材中有一课题学习内容——∏的研究,∏的估计有很多方法,可以组织学生查阅资料。教材中是通过随机模拟的方法,又称蒙特卡洛法,对它进行估计。在课题学习中,要注重学生参与活动的过程,获得活动经验,启发他们从阅读和收集信息的过程中得到更深层次的思考。
法国著名数学家包罗·朗之万说过“在数学教学中,加入历史具有百利而无一弊。”因此,教师在课堂设计与教学活动中,都要善于把数学发展的历史渗透到教学之中,对于扩大学生的知识面,开拓学生的智力,发掘和培育优秀的人才,都具有重要的意义。
根据笔者长期的理论研究与教学实践,本文谈谈“数学教学中渗透数学史的探究”。
一、数学教材中渗入数学史的章节
人教版的新教材中增加了大量的数学史内容,例如在人教版九年级的数学教材中,就有很多章节渗入了数学史的知识。
教材引入数学史的形式有:通过章节首图引入数学史;在正文中融入数学史;选取历史名题渗透数学史;通过阅读材料介绍数学史;通过教学参考书以教学资源的形式呈现数学史。
二、数学史经典案例的探究与启示
“乘方”的起源无法考证,但是中国较早就使用“九九口诀”。在《荀子》、《管子》、《淮南子》、《战国策》等书中就能找到“二二得四、三三得九、六六三十六、九九八十一” 等句子。由此可见,早在“春秋”、“战国”的时候,《九九乘法歌诀》就涉及到了“乘方”的运算。以此增强学生的民族自豪感。
关于“乘方”的经典故事是“棋盘上的麦粒”。
吃不睡可數到345600×365=126144000,全部的小麦要不吃不睡数到18446744073709551615÷126144000≈146235604339年,宰相能活这么长久吗?所以,聪明的宰相就说“尊敬的国王,您的智慧超过了我,我不要小麦了”。
通过介绍故事与指导学生进行的探究:(1)让学生切实体验到了数学知识的趣味性、神奇性与实用性,激发了学生学习数学的兴趣。(2)让学生明确了在学习上与生活中积累点滴知识的重要性,教育了学生“积少成多”与“节约粮食”的精神。(3)培养了学生“莫以善小而不为,莫以恶小而为之”的思想品德。因此,教师在教学活动中,要善于应用神奇性与实用性的数学史,激发学生“乐学、想学、要学”的激情,从而实现教书育人的境界。
三、数学史知识渗透于教学的方法
第一,介绍数学家的生平及其成就。数学家在数学发展过程中起着特别重要的作用,数学家的生平及其成就是数学史不可分割的组成部分。数学家们高尚的品德和献身科学事业的精神,是对学生进行情感、态度和价值观教育的生动素材。
第二,介绍重要的数学事件和成果,使学生了解数学发展过程中的重要历史事件与重要成果,对提高学生的数学素养将产生积极的影响。例如,如果学生了解了无理数发现过程的曲折与悲壮及它的历史价值后,将产生心灵的震撼,这种震撼将激发他们学习数学和探究科学奥秘的热情。
第三,介绍经典的历史名题,历史名题提供了相应内容的时代背景,揭示了实质性的数学思想方法,对于学生理解数学内容和方法都是十分重要的。教材从我国的古算名著《算经十书》中选取了一定数量的名题 ,对于学生了解我国古代的数学成就,增强民族的自豪感是十分有益的。
第四,介绍数学中的轶闻趣事,数学在长期发展的过程中,融入了众多的轶闻趣事。给学生作适当的介绍,对于增强教材的趣味性和可读性,提高学生学习数学的兴趣是十分必要的。例如概率的起源,卡瑞正方形,著名的反例等都是学生喜闻乐见的数学史知识。
在教学中适时渗透数学史知识,能对学生的学习态度,学习兴趣起到良好的促进作用。
四、数学史知识渗透于教学的途径
第一,在情境创设中融入数学史。教学需要情境,以什么样的情境进入课堂,不仅取决于教学内容,也取决于教师的教育观念,相同的内容可以创设出不同的问题情境。建构主义的学习理论强调情境创设要尽可能的真实。因此,情境创设可以充分挖掘数学知识产生的背景和发展的历史,以数学史作为素材创设问题情境,不仅有助于数学知识的学习,也是对学生的一种文化熏陶。例如在讲授无理数的概念时,可以先介绍它的历史发展,无理数的发现产生了第一次数学危机。
第二,在知识教学中融入数学史。数学史不仅给出了确定的知识,还可以给出知识的创造过程。对这种创造过程的再现,不仅能使学生体会到数学家的思维过程,还可以形成探索与研究的课堂气氛,使得课堂教学不再是单纯地传授知识的过程。例如一元二次方程中探究根与系数的关系,发现两根之和、两根之积与系数的关系,再现韦达定理的发现过程。当学生们发现自己的验证方法和古人的证法如出一辙时,自信和自豪感将油然而生。
第三,在习题解答中融入数学史。通过对历史名题的解答和探究,可以使枯燥乏味的习题教学变得富有趣味和探索意义,从而极大地调动学生的积极性,提高他们的学习兴趣,对于学生来说,历史上的问题是真实的,因而更为有趣。例如遗产分割问题,引葭赴岸,拿破仑的作图题等历史名题。这些名题历史久远,解法经典,影响广泛。许多历史名题的提出和解决往往与历史名著和大数学家有关,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,这对于学生形成良好的情感体验是十分重要的。
第四,在课题学习中融入数学史。课题学习是数学史进入课程的有效途径和载体,教材中有一课题学习内容——∏的研究,∏的估计有很多方法,可以组织学生查阅资料。教材中是通过随机模拟的方法,又称蒙特卡洛法,对它进行估计。在课题学习中,要注重学生参与活动的过程,获得活动经验,启发他们从阅读和收集信息的过程中得到更深层次的思考。
法国著名数学家包罗·朗之万说过“在数学教学中,加入历史具有百利而无一弊。”因此,教师在课堂设计与教学活动中,都要善于把数学发展的历史渗透到教学之中,对于扩大学生的知识面,开拓学生的智力,发掘和培育优秀的人才,都具有重要的意义。