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。下文是我为大家整理的关于大学数学史论文的范文,欢迎大家阅读参考!
数学史的教育功能
摘 要 数学史作为数学学科中的一部分,它不仅揭示了数学知识发展的来源,也揭示了数学学科对于人们发展科学文化知识的巨大作用。数学史的教学已经成为了目前学校教育工作中的一部分,利用数学史的教学可以引导学生们提高对数学学科学习的兴趣,培养创新思维,从了解数学史的根源开始,主动发现数学学科中的奥秘。针对这一系列问题,本文从四大方面分析了数学史对于数学教育工作中的功能体现,从而引起数学教育工作者的高度重视。
关键词 数学史 教育功能 创新思维 功能体现
1 数学史的教育功能之一 ——提高学生们学习数学的兴趣
兴趣是最好的老师,有了兴趣学生才会对数学冰冷的美丽产生出火热的激情。然而,为了提高学生们学习数学的兴趣,不仅仅是鼓励和题海战术这么简单,我们应该采取引导与教育相结合的方式,青少年时期正是疑问多、想法多的阶段,我们应该抓住学生们的这一特点,从解除疑问的角度来引导学生们接受和爱好数学的学习。让学生们在了解数学史的基础上,深刻记忆数学定义、定理的模型与应用。
例如:数学老师在课堂上讲授无理数的概念时,若只是将无理数的概念硬性地传授给学生,学生们似乎已经记住了无理数的特征,也能够正确判断哪些数是无理数,哪些数不是无理数,然而,这只是课堂中的短暂记忆,无法给学生们留下深刻的印象,无法在学生们的脑子里留下长久的烙印。因此,我们可以从介绍无理数的历史发展入手,将生动的无理数来源的历史背景讲授给学生们,引起学生们学习无理数的兴趣,加深对这一知识点的记忆。
2 数学史的教育功能之二——培养学生们的数学应用意识
数学的主要功能是应用科学,数学是一种工具,是所有学科中最具前瞻性和科学性的自然科学,从数学知识的本身来看是十分枯燥乏味的,表面来看,学生们在课堂中所接受的是已经由大量科学家所发现和证明了的科学结晶,这些结果的产生是具有强大科学依据的,每一个结晶诞生的背后都有一个久远的历史故事,它不仅验证了科学的可靠性,同时也说明了世界奥秘的可知性。二十一世纪的青少年是与新时代接轨的一代,在学习的过程中只是了解学科的表面是不够的,我们要从数学史的教育抓起,深入探讨数学学科的伟大,从根本上培养学生们的数学应用意识,加大学习数学知识的深度与广度。
例如:我国古代名著 《孙子算经》上有这样一道题:今有鸡兔同笼,从上面看有三十五头,从下面看有九十四足,问笼子里鸡有几只?兔有几只?这道题对学生来说是十分有趣的,既让他们掌握了方程的基本思想,又让他们感觉到学习的新知识的价值所在;
又例如:在《九章算术》中记载了一道有趣的数学题:有一个边长为一丈的正方形水池,在池中央长着一根芦苇,芦苇露出水面1尺,若将芦苇拉到池边中点处,芦苇的顶端恰好到达水面。问水有多深?芦苇有多长?这是一道作为《探索勾股定理》的习题,通过练习,同学们可以在熟练应用勾股定理的同时,体会到勾股定理在实际问题中的应用。
再例如:公元三世纪我国数学家赵爽证明了勾股定理的弦图。老师在课堂上对于这种验证方法的介绍,可以通过数学知识重组再创造,分析当年数学家赵爽的探索过程,使其证明思路逐渐展现在如今的课堂中,帮助学生们理解与掌握勾股定理的内容与应用。
从以上例子中可以看出,数学史的诸多命题历史悠久,具有说服力和兴趣性,我们在利用数学史知识讲授数学课程的时候,既能够为学生们介绍大量的数学历史故事,让学生们深入了解数学中各种定理、模型的来源,加深对其的记忆,又能够扩大学生们的知识面,让学生们了解到数学(下转第189页)(上接第139页)学科的科学性和前瞻性,从认识历史、认识科学家、认识世界的角度学习科学文化知识是现如今加强学生们素质教育的关键。
3 数学史的教育功能之三——提高学生们的数学素养
对于任何一门学科的学习,都应该拥有这门学科的学习精神,数学是一门体现人类文明发展史的学科,它融汇了人类智慧的结晶,在历史悠久的中国,有着成千上万的科学家前仆后继,为数学学科的发展作出了卓越的贡献。数学史作为数学学科中的一部分,是如今提高学生们的素质、普及数学科学知识、增强个人科学素养的关键学科。老师应该在传授数学知识的同时,将数学的发展、科学家的成就、每一项成果的来之不易一并传授给学生们,让学生们认识到数学知识的可贵、数学知识的力量、数学知识的魅力。例如:在浙教版《义务教育课程标准实验教科书-数学》的六册书的阅读材料中,介绍了法国的笛卡尔、费马;中国的杨辉;德国的卢道夫等不少历史上的数学家及其重要成果。提高了学生们的学习兴趣,扩大了学生们的知识面,从实际案例中启发学生们学习科学文化知识的重要性。从而提高了学生们的数学素养。
4 数学史的教育功能之四——培养学生们对世界观的正确认知
从数学悠久的历史来看,中国从古至今涌现出了一批优秀的数学家,刘徽、祖冲之、祖咂、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等,他们的数学成就流传至今,为中国的科学事业奠定了坚实的基础,为后代人对认识世界、改造世界的观念提供了强有力的科学依据。数学是一门自然科学,是上千万科学家智慧的结晶,是科学的真理体现,是对大千世界正确的认识,它是客观存在的科学,是唯物主义的认证。因此,作为数学教育工作者,有责任、有义务在传授知识的同时,培养学生们正确的世界观、人生观、价值观,相信科学,杜绝唯心主义,摆脱迷信思想,利用数学史的介绍勉励学生们对科学文化知识的正确认知,对世界观的正确理解。
总之,数学史在数学教学中的渗透,从提高学生们学习数学的兴趣,培养学生们的数学应用意识,提高学生们的数学素养,培养学生们对世界观的正确认知这四个方面来看是十分重要的。将数学的抽象运算方法融入到数学史的介绍当中,开阔学生们的思路,增强学生们科学知识结构的形成,是目前提高青少年素质教育的关键。我们要加大力度完善数学教学的模式,增加数学史教学的课程安排,有效实施文化教育与素质教育的适当结合,从而提高数学教学的整体质量。
参考文献
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数学史在大学数学教学中的意义与价值
摘 要: 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认可。本文结合大学数学教学的特点,着重探讨了数学史在大学数学教学中的意义与价值。
关键词: 数学史 高等数学 教学改革
1.数学史
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,以及其与社会政治、经济和一般文化的联系的一门科学,蕴涵了丰富的数学思想的历史。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。数学的发展绝不是一帆风顺的,数学的发展在不同的历史阶段,受到政治、宗教等各种社会因素的干扰。历史上无理量的发现,微积分和非欧几何的创立,乃至费马大定理的证明,等等,无一不是数学家们经历了曲折艰难最终探索出来的。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。
2.数学史在大学数学教学中的意义与价值
我国的数学教学一直注重形式化的演绎数学思维的训练,而忽视了培养学生对数学作为一门科学的思想体系、文化内涵和美学价值的认识。但由于受传统教学课时和内容上的安排的影响,大学数学的教学往往存在课时少,内容多的矛盾。广大教师为了完成教学任务,达到“会考试”的效果,往往在课堂上只注重数学知识的传授,而忽视了数学的思想性和趣味性。目前数学史的教育价值也早已被一些学者所认识。2005年在中国召开了“第一届数学史与数学教育会议”,由此看出,充分发掘数学史在数学教学中的作用越来越受到重视。要发展数学史教育首先要提高人们对数学史教育重要性的认识,虽然目前学术界对数学史教育在数学教学的功效引起一定的重视,但这并不够。数学并不是一些枯燥定理的堆砌,而是人类文明、人类文化高度发展的结晶。
数学家庞加莱说:“若欲预见数学的将来,正确的方法是研究它的历史和现状。”数学史是人类文明给后人留下的路标,具有独特的教育功能。数学史的学习在大学数学教学中的意义与价值主要体现在以下几个方面。
(1)数学史是数学文化的最佳载体
传统的数学教学一般只涉及数学的两个层面:数学的概念、命题,数学的思想和方法。现如今,数学作为一种文化现象,早已是常识,那么,我们就应该用较为宽泛的眼光来看数学或数学文化。数学作为人类创造的文化之一,它并不是超文化的。数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势。数学文化除了数学知识本身,还包括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,数学的美学价值,数学家的创新精神,等等。数学史正是数学文化教育的最佳载体。
(2)数学史是激发兴趣的有效途径
几乎所有学科都强调激发学生学习兴趣的重要性,而数学学科尤为突出,在著名数学家成才规律的探索中,中外学者不约而同地将“对数学浓厚的兴趣”列为第一位要素。在教学过程中,要善于激发学生对数学学科的兴趣,正如爱因斯坦所言:“兴趣是最好的老师。”大学阶段的学生无论是逻辑思维能力还是自控能力都已经基本发展成熟,且大学阶段的数学知识内容已经非常注重体系的严密性和完整性,学习方式也从中学时期的“要我学”变成“我要学”,学习兴趣显得尤为重要。
纵观数学发展史,许多数学名家并非一开始就是从事数学研究的,很多人是因偶然的机会而对数学产生了兴趣,才走上了专业化发展道路。解析几何的创始人笛卡尔,从小游手好闲,偶遇一次街头数学问题悬赏解答,强烈的兴趣使他对数学入了迷,那年他已经近二十岁了。
数学史上的许多经典问题,仍然吸引了一代又一代数学学习者投入其中,如欧拉研究过的七桥问题,我国的七巧板游戏等,都是激发学生学习兴趣的良好素材,在教学中要有意识地发掘其教育价值。
(3)数学史是理解数学的必由之路
数学课程通常给出的是一个系统的逻辑论述,好像从这一结论到那一个定理是很自然的事情,其实历史的发展并非一帆风顺,通过数学史的学习可以使同学们认识到,一个学科的发展是从点滴积累开始的,有的甚至需要几百年时间。比如我们熟悉的四色原理从产生到最终解决花了三百多年,在解决问题过程中,衍生出了众多应用数学的分支,从不同侧面影响着社会生活。
从数学史看,数学成果的流传主要是数学思想方法的流传,所以我们在学习知识的过程中,只有了解数学研究的历史背景,分析前人的方法,才能透过现象看本质,得到有益的启示,激发出思想的火花,并真正学会“像数学家那样思考”。
(4)数学史是思想教育的良好素材
数学史在课本中的反映是经过提炼的,自然淡化了发展中艰苦漫长的历程。通过数学史的学习,同学们会获得学习的勇气,不会因为学习中的挫折而沮丧。中外数学家刻苦钻研,严谨创新和为了科学事业而勇于献身的例子比比皆是,在解决数学史上的三大危机时,许多数学家甚至为此付出了生命,这些都是极好的思想教育的材料。
欧拉终身为数学奋斗,所有的领域都留下欧拉研究的痕迹,长期的劳累使他双目失明,在此以后的17年,仍忘我地献身于数学研究。牛顿出身于农民家庭,1661年考入剑桥大学。1665年,伦敦地区流行鼠疫,剑桥大学暂时关闭。牛顿回到了家乡,在乡村幽居了两年,终日思考各种问题、探索大自然的奥秘。他平生的三大发明――微积分、万有引力、光谱分析都萌发于此。后来牛顿在追忆这段峥嵘的青春岁月时,深有感触地说:“我的成功当归功于精力的探索。”“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。”学生听了数学家的事迹,必然会备受鼓舞,从而认识到只有经过自己奋斗,才能取得成就。通过这些数学史实和事例能够帮助学生树立超越世界数学先进水平的胆识,培养学生的科学态度和优良品质。
3.结语
数学史是人类的认识史、发明史和创造史,其中蕴涵着可供后人借鉴的巨大思想财富,广大教育工作者已经认识到它的重要作用。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”,更深刻地领略数学文化。在大学数学教学中融入数学史对强化课堂效果是一种很行之有效的做法,会起到良好的作用。最后引用19世纪英国数学家格莱舍的一句话作为结语:“任何企图将一种科目和它的历史割裂开来,我确信,没有哪一种科目比数学的损失更大。”
参考文献
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论文题目: 学生自主学习能力培养提升小学数学课堂教学效果
摘要: 在新课程理念的指引下,小学数学课堂呈现充满教育契机的、富有挑战性的新气象,在注重小学生全面发展的能力培养下,对小学生自主学习能力、交流合作能力和创新思维能力的培养成为教育重点,这要求教师具有教学的智慧,对学生有深入的了解,在这样的教育氛围之下,才可以培养出学生的创意想象和创造性、探究性思维,在自主学习的过程中增强知识性的体验,创设出最佳的课堂效果。
关键词: 自主学习能力;创新思维;小学数学
在全新的教育理念下,教育视角由原来的“要我学习”转为了“学会学习”,教师在对小学生能力培养的过程中,注重小学生全面素质的培养,包括自主学习能力和创新思维能力,使小学数学的教学课堂展现出主动参与的学习过程,数学课堂在学生的主体行为下显露出智慧的光芒,这就需要教师在教学过程中要采用适合小学生的方式和策略,注重学生学习的过程,而不是学习的结果,发挥出小学生自主探索和自由发现的天性,促进学生健康全面的发展。
一、小学数学教学中的现状及反思
小学生由于其年龄特点和个性特征,呈现出对新异、生动的事物有强烈好奇的兴趣,而且大多数小学生都有强烈的求知欲、自尊心和好胜心。教师在教学过程中要根据小学生的年龄特点和个性,培养学生的自主学习能力,但是,目前小学数学教学尚存在些许不足,需要我们加以反思。
(一)情境教学中过多地引入情境,丧失了教学目标
一些数学教师在课堂引入时,过多地运用了情境,而分散了小学生的注意力。如:在课堂导入时,教师突发奇想,要用“喜羊羊与灰太狼”作为课堂导入情境,学生睁大眼睛,竖起耳朵,开展了斗智斗勇的想象,却忘记了教师是在上数学课。又如:在一年级《加减混合》的数学计算中,教师想用“春游”作为情境导入数学课堂,可是在运用情境时过多地介绍了风景,使学生沉溺于风景的想象中而偏离了数学课堂的传授目标,缺失了数学教学目的。
(二)成人化的想象对小学生缺乏新奇的吸引性
数学教师在进行教学课堂的情境创设时,用成人的眼光和视角去进行设想,忽视了童趣和纯真的眼睛,简单的情境创设平淡无奇,缺乏挑战性。例如:在小学数学教学中《7的乘法口诀》一课,教师用“一个星期有几天”来进行问题式的课堂导入,这对于学生而言缺乏新奇,对乘法口诀也缺乏记忆。
(三)课堂教学中“数学味”的弱化和缺失
在小学数学的教学课堂中,教师利用各种情境创设导入教学,却没有及时地将情境引入到数学知识的学习当中,弱化了数学学科所应有的“数学味”,使学生自主性学习的兴趣降低。如:在《统计》的数学知识教学中,教师通过分组教学的形式,让学生开展讨论和记录,可是学生们却停留在小组成员间体重的比较讨论等内容,而没有真正进入到数学统计知识的学习之中来。
二、自主学习的概念及其重要性
在小学数学的教学中,学生要通过能动的创造性活动,在教师的指导为前提下实现以学生为主体的良性发展。学生可以通过多种途径和手段,自主地有选择地学习,并创造性对所学的知识进行整合和内化,从而达到自主学习能力水平。小学生进行自主学习的重要性主要体现在以下几方面。
(一)提高数学知识吸收的质量
自主学习的方式是积极主动的方式,是小学生进行自主习惯的培养方式,它在激起求知欲望的前提下,转化为认知的内驱力,激发出学习的内在动机,并将之内化为学习习惯,真正提高数学知识吸收的主动性。
(二)为后续的数学知识学习奠定基础
小学阶段是数学知识学习的起始阶段,在这一关键阶段中,要培养学生的自主学习习惯,用他们自发的数学学习兴趣和自主发现的能力,掌握学习数学知识的策略,为后续数学更高层次的学习奠定基础。
(三)自主发现和自主学习能力的培养
小学生多数都有一双好奇的眼睛,他们对周围的世界很好奇,也拥有自主发现的能力,在这一过程中,对其自主发现的能力挖掘越多,那么,学生自主学习的能力就越强,自主学习的习惯就容易产生知识性的迁移。
三、自主性学习的小学数学课堂教学策略
小学数学的自主性学习课堂教学充分发挥了学生的主体性,以学生的自主探究和实践能力和创新思维能力为宗旨,在良好的教学氛围和自主参与的环境下,实现多种形式的自主性学习,在不同的活动中获取数学知识,掌握小学数学知识学习的一般规律和学习方法。
(一)数学课堂有效导入,激发学生的自主参与性
合适而有效的数学情境导入,是进行高效数学课堂的有效方法和途径,要在课堂导入的过程中创造良好的氛围,用宽松、愉悦、智慧的方式激发学生对数学知识的自主性学习过程,其具体方法如下。
1、以生活为教学情境进行数学知识的迁移。生活是无痕的,生活对学生的体验是最深刻的体验,而“生活中的数学”与“数学中的生活”又是紧密相联和息息相关的,学生在生活的体验中感知到数学的价值,可以在身临其境的体会中感受到数学的奥妙,数学情境的生活度越高,学生内在的生活体验越容易被激活,数学知识掌握的程度就越深。例如:在“人民币的认识”教学中,让学生们进行分组进行人民币的购买情境,把不同的物品贴上不同的价格标签,再由分组的学生进行不同面值的假人民币的购买情境,使学生在购买的过程中体会到数字的变换。[1]
2、 以游戏为教学情境激发学生的自主性参与意识。游戏环节是小学生最乐于参与和互动的环节,数学教学可以适当地引入游戏环节,使小学生增强对数学知识的学习兴趣,感受到数学探索的成功体验。如:在小学50以内的加法练习中,不是单纯让学生进行数字的相加,而可以采用“邮递员送信”游戏的形式,增添学生的学习自主性,教师可以事先准备好标有不同两位数的信箱,并准备不同加法练习题的信封,选择几名学生作“送信邮差”,将这些信封和信箱匹配,学生在争先恐后的选择中掌握了数学知识,它犹如一块无形的磁石,深深地吸引着小学生的数学知识的注意力,增强了趣味性和主动性。
3、以故事导入引导学生进行自主性的学习。小学生都酷爱故事,因此教学中可以利用故事增加数学的趣味性,引导学生用创意的思维想象,进行自主性的学习。例如:在一年级的数学“10以内的数字”的教学中,为了让学生建立起数字的相关概念的学习,可以引入故事进行形象的学习:在0~9的数字王国里,数字9发现自己是最大的,于是就很神气和骄傲,它对其他数字说:“你们都是小不点儿,都比我小,所以你们都要听我的。”其他的数字为了消灭它的嚣张气焰,商量好让数字1和0组成一个新的两位数,数字9看到后低下了头,意识到了自己的错误,于是,再也不狂妄自大了,和大家成为了好朋友。学生们在教师故事的讲述中,也展开了对数字的思维和想象,认识到了10以内数字的基数、序数意义,进行自主性的认知学习。[2]
作为工科类大学公共课的一种,高等数学在学生思维训练上的培养、训练数学思维等上发挥着重要的做用。进入新世纪后素质教育思想被人们越来越重视,如果还使用传统的教育教学方法,会让学生失去学习高等数学的积极性和兴趣。以现教育技术为基础的数学建模,在实际问题和理论之间架起沟通的桥梁。在实际教学的过程中,高数老师以课后实验着手,在高等数学教学中融入数学建模思想,使用数学建模解决实际问题。
一、高等数学教学的现状
( 一) 教学观念陈旧化
就当前高等数学的教育教学而言,高数老师对学生的计算能力、思考能力以及逻辑思维能力过于重视,一切以课本为基础开展教学活动。作为一门充满活力并让人感到新奇的学科,由于教育观念和思想的落后,课堂教学之中没有穿插应用实例,在工作的时候学生不知道怎样把问题解决,工作效率无法进一步提升,不仅如此,陈旧的教学理念和思想让学生渐渐的失去学习的兴趣和动力。
( 二) 教学方法传统化
教学方法的优秀与否在学生学习的过程中发挥着重要的作用,也直接影响着学生的学习成绩。一般高数老师在授课的时候都是以课本的顺次进行,也就意味着老师“由定义到定理”、“由习题到练习”,这种默守陈规的教学方式无法为学生营造活跃的学习氛围,让学生独自学习、思考的能力进一步下降。这就要求教师致力于和谐课堂氛围营造以及使用新颖的教育教学方法,让学生在课堂中主动参与学习。
二、建模在高等数学教学中的作用
对学生的想象力、观察力、发现、分析并解决问题的能力进行培养的过程中,数学建模发挥着重要的作用。最近几年,国内出现很多以数学建模为主体的赛事活动以及教研活动,其在学生学习兴趣的提升、激发学生主动学习的积极性上扮演着重要的角色,发挥着突出的作用,在高等数学教学中引入数学建模还能培养学生不畏困难的品质,培养踏实的工作精神,在协调学生学习的知识、实际应用能力等上有突出的作用。虽然国内高等院校大都开设了数学建模选修课或者培训班,但是由于课程的要求和学生的认知水平差异较大,所以课程无法普及为大众化的教育。如今,高等院校都在积极的寻找一种载体,对学生的整体素质进行培养,提升学生的创新精神以及创造力,让学生满足社会对复合型人才的需求,而最好的载体则是高等数学。
高等数学作为工科类学生的一门基础课,由于其必修课的性质,把数学建模引入高等数学课堂中具有较广的影响力。把数学建模思想渗入高等数学教学中,不仅能让数学知识的本来面貌得以还原,更让学生在日常中应用数学知识的能力得到很好的培养。数学建模要求学生在简化、抽象、翻译部分现实世界信息的过程中使用数学的语言以及工具,把内在的联系使用图形、表格等方式表现出来,以便于提升学生的表达能力。在实际的学习数学建模之后,需要检验现实的信息,确定最后的结果是否正确,通过这一过程中的锻炼,学生在分析问题的过程中可以主动地、客观的辩证的运用数学方法,最终得出解决问题的最好方法。因此,在高等数学教学中引入数学建模思想具有重要的意义。
三、将建模思想应用在高等数学教学中的具体措施
( 一) 在公式中使用建模思想
在高数教材中占有重要位置的是公式,也是要求学生必须掌握的内容之一。为了让教师的教学效果进一步提升,在课堂上老师不仅要让学生对计算的技巧进一步提升之余,还要和建模思想结合在一起,让解题难度更容易,还让课堂氛围更活跃。为了让学生对公式中使用建模思想理解的更透彻,老师还应该结合实例开展教学。
( 二) 讲解习题的时候使用数学模型的方式
课本例题使用建模思想进行解决,老师通过对例题的讲解,很好的讲述使用数学建模解决问题的方式,让学生清醒的认识在解决问题的过程中怎样使用数学建模。完成每章学习的内容之后,充分的利用时间为学生解疑答惑,以学生所学的专业情况和学生水平的高低选择合适的例题,完成建模、解决问题的全部过程,提升学生解决问题的效率。
( 三) 组织学生积极参加数学建模竞赛
一般而言,在竞赛中可以很好地锻炼学生竞争意识以及独立思考的能力。这就要求学校充分的利用资源并广泛的宣传,让学生积极的参加竞赛,在实践中锻炼学生的实际能力。在日常生活中使用数学建模解决问题,让学生独自思考,然后在竞争的过程中意识到自己的不足,今后也会努力学习,改正错误,提升自身的能力。
四、结束语
高等数学主要对学生从理论学习走向解决实际问题的能力进行培养,在高等数学中应用建模思想,促使学生对高数知识更充分的理解,学习的难度进一步降低,提升应用能力和探索能力。当前,在高等教学过程中引入建模思想还存在一定的不足,需要高校高等数学老师进行深入的研究和探索的同时也需要学生很好的配合,以便于今后的教学中进一步提升教学的质量。
参考文献:
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浅谈高中数学文化的传播途径
一、结合数学史,举办文化讲座
数学史教育对于了解数学这一门学科起着重要作用、数学史不仅仅是单纯的数学成就的编年记录,因为数学的发展绝不是一帆风顺的,在更多的情况下是充满犹豫、徘徊,要经历艰难曲折,甚至会面临危机;数学史也是数学家们克服困难和战胜危机的斗争记录,讲座中介绍重要的数学思想,优秀的数学成果,相关人事,使学生了解数学发展中每一步艰辛的历程,有助于培养学生坚忍不拔、不懈努力的意志和正直诚实的品质、比如,通过举办文化讲座向学生介绍“数学历史上三次危机”、“百牛定理”的来历、“哥德巴赫猜想与进展”、“数学悖论产生的原因及解决”、杨辉三角及中国古代数学成就、概率的发展、数学思想方法史等;向学生介绍一些数学大奖、数学界的名题,如数学界的“诺贝尔奖”———菲尔兹奖、沃尔夫奖、华罗庚数学奖、波利亚数学奖、高斯数学奖等,这种润物细无声的教育将激励学生个人的发展愿望、此外,介绍数学史上的重大事件,如无理数的产生引起的争论及代价、无穷小量是零非零的争论、康托尔集合论的论争等等,启发学生体会到,坚持学术争论有利于促进科学理论的完善与发展、
二、结合教学内容,穿插数学故事
数学故事引人入胜,能激起学生的某种情感、兴趣,激励学生积极向上、教师平时应注意收集与数学内容有关的数学故事,在讲到相关内容时,穿插到课堂教学中,通过向学生展现数学知识产生的背景、数学的思想方法、数学家追求真理的科学精神,让数学文化走进课堂,不失时机地通过数学家的故事来启迪学生、激励学生,对学生进行人文价值教育;在新课引入中,可以从概念、定理、公式的发展和完善过程,数学名人趣闻轶事,概念的起源,定理的发现,历史上数学进展中的曲折历程,以及提供一些历史的、现实的真实“问题”引入新课,一个精彩的引入不仅能够活跃课堂气氛,激发学生的学习情趣,降低数学学习的难度,还可以拓宽学生的视野,培养学生全方位的思维能力和思考弹性,使数学成为一门不再是枯燥呆板,而是生动有趣的学科、例如在讲欧拉公式时,介绍欧拉传奇的一生,欧拉解决该问题时的奇思妙想,特别是其双目失明后的贡献,用数学大师的人格魅力感染学生;讲解析几何时介绍“笛卡尔和费马”两位数学家在创立这门学科过程中的主要贡献,学生可以从中了解解析几何学产生的历史背景,数学家的成长经历,感受数学名人的执着信念,汲取宝贵的数学精神;在讲到相关内容时,介绍华罗庚、陈景润、苏步青、杨乐、陈省身、丘成桐等中国近现代数学家的奋斗历程和数学成就,让学生在感受数学家艰辛劳动的同时激发起民族自豪感、
三、结合生活实际,例解数学问题
作为工具学科的数学与日常生活息息相关,数学教师必须考虑数学与生活之间的联系,要把数学与现实生活联系在一起,将某个生活中的问题数学化,才能使数学知识的运用得到升华,帮助学生获得富有生命力的数学知识,引导学生用数学的眼光观察世界,进而使学生认识到学习数学的重要性和必要性、教学活动中可以引用贴近学生生活的事例,创设接近学生的认知水平和生活实际的数学问题情境,让学生认识到数学就在我们身边,在我们的生活中、例如,在讲等比数列求和公式时,可以列举其在贷款购房中的应用;从“条形码”、“指纹”等学生熟悉的`生活实例深入浅出地解释抽象的映射概念,同时引导学生寻找生活中的映射,钥匙对应锁、学号对应学生等;在讲概率时,列举其在彩票方面的应用等;在讲“指数函数”时让学生了解考古学家是怎样利用合金的比例来测量青铜器的年代;在讲“双曲线方程”时,可结合工业生产中的双曲线型冷却塔、北京市修建的双曲线型通道和法国标志性建筑埃菲尔铁塔,让学生体验双曲线方程的应用价值;另外,分期付款问题、数学成绩与近视眼镜片度数的关系、银行存款与购买保险哪个收益更高、住房按揭、股市走势图、价格分析表等与人们的生活密切相关的问题,通过对这些问题的解答,使学生感受到数学是有用的,它源于生活用于生活,学会用数学的眼光看待生活中的问题,用数学的头脑分析生活中的问题、
四、结合其他学科,共享文化精华
科技发展迎来了各学科间的相互渗透、交叉与融合,尤其在当代,数学的影响已经遍及人类活动的各个领域、数学教师要注重数学和其他学科的联系,在教学活动中,努力寻找数学与其他学科的结合点,实现数学领域向非数学领域的迁移,最大限度地达到文化共享、可以通过以人物为线索、以数学题材为线索、以史料书籍为线索、以数学符号为线索、以现实生活为线索等多种途径挖掘数学文化资源;可以将封闭的教材内容开放化,把封闭的概念、公式、法则等分解成若干“小板块”,设计一些开放性的问题让学生探索,将书本知识拓宽到书外,与其他文化知识融为一体、实践证明,当老师讲些“活数学”或者把数学与哲学、美学、经济以及其他文化艺术相联系时,学生就表现出极大的兴趣和热情、例如,讲“统计”时,可结合遗传学和法庭依据DNA、指纹印或性格分析等;讲解三角函数内容时,可以介绍三角学的起源与发展,说明对航海、历法推算以及天文观测等实践活动的作用;讲反证法时,向学生详细讲述伽利略是如何更正延续了1800多年的亚里士多德关于物体下落运动的错误断言;在理解仰角、俯角的概念时,可与“举头望明月,低头思故乡”联系;在理解直线与圆的位置关系时,可与“大漠孤烟直,长河落日圆”相联系;讲三视图的概念时,可与“横看成岭侧成峰,远近高低各不同、不识庐山真面目,只缘身在此山中”相联系;在理解随机事件、必然事件和不可能事件时,可与成语相联系(“守株待兔、滴水成冰、飞来横祸”是随机事件,“种瓜得瓜、种豆得豆、黑白分明、瓮中捉鳖”是必然事件,“水中捞月、海枯石烂、画饼充饥”是不可能事件),使学生体会到数学与其他学科的密切联系、
五、结合课外活动,小组合作探究
由于课堂时间有限而数学文化的内容包罗万象,单靠课堂时间进行数学文化教学是不足够的,课外活动也要凸显数学文化、要充分利用课外、校外的自然资源和社会资源,利用网络、报刊等各种渠道了解丰富的数学文化内容,以某种形式拓展到学生的课余生活中、可以通过举办数学文化知识竞赛,推荐与数学相关的有价值的作品,供学生课外阅读,拓宽他们的数学视野,再通过撰写读后感、数学作文并组织学生交流等多种形式,使数学文化的点点滴滴如春风化雨,滋润学生的心田、书籍类有美国数学家西奥妮帕帕斯写的《数学的奇妙》,陈诗谷、葛孟曾著的《数学大师启示录》,李心灿等著的《当代数学精英(菲尔兹奖得主及其建树与见解)》,张景中院士著的《数学家的眼光》《新概念几何》《漫话数学》《数学与哲学》等这些作品通俗易懂,都是传播数学文化,教学展现数学魅力的好书、还可以将学生分成小组,教师就某块内容或专题提供一些参考文献或选题,让学生利用课余时间从课外读物、因特网查找古今中外数学家的事迹,了解他们的成才过程、对数学的贡献及他们严谨治学、勇攀科学高峰的事迹,然后将收集到的故事编印后分发给学生交流,体会数学文化、例如就“多面体欧拉公式的发现”这一专题,由“直观———验证———猜想———证明———应用”层层推进,步步深入,追随着大数学家欧拉的足迹进行探索研究,不仅能掌握关于多面体的欧拉公式的来龙去脉,了解欧拉传奇的一生,还可以体会发现的艰辛,学习治学的态度,掌握研究的方法,提升学生的人文素质、这样,学生在小组合作中增长了数学文化知识,体验合作探究的乐趣,让数学充满智慧与生命、
六、结合教学评价,纳入数学考试
虽然高中数学教材已经进一步改进,更大程度上体现数学文化内容,实验教材在每一章节或模块的始尾都有数学文化方面的介绍,但还都是阅读材料,教师认为学生能看明白,而学生认为考试不考,在教学中,往往是“考什么,教什么,学什么”,师生对此部分内容都未给予足够重视、平时注重的是对掌握知识、技能方面的情况进行考核和评价,呈现重数学知识,轻文化素养;重显性知识,轻隐性知识;重结果,轻过程等弊端、要让师生切实地感受到数学文化的重要性,应该以评价的方式促进高中数学文化的教学,可以把数学文化的相关内容根植于高考的试题之中,常规的考试中适当涉及常识性的数学文化内容、这样,高中教师在教学的同时就会自觉地将数学文化的内容尽可能与高中各模块的内容相结合,逐步地、系统地进行数学文化的传授、高中数学课程标准要求我们不仅要注重对学生数学知识的传递,还要重视数学文化内涵的传播,要树立数学文化观:充分发挥数学教育的两个功能即科学技术教育功能和文化教育功能、与数学知识和技能的教学不同,数学文化在数学教学中的体现形式应更为多样化和灵活化,这关键在于教师、首先,教师要提高自身的数学文化素养;其次,挖掘数学的文化内涵,努力营造数学文化氛围;再次,提升数学文化品位,在整合资源和优化课堂与活动方面下功夫、教师要善于在各个教学环节中合适而巧妙地渗透和传播数学文化,让数学文化走进课堂,努力使学生在学习数学过程中真正受到文化熏陶,让学生不但是一个科学人,还是一个文化人,形成和发展数学品质,全面提高学生的数学素养。
高中关于概率论教学探究论文
摘要:将数学史引入课堂、在教学中广泛应用案例、积极开展随机试验以及引导学生主动探索等,有助于改进概率论教学方法,解决教学实践问题,提高教学质量.教学手段的多样化以及丰富的教学内容可以加深学生对客观随机现象的理解与认识,并激发学生自主学习和主动探索的精神.
在数学的历史发展过程中出现了3 次重大的飞跃.第一次飞跃是从算数过渡到代数,第二次飞跃是常量数学到变量数学,第三次飞跃就是从确定数学到随机数学.现实世界的随机本质使得各个领域从确定性理论转向随机理论成为自然;而且随机数学的工具、结论与方法为解决确定性数学中的问题开辟了新的途径.因此可以说,随机数学必将成为未来主流数学中的亮点之一.概率论作为随机数学中最基础的部分,已经成为高校中很多专业的学生所必修的一门基础课.但是教学过程中存在的一个主要问题是:学生们往往已经习惯了确定数学的学习思维方式,认为概率中的基本概念抽象难以理解,思维受限难以展开.这些都使得学生对这门课望而却步,因此如何在概率论的教学过程中培养学生学习随机数学的思维方法就显得十分重要.本文拟介绍我们在该课程教学中的改革尝试,当作引玉之砖.
1 将数学史融入教学课堂在概率论教学过程当中,介绍相关的数学史可以帮助学生更好地认识到概率论不仅是“ 阳春白雪” ,而且还是一门应用背景很强的学科.比如说概率论中最重要的分布——正态分布,就是在18 世纪,为解决天文观测误差而提出的.在17、18 世纪,由于不完善的仪器以及观测人员缺乏经验等原因,天文观测误差是一个重要的问题,有许多科学家都进行过研究.1809年,正态分布概念是由德国的数学家和天文学家德莫弗(DeMoivre)于1733 年首次提出的,德国数学家高斯(Gauss)率先将正态分布应用于天文学研究,指出正态分布可以很好地“ 拟合” 误差分布,故正态分布又叫高斯分布.如今,正态分布是最重要的一种概率分布,也是应用最广泛的一种连续型分布.在1844 年法国征兵时,有许多符合应征年龄的人称自己的身高低于征兵的最低身高要求,因而可以免服兵役,这里面一定有人为了躲避兵役而说谎.果然,比利时数学家凯特勒(A. Quetlet,1796—1874)就是利用身高服从正态分布的法则,把应征人的身高的分布与一般男子的身高分布相比较,找出了法国2000 个为躲避征兵而假称低于最低身高要求的人[1].在大学阶段,我们不仅希望通过数学史在教学课堂中的呈现来引起学生学习概率论这门课程的兴趣,更应侧重让学生通过兴趣去深入挖掘数学史,感受随机数学的思想方法[2].我们知道概率论中的古典概型要求样本空间有限,而几何概型恰好可以消除这一条件,这两种概型学生理解起来都很容易.但是继而出现的概率公理化定义,学生们总认为抽象、不易接受.尤其是概率公理化定义里出现的σ 代数[3]
这一概念:设Ω 为样本空间,若Ω 的一些子集所组成的集合? 满足下列条件:(1)Ω∈? ;(2)若A∈ ? ,则A∈ ? ;(3)若∈ n A ? ,n =1, 2,??,则∈∞=nnA ∪1? ,则我们称 ? 为Ω 的一个σ 代数.为了使学生更好的理解这一概念,我们可以引入几何概型的一点历史来介绍为什么要建立概率的公理化定义,为什么需要σ 代数.几何概型是19 世纪末新发展起来的一种概率的计算方法,是在古典概型基础上进一步的发展,是等可能事件的概念从有限向无限的延伸.1899 年,法国学者贝特朗提出了所谓“ 贝特朗悖论” [3],矛头直指几何概率概念本身.这个悖论是:给定一个半径为1 的圆,随机取它的一条弦,问:
弦长不小于3 的概率为多大?对于这个问题,如果我们假定端点在圆周上均匀分布,所求概率等于1/3;若假定弦的中点在直径上均匀分布,所求概率为1/2;又若假定弦的中点在圆内均匀分布,则所求概率又等于1/4.同一个问题竟然会有3 种不同的答案,原因在于取弦时采用了不同的等可能性假定!这3 种答案针对的是3 种不同的随机试验,对于各自的随机试验而言,它们都是正确的.因此在使用“ 随机” 、“ 等可能”、“ 均匀分布” 等术语时,应明确指明其含义,而这又因试验而异.也就是说我们在假定端点在圆周上均匀分布时,就不能考虑弦的中点在直径上均匀分布或弦的中点在圆内均匀分布所对应的事件.换句话讲,我们在假定端点在圆周上均匀分布时,只把端点在圆周上均匀分布所对应的元素看成为事件.现在再来理解σ -代数的概念:对同一个样本空间Ω ,?1 ={?, Ω}为它的一个σ 代数;设A为Ω 的一子集,则 ?2 ={?, A, A, Ω}也为Ω 的一个σ 代数;设B 为Ω 中不同于A的另一子集,则?3 = {?, A,B, A,B, AB, AB,BA,AB,Ω}也为Ω 的一个σ 代数;Ω 的所有子集所组成的集合同样能构成Ω 的一个σ 代数.当我们考虑?2 时,就只把元素?2 的元素? , A , A , Ω 当作事件,而B 或AB 就不在考虑范围之内.由此σ 代数的定义就较易理解了.2 广泛运用案例教学法案例与一般例题不同,它有产生问题的实际背景,并能够为学生所理解.案例教学法是将案例作为一种教学工具,把学生引导到实际问题中去,通过分析和讨论,提出解决问题的基本方法和途径的一种教学方法.我们可以从直观性、趣味性和易于理解的角度把概率论基础知识加以介绍.我们在讲条件概率一节时可以先介绍一个有趣的案例——“ 玛丽莲问题” :十多年前,美国的“ 玛利亚幸运抢答”
电台公布了这样一道题:在三扇门的背后(比如说1 号、2号及3 号)藏了两只羊与一辆小汽车,如果你猜对了藏汽车的门,则汽车就是你的.现在先让你选择,比方说你选择了1 号门,然后主持人打开了剩余两扇门中的一个,让你看清楚这扇门背后是只羊,接着问你是否应该重新选择,以增大猜对汽车的概率?
由于这个问题与当前电视上一些娱乐竞猜节目很相似,学生们就很积极地参与到这个问题的讨论中来.讨论的结果是这个问题的答案与主持人是否知道所有门背后的东西有关,这样就可以很自然的引出条件概率来.在这样热烈的气氛里学习新的概念,一方面使得学生的积极性高涨,另一方面让学生意识到所学的概率论知识与我们的日常生活是息息相关的,可以帮助我们解决很多实际的问题.因此在介绍概率论基础知识时,引进有关经典的案例会取得很好的效果.例如分赌本问题、库存与收益问题、隐私问题的调查、概率与密码问题、17 世纪中美洲巫术问题、调查敏感问题、血液检验问题、1992 年美国佛蒙特州州务卿竞选的概率决策问题,以及当前流行的福利彩票中奖问题,等等[4].
概率论不仅可以为上述问题提供解决方法,还可以对一些随机现象做出理论上的解释,正因为这样,概率论就成为我们认识客观世界的有效工具.比如说我们知道某个特定的人要成为伟人,可能性是极小的.之所以如此,一个原因是由于某人的诞生是一系列随机事件的复合:父母、祖父母、外祖父母……的结合、异性的两个生殖细胞的相遇,而这两个细胞又必须含有某些产生天才的因素.另一个原因是婴儿出生以后,各种偶然遭遇在整体上必须有利于他的成功,他所处的时代、他所受的教育、他的各项活动、他所接触的人与事以及物,都须为他提供很好的机会.虽然如此,各时代仍然伟人辈出.一个人成功的概率虽然极小,但是几十亿人中总有佼佼者,这就是所谓的“” 的一种含义.如何用概率论的知识解释说明这个问题呢?设某试验中事件A出现的概率为ε ,0 <ε <1,不管ε 如何小,如果把这试验不断独立重复做任意多次,那么A 迟早会出现1次,从而也必然会出现任意多次.这是因为,第一次试验A不出现的概率为(1?ε )n ,前n 次A 都不出现的概率为1? (1?ε )n,当n 趋于无穷大时,此概率趋于1,这表示A迟早出现1 次的概率为1.出现A 以后,把下次试验当作第一次,重复上述推理,可见A 必然再出现,如此继续,可知A必然出现任意多次.因此,一个人成为伟人的概率固然非常小,但是千百万人中至少有一个伟人就几乎是必然的了[5].3 积极开展随机试验随机试验是指具有下面3 个特点的试验:
(1)可以在相同的条件下重复进行;(2)每次试验的可能结果不止一个,并且能事先明确试验的所有可能结果;(3)进行一次试验之前不能确定哪一个结果会出现.在讲授随机试验的定义时,我们往往把上面3 个特点一一罗列以后,再举几个简单的例子说明一下就结束了,但是在看过一期国外的科普短片以后,我们很受启发.节目内容是想验证一下:当一面涂有黄油,一面什么都没有涂的面包从桌上掉下去的时候,到底会哪一面朝上?令我们没有想到的是,为了让试验结果更具说服力,实验人员专门制作了给面包涂黄油的机器,以及面包投掷机,然后才开始做试验.且不论这个问题的结论是什么,我们观察到的是他们为了保证随机试验是在相同的条件下重复进行的,相当严谨地进行了试验设计.我们把此科普短片引入到课堂教学中,结合实例进行分析,并提出随机试验的3 个特点,学生接受起来十分自然,整个教学过程也变得轻松愉快.因此,我们在教学中可以利用简单的工具进行实验操作,尽可能使理论知识直观化.比如全概率公式的应用演示、几何概率的图示、随机变量函数的分布、数学期望的统计意义、二维正态分布、高尔顿钉板实验等,把抽象理论以直观的形式给出,加深学生对理论的理解.但是我们不可能在有限的课堂时间内去实现每一个随机试验,因此为了有效地刺激学生的形象思维,我们采用了多媒体辅助理论课教学的手段,通过计算机图形显示、动画模拟、数值计算及文字说明等,建立一个图文并茂、声像结合、数形结合的生动直观的教学环境,从而拓宽学生的思路,有利于概率论基本理论的掌握.与此同时,让学生在接受理论知识的过程中还能够体会到现代化教学的魅力,达到了传统教学无法实现的教学效果[6].4 引导学生主动探索传统的教学方式往往是教师在课堂上满堂灌,方法单一,只重视学生知识的积累.教师是教学的主体,侧重于教的过程,而忽视了教学是教与学互动的过程.相比较而言,现代教学方法更侧重于挖掘学生的学习潜能,以最大限度地发挥及发展学生的聪明才智为追求目标.例如,在给出条件概率的定义以后,我们知道当P(A) > 0时,P(B | A)未必等于P(B).但是一旦P(B | A) =P(B),也就说明事件A的发生不影响事件B的发生.同样当P(B) > 0时,若P(A| B) = P(A),就称事件B的发生不影响事件A 的发生.因此若P(A) > 0 , P(B) > 0 ,且P(B | A) = P(B)与P(A| B) = P(A)两个等式都成立,就意味着这两个事件的发生与否彼此之间没有影响.我们可以让学生主动思考是否能够如下定义两个事件的独立性:
定义1:设A,B 是两个随机事件,若P(A) > 0 ,P(B) > 0,我们有P(B | A) = P(B)且P(A| B) = P(A),则称事件A 与事件B 相互独立.接下来,我们可以继续引导学生仔细考察定义1 中的条件P(A) > 0 与P(B) > 0 是否为本质要求?事实上,如果P(A) > 0,P(B) > 0,我们可以得到:
P(B | A) = P(B) ? P(AB) = P(A)P(B) ? P(A| B) = P(A).但是当P(A) = 0,P(B) = 0时会是什么情况呢?由事件间的关系及概率的性质,我们知道AB ? A, AB ? B,因此P(AB) = 0 = P(A)P(B),等式仍然成立.所以我们可以舍去定义1中的条件P(A) > 0,P(B) > 0,即如下定义事件的独立性:
定义2 : 设A , B 为两随机事件, 如果等式P(AB) = P(A)P(B)成立,则称A,B为相互独立的事件,又称A,B 相互独立.很显然,定义2 比定义1 更加简洁.在这个定义的寻找过程中,我们不仅能够鼓励学生积极思考,而且可以很好地培养和锻炼学生提出问题、分析问题以及解决问题的能力,从而体会数学思想,感受数学的美.5 结 束 语通过实践我们发现,将数学史引入课堂既能让学生深入了解随机数学的形成与发展过程,又切实感受到随机数学的思想方法;把案例应用到教学当中以及在课堂上开展随机试验可以将概率论基础知识直观化,增加课程的趣味性,易于学生的理解与掌握;引导学生主动探索可以强化教与学的互动过程,激发学生用数学思想来解决概率论中遇到的问题.总之,在概率论的教学中,应当注重培养学生建立学习随机数学的思维方法,通过教学手段的多样化以及丰富的教学内容加深学生对客观随机现象的理解与认识.另外,要以人才培养为本,实现以教师为主导,学生为主体的主客体结合的教学思想,将培养学生实践能力、创新意识与创新能力的思想落到实处,以期达到学生受益最大化的目标,为学生将来从事经济、金融、管理、教育、心理、通信等学科的研究打下良好的基础.
[参 考 文 献]
[1] C·R·劳.统计与真理[M].北京:科学出版社,2004.
[2] 朱哲,宋乃庆.数学史融入数学课程[J].数学教育学报,2008,17(4):11–14.
[3] 王梓坤.概率论基础及其应用[M].北京:北京师范大学出版社,2007.
[4] 张奠宙.大千世界的随机现象[M].南宁:广西教育出版社,1999.
[5] 王梓坤.随机过程与今日数学[M].北京:北京师范大学出版社,2006.
[6] 邓华玲,傅丽芳,任永泰.概率论与数理统计实验课的探讨与实践[J].大学数学,2008,24(2):11–14.
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大学数学论文范文
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论文题目: 大学代数知识在互联网络中的应用
摘要: 代数方面的知识是数学工作者的必备基础。本文通过讨论大学代数知识在互联网络对称性研究中的应用,提出大学数学专业学生检验自己对已学代数知识的掌握程度的一种新思路,即思考一些比较前沿的数学问题。
关键词: 代数;对称;自同构
一、引言与基本概念
《高等代数》和《近世代数》是大学数学专业有关代数方面的两门重要课程。前者是大学数学各个专业最重要的主干基础课程之一,后者既是对前者的继续和深入,也是代数方面研究生课程的重要先修课程之一。这两门课程概念众多,内容高度抽象,是数学专业学生公认的难学课程。甚至,很多学生修完《高等代数》之后,就放弃了继续学习《近世代数》。即使对于那些坚持认真学完这两门课程的学生来讲,也未必能做到“不仅知其然,还知其所以然”,而要做到“知其所以然,还要知其不得不然”就更是难上加难了。众所周知,学习数学,不仅逻辑上要搞懂,还要做到真正掌握,学以致用,也就是“学到手”。当然,做课后习题和考试是检验是否学会的一个重要手段。然而,利用所学知识独立地去解决一些比较前沿的数学问题,也是检验我们对于知识理解和掌握程度的一个重要方法。这样做,不仅有助于巩固和加深对所学知识的理解,也有助于培养学生的创新意识和自学能力。笔者结合自己所从事的教学和科研工作,在这方面做了一些尝试。
互连网络的拓扑结构可以用图来表示。为了提高网络性能,考虑到高对称性图具有许多优良的性质,数学与计算机科学工作者通常建议使用具有高对称性的图来做互联网络的模型。事实上,许多著名的网络,如:超立方体网络、折叠立方体网络、交错群图网络等都具有很强的对称性。而且这些网络的构造都是基于一个重要的代数结构即“群”。它们的对称性也是通过其自同构群在其各个对象(如:顶点集合、边集合等)上作用的传递性来描述的。
下面介绍一些相关的概念。一个图G是一个二元组(V,E),其中V是一个有限集合,E为由V的若干二元子集组成的集合。称V为G的顶点集合,E为G的边集合。E中的每个二元子集{u,v}称为是图G的连接顶点u与v的一条边。图G的一个自同构f是G的顶点集合V上的一个一一映射(即置换),使得{u,v}为G的边当且仅当{uf,vf}也为G的边。图G的全体自同构依映射的合成构成一个群,称为G的全自同构群,记作Aut(G)。图G称为是顶点对称的,如对于G的任意两个顶点u与v,存在G的自同构f使得uf=v。图G称为是边对称的,如对于G的任意两条边{u,v}和{x,y},存在G的自同构f使得{uf,vf}={x,y}。
设n为正整数,令Z2n为有限域Z2={0,1}上的n维线性空间。由《近世代数》知识可知,Z2n的加法群是一个初等交换2群。在Z2n中取出如下n个单位向量:
e1=(1,0,…,0),e2=(0,1,0,…,0),en=(0,…,0,1)。
●n维超立方体网络(记作Qn)是一个以Z2n为顶点集合的图,对于Qn的任意两个顶点u和v,{u,v}是Qn的一条边当且仅当v-u=ei,其中1≤i≤n。
●n维折叠立方体网络(记作FQn)是一个以Z2n为顶点集合的图,对于Qn的任意两个顶点u和v,{u,v}是Qn的一条边当且仅当v-u=ei(1≤i≤n)或者v-u=e1+…+en。
●n维交错群图网络(记作AGn)是一个以n级交错群An为顶点集合的图,对于AGn的任意两个顶点u和v,{u,v}是AGn的一条边当且仅当vu-1=ai或ai-1,这里3≤i≤n,ai=(1,2,i)为一个3轮换。
一个自然的问题是:这三类网络是否是顶点对称的?是否边对称的?但值得我们注意的是,这些问题都可以利用大学所学的代数知识得到完全解决。
二、三类网络的对称性
先来看n维超立方体网络的对称性。
定理一:n维超立方体网络Qn是顶点和边对称的。
证明:对于Z2n中的任一向量x=(x1,…,xn),如下定义V(Qn)=Z2n上面的一个映射:f(x):u→u+x,u取遍V(Qn)中所有元素。容易验证f(x)是一个1-1映射。(注:这个映射在《高等代数》中已学过,即所谓的平移映射。)而{u,v}是Qn的一条边,当且仅当v-u=ei(1≤i≤n),当且仅当vf(x)-uf(x)=ei(1≤i≤n),当且仅当{v(fx),u(fx)}是Qn的一条边。所以,f(x)也是Qn的一个自同构。这样,任取V(Qn)中两个顶点u和v,则uf(v-u)=v。从而说明Qn是顶点对称的。
下面证明Qn是边对称的。只需证明:对于Qn的任一条边{u,v},都存在Qn的自同构g使得{ug,vg}={0,e1},其中0为Z2n中的零向量。事实上,{uf(-u),vf(-u)}={0,v-u},其中v-u=ei(1≤i≤n)。显然,e1,…,ei-1,ei,ei+1,…,en和ei,…,ei-1,e1,ei+1,…,en是Z2n的两组基向量。由《高等代数》知识可知存在Z2n上的可逆线性变换t使得t对换e1和ei而不动其余向量。此时易见,若{a,b}是Qn的一条边,则a-b=ej(1≤j≤n)。若j=1,则at-bt=ei;若j=i,则at-bt=e1;若j≠1,i,则at-bt=ej;所以{at,bt}也是Qn的一条边。由定义可知,t是Qn的一个自同构。进一步,{0t,(v-u)t}={0,e1},即{uf(-u)t,vf(-u)t}={0,e1}。结论得证。
利用和定理一相似的办法,我们进一步可以得到如下定理。
定理二:n维折叠立方体网络FQn是顶点和边对称的。
最后,来决定n维交错群图网络的对称性。
定理三:n维交错群图网络AGn是顶点和边对称的。
证明:首先,来证明AGn是顶点对称的。给定An中的一个元素g,如下定义一个映射:R(g):x→xg,其中x取遍An中所有元素。容易验证R(g)为AGn顶点集合上上的一个1-1映射。(注:这个映射在有限群论中是一个十分重要的'映射,即所谓的右乘变换。)设{u,v}是AGn的一条边,则vu-1=ai或ai-1,这里1≤i≤n。易见,(vg)(ug)-1=vu-1。所以,{vR(g),uR(g)}是AGn的一条边。因此,R(g)是AGn的一个自同构。这样,对于AGn的任意两个顶点u和v,有uR(g)=v,这里g=u-1v。这说明AGn是顶点对称的。
下面来证明AGn是边对称的。只需证明对于AGn的任一条边{u,v},都存在AGn的自同构g使得{ug,vg}={e,a3},其中e为An中的单位元。给定对称群Sn中的一个元素g,如下定义一个映射:C(g):x→g-1xg,其中x取遍An中所有元素。由《近世代数》知识可知,交错群An是对称群Sn的正规子群。容易验证C(g)是AGn的顶点集合上的一个1-1映射。(注:这个映射其实就是把An中任一元素x变为它在g下的共轭。这也是有限群论中一个十分常用的映射。)令x=(1,2),y(j)=(3,j),j=3,…,n。下面证明C(x)和C(y(j))都是AGn的自通构。取{u,v}为AGn的任一条边,则vu-1=ai或ai-1。从而,vC(x)(u-1)C(x)=(x-1vx)(x-1u-1x)=x-(1vu-1)x=ai-1或ai。
因此,{uC(x),vC(x)}也是AGn的一条边。从而说明C(x)是AGn的自通构。同理,若j=i,有vC(y(j))(u-1)C(y(j))=a3-1或a3;若j≠i,则有vC(y(j))(u-1)C(y(j))=ai-1或ai。这说明{uC(y(j)),vC(y(j))}也是AGn的一条边,从而C(y(j))是AGn的自通构。现在,对于AGn的任一条边{u,v},令g=u-1,则{uR(g),vR(g)}={e,vu-1}={e,ai}或{e,ai-1}。若i=3,则{e,a3-1}C(x)={e,a3}。而若i≠3,则{e,ai}C(y(j))={e,a3}而{e,ai-1}C(y(j))={e,a3-1}。由此可见,总存在AGn的自同构g使得{ug,vg}={e,a3},结论得证。
至此,完全决定了这三类网络的对称性。不难看出,除了必要的图论概念外,我们的证明主要利用了《高等代数》和《近世代数》的知识。做为上述问题的继续和深入,有兴趣的同学还可以考虑以下问题:
1、这些网络是否具有更强的对称性?比如:弧对称性?距离对称性?
2、完全决定这些网络的全自同构群。
实际上,利用与上面证明相同的思路,结合对图的局部结构的分析,利用一些组合技巧,这些问题也可以得到解决。
三、小结
大学所学代数知识在数学领域中的许多学科、乃至其他领域都有重要的应用。笔者认为任课教师可以根据自己所熟悉的科研领域,选取一些与大学代数知识有紧密联系的前沿数学问题,引导一些学有余力的学生开展相关研究,甚至可以吸引一些本科生加入自己的课题组。当然,教师要给予必要的指导,比如讲解相关背景知识、必要的概念和方法等。指导学生从相对简单的问题入手,循序渐进,由易到难,逐步加深对代数学知识的系统理解,积累一些经验,为考虑进一步的问题奠定基础。
结束语
本文所提到的利用《高等代数》和《近世代数》的知识来研究网络的对称性就是笔者在教学工作中曾做过的一些尝试。在该方面,笔者指导完成了由三名大三学生参加的国家级大学生创新实验项目一项。这样以来,学生在学习经典数学知识的同时,也可以思考一些比较前沿的数学问题;学生在巩固已学知识的同时,也可以激发其学习兴趣,训练学生的逻辑思维,培养学生的创新思维,以及独立发现问题和解决问题的能力。
【摘要】
随着数学文化的普及与应用,学术界开始重视对于数学文化的相关内容进行挖掘,这其中数学史在阶段我国大学数学教学之中,具有着重要的意义。从实现大学数学皎月的两种现象进行分析,在揭示数学本质的基础上,着重分析数学史在我国大学数学教育之中的重要作用,强调在数学教学之中利用数学史进行启发式教学活动。本文从数学史的角度,对于大学数学教学进行全面的分析,从中分析出适合我国大学数学教育的主要意义与作用。
【关键词】
数学史;大学数学教育;作用
一、引言
数学史是数学文化的一个重要分支,研究数学教学的重要部分,其主要的研究内容与数学的历史与发展现状,是一门具有多学科背景的综合性学科,其中不仅仅有具体的数学内容,同时也包含着历史学、哲学、宗教、人文社科等多学科内容。这一科目,距今已经有二千年的历史了。其主要的研究内容有以下几个方面:
第一,数学史研究方法论的相关问题;
第二,数学的发展史;
第三,数学史各个分科的历史;
第四,从国别、民族、区域的角度进行比较研究;
第五,不同时期的断代史;
第六、数学内在思想的流变与发展历史;
第七,数学家的相关传记;
第八,数学史研究之中的文献;
第九,数学教育史;
第十,数学在发展之中与其他学科之间的关系。
二、数学史是在大学数学教学之中的作用
数学史作为数学文化的重要分支,对于大学数学教学来说,有着重要的作用。利用数学史进行教学活动,由于激发学生的学习兴趣,锻炼学生的思维习惯,强化数学教学的有效性。
笔者根据自身的教学经验,进行了如下总结:首先,激发学生的学习兴趣,在大学数学的教学之中应用数学史,进行课堂教学互动,可以最大限度的弱化学生在学习之中的困难,将原本枯燥、抽象的数学定义,转变为简单易懂的生动的事例,具有一定的指导意义,也更便于学生理解。
从学生接受性的角度来讲,数学史促进了学生的接受心理,帮助学生对于数学概念形成了自我认知,促进了学生对于知识的透彻掌握,激发了学生兴趣的产生。其次,锻炼学生的创新思维习惯,数学史实际意义上来说,有很多讲授数学家在创新思维研发新的理论的故事,这些故事从很多方面对于当代大学生据有启迪作用。例如数学家哈密顿格拉斯曼以及凯利提出的不同于普通代数的具有某种结构的规律的代数的方法代开了抽象代数的研究时代。用减弱或者勾去普通代数的各种各样的假设,或者将其中一个或者多个假定代之一其他的假定,就有更多的体系可以被研究出来。这种实例,实际上让学生从更为根本的角度对于自己所学的代数的思想进行了了解,对于知识的来龙去脉也有了一定的认识,针对这些过程,学生更容易产生研究新问题的思路与方法。
再次,认识数学在社会生活之中的广泛应用,在以往的大学数学教学之中,数学学科往往是作为一门孤立的学科而存在的,其研究往往是形而上的研究过程,人们对于数学的理解也是枯燥的,是很难真正了解到其内涵的。但是数学史的应用,与其在大学数学教学之中的应用,可以让学生了解到更多的在社会生活之中的数学,在数学的教学之中使得原本枯燥的理论更加贴近生活,更加具有真实性,将原本孤立的学科,拉入到了日常生活之中。从这一点上来说,数学史使得数学更加符合人类科学的特征。
三、数学史在大学数学教学之中的应用
第一,在课堂教学之中融入数学史,以往枯燥的数学课堂教学,学生除了记笔记验算,推导以外,只能听老师讲课,课堂内容显得比较生硬,教师针对数学史的作用,可以在教学之中融入数学史,在教学活动之中将数学家的个人传记等具有生动的故事性的数学史内容,进行讲解,提高学生对于课堂教学的兴趣。例如一元微积分学的相关概念,学生在普通的课堂之中,很难做到真正意义的掌握,而更具教学大纲,多数老师的教学设计是:极限——导数与微分——不定积分——定积分。这种传统的教学方式虽然比较呼和学生的一般认知规律,但是却忽视了其产生与又来,教师在教学之中可穿插的讲授拗断——莱布尼茨公式的又来,将微积分艰难的发展史以故事的形式呈现出来,更加便于学生理解的同时也激发了学生的学习热情。
第二,利用数学方法论进行教学,数学方法论是数学史的之中的有机组成部分,而方法论的探索对于大学数学教学来说,也具有着重要的意义,例如在极限理论的课堂教学来说,除了单纯的对于极限的相关概念进行讲解的基础上,也可以将第二次数学危机以及古希腊善跑英雄阿基里斯永远追不上乌龟等相关故事,融入到课堂之中。这种让学生带着疑问的听课方式,更进一步促进了学生对于教学内容的兴趣,全面的促进了学生在理解之中自然而然的形成了理解极限的形成思想,并逐渐的享受自身与古代数学家的共鸣,从而促进自身对于数学的理解,提高学生的学习兴趣,进一步提高课堂的教学效果。所以,在大学数学课堂教学之中,融入数学史的相关内容,不仅具有积极的促进作用,同时在实践之中,也具有一定的可操作性。这种教学模式与方法对于提高我国大学数学教学的质量有着积极的推动作用,同时也更进一步推动了大学数学教学改革的进行。
作为工科类大学公共课的一种,高等数学在学生思维训练上的培养、训练数学思维等上发挥着重要的做用。进入新世纪后素质教育思想被人们越来越重视,如果还使用传统的教育教学方法,会让学生失去学习高等数学的积极性和兴趣。以现教育技术为基础的数学建模,在实际问题和理论之间架起沟通的桥梁。在实际教学的过程中,高数老师以课后实验着手,在高等数学教学中融入数学建模思想,使用数学建模解决实际问题。
一、高等数学教学的现状
(一)教学观念陈旧化
就当前高等数学的教育教学而言,高数老师对学生的计算能力、思考能力以及逻辑思维能力过于重视,一切以课本为基础开展教学活动。作为一门充满活力并让人感到新奇的学科,由于教育观念和思想的落后,课堂教学之中没有穿插应用实例,在工作的时候学生不知道怎样把问题解决,工作效率无法进一步提升,不仅如此,陈旧的教学理念和思想让学生渐渐的失去学习的兴趣和动力。
(二)教学方法传统化
教学方法的优秀与否在学生学习的过程中发挥着重要的作用,也直接影响着学生的学习成绩。一般高数老师在授课的时候都是以课本的顺次进行,也就意味着老师“由定义到定理”、“由习题到练习”,这种默守陈规的教学方式无法为学生营造活跃的学习氛围,让学生独自学习、思考的能力进一步下降。这就要求教师致力于和谐课堂氛围营造以及使用新颖的教育教学方法,让学生在课堂中主动参与学习。
二、建模在高等数学教学中的作用
对学生的想象力、观察力、发现、分析并解决问题的能力进行培养的过程中,数学建模发挥着重要的作用。最近几年,国内出现很多以数学建模为主体的赛事活动以及教研活动,其在学生学习兴趣的提升、激发学生主动学习的积极性上扮演着重要的角色,发挥着突出的作用,在高等数学教学中引入数学建模还能培养学生不畏困难的品质,培养踏实的工作精神,在协调学生学习的知识、实际应用能力等上有突出的作用。虽然国内高等院校大都开设了数学建模选修课或者培训班,但是由于课程的要求和学生的认知水平差异较大,所以课程无法普及为大众化的教育。如今,高等院校都在积极的寻找一种载体,对学生的整体素质进行培养,提升学生的创新精神以及创造力,让学生满足社会对复合型人才的需求,而最好的载体则是高等数学。
高等数学作为工科类学生的一门基础课,由于其必修课的性质,把数学建模引入高等数学课堂中具有较广的影响力。把数学建模思想渗入高等数学教学中,不仅能让数学知识的本来面貌得以还原,更让学生在日常中应用数学知识的能力得到很好的培养。数学建模要求学生在简化、抽象、翻译部分现实世界信息的过程中使用数学的语言以及工具,把内在的联系使用图形、表格等方式表现出来,以便于提升学生的表达能力。在实际的学习数学建模之后,需要检验现实的信息,确定最后的结果是否正确,通过这一过程中的锻炼,学生在分析问题的过程中可以主动地、客观的辩证的运用数学方法,最终得出解决问题的最好方法。因此,在高等数学教学中引入数学建模思想具有重要的意义。
三、将建模思想应用在高等数学教学中的具体措施
(一)在公式中使用建模思想
在高数教材中占有重要位置的是公式,也是要求学生必须掌握的内容之一。为了让教师的教学效果进一步提升,在课堂上老师不仅要让学生对计算的技巧进一步提升之余,还要和建模思想结合在一起,让解题难度更容易,还让课堂氛围更活跃。为了让学生对公式中使用建模思想理解的更透彻,老师还应该结合实例开展教学。
(二)讲解习题的时候使用数学模型的方式
课本例题使用建模思想进行解决,老师通过对例题的讲解,很好的讲述使用数学建模解决问题的方式,让学生清醒的认识在解决问题的过程中怎样使用数学建模。完成每章学习的内容之后,充分的利用时间为学生解疑答惑,以学生所学的专业情况和学生水平的高低选择合适的例题,完成建模、解决问题的全部过程,提升学生解决问题的效率。
(三)组织学生积极参加数学建模竞赛
一般而言,在竞赛中可以很好地锻炼学生竞争意识以及独立思考的能力。这就要求学校充分的利用资源并广泛的宣传,让学生积极的参加竞赛,在实践中锻炼学生的实际能力。在日常生活中使用数学建模解决问题,让学生独自思考,然后在竞争的过程中意识到自己的不足,今后也会努力学习,改正错误,提升自身的能力。
四、结束语
高等数学主要对学生从理论学习走向解决实际问题的能力进行培养,在高等数学中应用建模思想,促使学生对高数知识更充分的理解,学习的难度进一步降低,提升应用能力和探索能力。当前,在高等教学过程中引入建模思想还存在一定的不足,需要高校高等数学老师进行深入的研究和探索的同时也需要学生很好的配合,以便于今后的教学中进一步提升教学的质量。
如何写好数学教育论文
华南师范大学数学系 何小亚
一、数学教育论文的基本结构
标题
(论文中心内容的概括,要求确切、恰当、鲜明、简短、精炼,一般不超过20字)
作者名(单位名、省、市、邮政编码)
摘要:
[ 摘要的内容应全部源自论文本身,是论文内容的高度“浓缩”,使读者能迅速了解论文的主要内容。它要求准确、简明扼要(一般不超过300字)、独立完整、客观陈述(不能以第三者的口气进行介绍、评论,如“文章认为……”、“本文通过……”、“本文论述了……”、“本文探讨了……”、“本文首次提出了……”这些表述是不符合要求的)]
关键词:
(关键词是从论文中选取出来,用以表示全文主题内容信息的单词或术语,约3—8个)
引言(开头语)
1. 选题的原因和重要性。
2. 对本课题已有研究情况的述评,如研究进展、对现有结论的评价、尚未解决的问题等。
3. 本课题研究的目的、方法、计划。
4. 本课题研究的意义和价值。
几种常见的开头方法:
1.内容范围开头法,即说明本文要论述的内容范围;
2.问题开头法,即以数学问题或研究对象所存在的问题的方式开头;
3.设问开头法,即以设问的形式把论文要论述的中心内容表达出来;
4.目的开头法,即直接把论文要达到的目的告诉读者;
5.背景开头法,即阐述所研究课题的历史背景;
6.结论开头法,即直接阐述论文的的主要结论。
正文
1 …………
1.1……
1.2……
1.3……
2 …………
………
结论与讨论(结束语)
结论部分起着总结全文、深化主题、揭示规律的作用,其内容大致为概述自己研究了什么问题,取得了什么结论,需要进一步研究的问题。
下列情况可以省略结论部分:
1. 前言部分已对结论进行了概括;
2. 结论已不言自明;
3. 验证性的论文;
4. 商榷、反驳、补充性的论文。
附录
附录是指因内容多,篇幅长而不便写入正文,但又必须向读者交代清楚的一些重要材料。因为正文中有些内容意犹未尽,列入正文中撰写又会冲淡主题,为此,在论文的最后部分以附录的方式进行弥补。附录的内容主要有座谈会提纲、问卷调查表格、测试问题、各类图表等。
参考文献
参考文献是指作者在撰写论文的过程中所引用的图书资料,包括参阅或直接引用的材料、数据、论点、词句,而必须在论文中注明出处的内容。它包括各种著作、期刊、学术报告、学位论文、科技报告、专利、技术标准等。
一般地说,在论文中引用前人的观点、数据、材料时,应按先后顺序标明数码,依次列出所引用内容的出处。
引用文献为期刊,可仿下面的例子书写:
[1] 何小亚. 数学应用题认知障碍的分析[J].上海教育科研,2001,
6:41-43.
[5] 何小亚. 建构良好的数学认知结构的教学策略[J].数学教育学报. 2002,11(1):25.
引用文献为专著、论文集、学位论文、学术报告等,可仿下面的例子书写:
[2] 赵振威,黄熙宗,范叙保,等. 中学数学解题研究[M]. 江苏:
江苏教育出版社,1998. 96-104.
引用文献为报纸,可仿下例书写:
[8] 谢希德. 创造学习的新思路[N]. 人民日报,1998—12—25(10)
上述指的是一般小论文的格式。对于毕业论文,则要按照下面的格式。
一、问题的提出
(背景、问题、你要研究什么问题……)
二、术语界定
(术语界定就是去解释规定你论文中要用到的关键术语,如“新课标”是什么意思?、“数学建模”指的是什么?、“渗透”是什么意思……)
三、研究的现状(综述同行(相关文献)的研究情况)
(谁/什么文献/研究什么/什么结论/简单的评价。要以脚注的形式标明出处。文献综述最好按类别进行.。
四、研究的意义(价值)及理论基础(你的理论主要是数学课程标准理论)
五、研究方法(你的方法属文献研究、比较研究、定性研究)
六、研究结果
就是以下你的正文中属于你自己研究的结果。自己的东西有多少就写多少,不一定要面面俱到。别人的结果要放在研究现状里。否则读者很难区分哪一部分是别人的,哪一部分是你的。
七、研究结论
(根据“五、研究结果”得出的结论)
八、研究展望
(研究的不足/存在的问题/进一步值得研究的问题)
二、数学教育论文的选题
1.学习研究数学教育文献
数学教育类期刊
Educational Studies in Mathematics(荷兰);
Journal for Research in Mathematics Education(美);
Mathematics Teaching(英);
Mathematics Teacher(美);
《课程. 教材. 教法》(人民教育出版社)
《数学教育学报》(天津师范大学等)
《数学通报》(中国数学会,北京师范大学);
《数学教学》(华东师范大学);
《中学数学》(湖北大学);
《中学数学教学参考》(陕西师范大学);
《中学数学研究》(华南师范大学)。
2.把握数学教育研究的新动向
及时了解数学教育研究的新动向、新成果,积极参与教学改革,勇于实践,教学与科研相结合。
3.研究课程标准和新教材
九年义务教育阶段数学课程标准,高中数学课程标准,各种版本的新教材
4.研究学生学习数学的过程和教学方法
5.研究初等数学问题
对初等数学各个分支中的某些问题或某种方法进行专门的研究,比如某个定理的推广和改进,某种解题方法的提出与应用。
三、注意事项
1.结合自己的兴趣特长选择研究课题
2.注意文献资料的取舍
围绕课题选择文献资料,选择的材料应具有典型性(代表性)、
实践性、理论性和新颖性
3. 构思与布局
在总体构思论文的框架结构时,要注意从整体上思考如何提出问
题、分析问题和解决问题,将论文分成几个部分,每一部分又细分为几个小的部分,每一小部分有哪些要点。
4. 修改和定稿
初稿完成后,应仔细推敲,反复修改,要敢于否定自己,切忌马虎走过场。
5. 注意创新
论文应注意创新,最忌讳因循守旧,人家写什么,自己也写什
么,跟在别人后面人云亦云。我们在撰写数学教育论文时,无论是题目、内容、论点、例证,还是解决问题的思路和方法都应该锐意创新,因为有无创新是一篇论文质量高底的重要标志。
6.不容易被刊用的稿件的特点
(1) 论述的经验、方法是众所周知的;
(2) 所列举的数据有为自己评功摆好的嫌疑;
(3) 选用的例证陈旧;
(4) 仅仅是例证的堆砌,缺少深刻的理论分析;
(5) 概念不清,逻辑推理出错;
(6) 结论的推导冗长而应用面狭窄;
(7) 课题过大,设计面过宽,讨论问题面面俱到,但不深入;
(8) 文章过长(超过5000字)。
附件四:研究课题举例
一、一般性的研究课题
1. 中学数学课程标准的分析研究
2. 关于高考数学命题及答卷的研究
3. 数学开放题研究
4. 数学应用题研究
5. 优秀数学教师的教育思想及教学艺术评析
6. 数学教学改革实验研究
7. 数学差生的成因与教学对策
8. 学生数学能力评价研究
9. 数学教育中的素质教育内涵
10. 中学数学教学与学生创新意识培养
11. 中学数学教学与学生应用意识培养
12. 数学课程评价的理论与实践
13. 数学语言教学研究
14. 数学思想方法的教学研究
15. 中学数学作业处理
16. 运用数学方法论指导数学教学
17. 中学生数学阅读能力的调查研究
18. 中学生数学语言能力的调查研究
19. 数学学习方式的调查研究
20. 数学交流能力的调查研究
二、 高中数学新课程教学方面的研究课题
(一)在新课程理念下对原有内容的教学研究
1. 函数教学研究
2. 向量教学研究
3. 立体几何教学研究
4. 解析几何教学研究
5. 导数及其应用教学研究
6. 概率与统计的教学研究
7. 不等式教学研究
8. 三角恒等变换教学研究
(二)对新增内容的教学研究
9. 算法教学研究
10. 统计案例教学研究
11. 框图、推理与证明教学研究
12. 选修系列3教学研究
13. 选修系列4教学研究
(三)双基与能力教学研究
14. 新课程理念下高中数学双基教学设计研究
15. 关于培养学生抽象、概括能力的研究
16. 关于合情推理与演绎推理在培养学生思维能力中的作用的研究
17. 数学新课程实施中学生自主学习的研究
18. 数学教学中培养学生自我监控能力的研究
19. 关于《标准》中课程内容与要求的科学性、可行性的研究
20. 数学文化对于促进学生数学学习的研究
21. 数学教学中渗透数学探究、研究性学习的研究
三、高中数学新课程的评价课题
1. 对学生数学学习过程评价的研究
2. 体现新课程理念的模块终结性评价工具与方法的开发
3. 对选修系列3、选修系列4读书报告的评价
4. 对数学探究、数学建模的评价
5. 高中新数学课程课堂教学评价
6. 高中数学教师专业化发展评价
7. 数学新课程理念下的高考命题研究
8. 数学教学中情感、态度、价值观的评价
9. 关于过程性评价与终结性评价有机结合的研究
四、高中数学新课程的信息技术研究课题
1. 信息技术的三重连环表示法(数字、图形与符号)对于数学教学的影响与作用
2. 网络环境对于数学新课程实施的促进作用(如运用网络资源,展现数学文化)
3. 信息技术与研究性学习的融合
4. 运用信息技术手段,改变学生学习方式(结合具体内容研究)
5. 信息技术对评价的形式与内容带来的影响
6. 以信息技术为主要手段的数学课程和教学资源库的建立
7. 信息技术对于学生数学能力(如图形直观能力、逻辑思维能力或运算能力等)的影响与促进
8. 运用信息技术手段,展示数学知识的发生和发展过程的案例研究
9. 信息技术与数学课程内容整合的案例开发
五、高中数学新课程的课程资源研究课题
1. 算法的背景与实例的收集与积累
2. 概率与统计的背景与实例的收集与积累
3. 导数及其应用的背景与实例的收集与积累
4. 关于高中数学选修系列3课程资源的开发与积累
5. 关于高中数学选修系列4课程资源的开发与积累
6. 现行高中数学新教材的比较研究
7. 数学新课程资源的拓广与应用
8. 网上数学资源的拓广与利用
9. 数学教学软件的研制与开发
10. 数学教学资源的传播与信息共享
六、高中数学新课程的研究性学习(数学建模、数学探究)
1. 如何指导学生选择数学探究、数学建模的课题
2. 数学探究、数学建模活动与课堂教学的关系研究
3. 研究性学习对培养学生能力的作用
中学数学教材、教学研究的问题
1.“好”的情境的标准是什么?如何开发?若干优秀情境交流。
2.如何在一些重要的数学概念(如,函数)中,突显“数学化”过程。
2.一些重要的数学思想在中学数学中的渗透(如随机的思想、公理化的思想)。
3.统计与概率内容的系统设计及案例交流。
4.课题学习的系统设计及案例交流。
5.整理与复习的系统设计及案例交流。
6.几何内容的系统设计及案例交流。
7.发展学生推理能力的系统设计及案例交流。
8.小学、初中、高中的衔接,知识之间的联系(哪些重要的联系?如何体现?)。
9.信息技术对课程内容选择、呈现以及教师专业发展的影响。
10.如何体现数学的文化价值,不只局限于数学史。
11.教材如何体现教学内容的弹性(阅读材料、选学内容、开放问题、提供参考书籍)
12.教材怎样才能更好地体现数学的特点及学生的认知特点。
13.建立数学模型与数学的双基教学。
14.如何处理教材“留白”和学生自学(阅读)之间的关系。
15.教材“留白”与教师发展空间之间的关系。
16.对评价的思考与实践。
附二:
教学设计模板
课题名称:×××××××
教学年级:×年级
设计者:(姓名、单位、邮编、联系电话(手机或小灵通!)、E-mail等)
一、教学内容分析
1.教学主要内容
2.教材编写特点
本节课内容在单元中的地位,本节课教材编写的意图及特点等。
3.教材内容的数学核心思想
4.我的思考
下面的学习目标、活动设计、组织与实施是如何落实对教学内容分析的理解,特别是核心数学思想的落实。
说明:教学内容分析应该建立在教师良好的数学素养之上。可以在教学组内或学区中心集体研讨,或专家的指导下完成。需要注意的是,对教学内容的分析应体现在学习目标和教学过程的设计上。
二、学生分析
1.学生已有知识基础(包括知识技能,也包括方法)
2.学生已有生活经验和学习该内容的经验
3.学生学习该内容可能的困难
4.学生学习的兴趣、学习方式和学法分析
5.我的思考:
下面的学习目标、活动设计、组织与实施是如何落实对学生分析的理解。
说明:学生分析应该通过对学生的实际调研作为科学依据,不能仅凭经验判断。学生分析是个性化的工作,不能由他人的结果简单代替自己的学生分析。
已有知识基础的调研可以通过设计几个指向明确的小问题实现,对这方面的数据统计及分析是更为重要的,这种分析是教师设计和修正“学习目标”的重要依据。
学生经验、学生学习困难、学生学习兴趣等的调研可以通过访谈实现,可以是抽样,也可以是有针对性的,如对于学困生做特别的访谈,可能会发现他们身上所具有的学习要素。
调研中可以将学生测验、访谈、小组观察等结合起来。
三、学习目标(以学生为主语)
1. 知识与技能
2. 过程与方法(数学思考、解决问题)
3. 情感态度价值观
说明:
1.教学内容分析和学生分析是学习目标制定的依据和前提。因此,如果对教学内容分析的要求越透彻,对学生分析的要求越科学和规范,学习目标的设计就越不是一件简单而迅速的工作。
2.学习目标是为学生的“学”所设计,教师的“教”是为学生的学习目标的达成服务的。学习目标是个性化的,又是尊重数学学科发展需要和学生未来学习需要的。
3.学习目标的制定应从以上几个方面进行思考,但具体形式不一定逐条对应。
4.学习目标应该在下面的教学活动中得到实在的落实。特别是教学活动中设计意图应该阐释,活动及其组织与实施是如何为达成目标服务的。
四、教学活动
教学活动就是为学习目标的实现所设计的活动。包括
1.活动内容
2.活动的组织与实施
说明:指教学活动开展的具体形式,包括学生学习方式—独立学习,还是合作学习等;教师活动的开展—提问或提出任务,组织合作学习,
组织交流,讲授等;教学资源的准备等,如学具、教具、课件等。
3.活动的设计意图
说明:为教学活动和活动的组织实施进行辩护,辩护的出发点是分析它们是否促成了学生学习目标的达成。不是简单地主观臆断是为目标服务,应该有一定的理由—数学的、教学的。更不应该写成一些没有针对性,放之四海而皆准的“普遍真理”。
4. 活动的时间分配预设
说明:主要指对教学活动的时间分配预设,以便于自己检测教学设计上合理与否。
可以参考下面的表格形式,也可以用文档的形式。
活动内容 活动的组织与实施(含教师活动和学生活动) 设计意图 时间分配
五、教学效果评价
目的是检测学习目标是否实现,为进行教学反思和改进教学提供依据。
可以采取测验、访谈、课堂观察等多种方式评价教学效果。教学设计中应包括教学效果评价的方案。例如,对于知识技能目标达成度的评价,可以设计当堂课或课后能够做的1-2个小问题。
以下几点供教师思考:
(1) 情境的作用是什么?应该为学习目标服务,不是仅仅追求“热闹”。
(2) 如何组织有效的教学活动,如小组活动的组织、信息技术的使用、练习的设计等,使得它们更为有效?
(3) 学习目标是教学设计的核心,设计了就要努力执行和实现。所有的教学活动和教学设计都应该为促成“目标”的实现服务。
(4) 教学是需要设计的,最后达到寓教于“无形”之中。
(5) 设计应该考虑单元或更大的范围。