数学是一种文化,数学文化是人类社会优秀的、先进的文化。下文是我为大家整理的关于数学文化的论文范文的内容,欢迎大家阅读参考!
浅谈数学文化建设
摘要 随着新课改的不断深入,数学文化在小学数学教学中的地位和作用显得越来越重要。本文从教师数学文化素养、教材数学文化建设、教学数学文化渗透三个方面对小学数学文化建设作了探索,希望能给新课改提供借鉴和启示。
关键词 小学数学教学;数学文化;数学文化建设
数学是人类的文化,数学文化表现在数学的起源、发展、完善和应用的过程中。新课标指出:“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。”数学文化的核心是数学产生、发展的历史进程中,逐步沉淀下来的数学思考,数学观念,数学品质。因此,就小学数学教学而言,小学数学文化的建设显得尤为重要。下面是我关于小学数学文化建设的几点思考。
一、小学数学教师数学文化素养
数学新课程精神强调:数学课程应展示数学文化的魅力,即展示数学文化的悠久历史,展示数学文化的博大精深,展示数学家的探索精神,展示数学文化的美学价值。作为数学文化传播者的小学数学教师,其自身的数学文化素养是决定小学数学文化建设的关键因素。
1.强化数学文化意识
数学之于文化好比种子之于土壤,是厚重的人类历史文化孕育了今天的数学。无论是从数学本身的发展看,还是从数学对社会与人类进步的作用看,数学文化的教育功能都是非常重要的。数学文化的教育功能主要包括四个方面:(1)使学生真正理解数学的本质;(2)发展学生理性精神;(3)培养学生创新精神;(4)培养学生审美能力。所以,小学数学教师首先要强化自身的“数学文化”意识,树立学生的“数学文化”意识。如果只掌握专业知识而没有深厚的数学文化底蕴,那他的数学王国将成为无源之水、无本之木。数学家们有这样一种观点:三流的教师传授知识,二流的教师传授技巧,一流的教师传授思想方法,而超级大师传播数学文化。
2.加强数学文化学习研究
小学数学教师仅仅具有“数学文化”意识是远远不够的,还必须认真地系统学习与研究数学文化,切实把它当做一项系统工程来做。
学习研究数学文化的发展历史,可以从中汲取丰富的数学文化养分,提高自身的数学素养。比如,最早系统提出数学文化观的美国数学家怀尔德(R.wilder)的《数学概念的进化》和《作为文化体系的数学》、美国著名数学教育家M・克莱因的《西方文化中的数学》、《古今数学思想》和《数学―――确定性的丧失》,郑毓信的《数学文化学》,方延明的《数学文化导论》,黄秦安的《数学哲学与数学文化》,齐民友的《数学与文化》,张顺燕的《数学的源与流》,张奠宙的《20世纪数学经纬》等国内外著作,都为我们的数学文化研究指明了方向。其次,学校要通过数学文化的知识培训、讲课比赛、外出交流等方式,切实为小学数学教师提供更多学习研究展示数学文化的机会与平台。
二、小学数学教材数学文化建设
除了应该不断加强数学文化的研究学习,自觉提高自身数学文化素养外,还必须认真进行教材研究,并着力推进教材数学文化校本化建设。
1.教材数学文化建设研究
在自身具有一定数学文化素养基础上,小学数学教师还需要下大力气深入研究小学数学教材,充分挖掘教材中数学文化的丰富内涵。只有将课本中枯燥的、抽象的数学问题经过自己的“加工、提炼、再创造”,才能还原成原汁原味的生活问题生动地呈现给学生,把他们带进一个绚丽多彩的数学皇宫,让他们感受数学丰富的方法、深邃的思想、独特的艺术之美,分享数学前行足迹中的创造、超越及其背后折射出的人类智慧和人性光芒,真正实现探索数学本质的理性回归。
2.教材数学文化校本化建设
鉴于地域不同和学生差异,地区的发展状况、学生的生活背景不尽相同,因此教师通常需要对手头使用的教材加以改进,适应自己的课堂教学的需求。为此宜在本地区组织数学骨干教师,充分挖掘教材中所隐藏的数学文化意蕴,使数学内容充满浓郁的生活气息和文化气息,从而使学生体会到数学与自然、与社会、与生活的密切相关性,重视学生数学知识与现实生活的有机结合,重视学生的情感、态度、价值观等人本教育,重视学生动手实践、合作交流、自主探索、创新能力的培养,彰显数学的文化价值和教育价值。只要不断探索和完善,就能开发出适合本地区特色的数学校本教材。
三、小学数学教学数学文化渗透
为加强小学数学文化建设,学校要采取多种方法形成“数学文化场”,使数学文化真正走进校园、走进课堂。
1.校园数学文化渗透
数学文化是校园文化的一个重要组成部分,数学文化是培养学生文化素养的重要载体。学校可通过校园文化平台、校园网络平台、多媒体平台等多种方式倾力打造“数学文化场”,形成浓郁的数学文化氛围,使数学文化真正走进校园。学校可通过数学板报、班级数学网页、数学角、数学晚会、数学文化节、数学文化读本、数学长廊等多种形式丰富学生的校园生活,推进校园数学文化建设,提升数学文化的品位,潜移默化地渗透数学文化。
2.课堂数学文化渗透
传统的数学教学忽视了数学文化的重要作用。在教学目标上,往往只重视数学知识传授和技能训练而忽视情感、态度、价值观等人文教育;在教学内容上,过分拘泥于知识的逻辑性,思维的抽象性,忽视数学知识与学生生活的有机结合,忽视数学学习和学生情感体验的有机融合;在学习方式上,学生往往是被动接受、机械练习,缺少动手实践、自主探索的机会,忽视挖掘数学文化内涵,培养学生主动参与数学学习的意识和兴趣。
数学教师只有不断提高自身的数学文化素养、加强数学文化研究,才能更好地将数学文化渗透于课堂教学中,让学生更好地体验数学、理解数学、热爱数学,实现数学文化的科学价值和人文价值的真正回归。
参考文献:
[1]M・克莱因著.张祖贵译.西方文化中的数学[M].上海:复旦大学出版社,2010.
[2]郑毓信,王宪昌,蔡仲.数学文化学[M].成都:四川教育出版社,2011.
浅析数学教育中渗透数学文化
摘 要:随着新课改的深入,数学课堂中的种种问题凸显出来。本文从数学文化的角度来反思了我国的数学教育,得出了一些结果。我们的数学教育不光是要教学生们加减乘除,更多的是要通过我们的数学教育,培养学生具有数学的精神、数学的思维、数学解决问题的方法。
中关键词:数学文化 价值 精神 兴趣
古老的中华民族早就有数学文化的传统,并闪闪发光,而我们在初高中所接触的数学却是丝毫提不起学生的精神,那我们的数学教育究竟有什么问题呢?为什么在别人的眼里我们国家的数学教育是那么成功,而我们国人却把我们的数学教育批评得一文不值、学生学得那么痛苦?通过学习数学文化这门课,我对这个问题有了深入的思考。
很多中学生认为数学不好,没什么用,只是考试的工具,每天把他们的头都学疼了。是我们的数学无用无趣,还是我们的学生意识不到数学的价值与乐趣?以前的我,也是对数学厌烦,没有好感,像很多学生一样,只是迫于高考才学习数学。但是自从学了数学文化这门课后,我才知道原来数学这么有价值、有用,而且历史悠久。数学的魅力让我赞叹。蜗牛、波浪、植物、蜘蛛网、建筑物,几乎一切事物都有数学的影子。
数学无处不在。有了数学才让建筑物妙不可言,有了数学才让预测如此准确,有了数学才让科学的宝塔如此坚固。我们的哲学家赞美数学,我们的科学家喜欢数学,可是怎么才能让我们的中小学生热爱数学呢?
数学作为一种文化,它不仅仅包括我们中小学生每天接触的加减乘除,还包括其他宝贵丰富的内容。例如,数学精神,它也是数学文化的一部份。日本数学家、数学教育家米山国藏就曾提出过七种数学精神,其中包括应用化的精神、扩张化的精神、系统化的精神、致力于发明发现的精神、统一建设的精神、严密化的精神以及思想经济化的精神。[1]虽然说我们不能完全体会到数学的所有精神,但是数学所具有的独特的精神足可以让我们赞叹不已。
没有一个学科可以像数学这样言简意赅却严密、不可击破。我们要学会欣赏数学这种简单、严密的美。这就要求我们教育工作者,不仅仅教授我们学生那些运算、定理,还要传递给我们学生数学的精神、数学的美。记得上数学文化课时,梅老师曾说:“我们的传统数学教育的一个弊端就是向我们的学生提供的更多的是符号变换方面的知识与技能。”其实,我们完全可以去教给学生那些知识,但是当我们在教的时候,应该引导学生去欣赏数学的美。
数学有了符号去抽象表达事物、定理,数学就有了这种简单、朴素的美。我们知道一种知识它越抽象,它就越具有概括性与普适性,也就越有用、越高级。当我们的学生学会欣赏数学的这种简单美,他也就不会那么讨厌数学了,同时,我们的数学教育也会更进一步。
数学家的理性思维、锲而不舍的探索精神也是值得学生去学习的。例如,欧拉是科学史上最多产的一位数学家,他十九岁开始发表论文,直到七十六岁,他一生共有八百多本著作和论文。他三十一岁右眼失明,晚年视力极差,最终双目失明,也没有停止对数学的研究与创作。如果我们的学生了解了欧拉,再来学习他的公式定理,那么我们的教学一定会取得成功。[2]学生要在数学这块土壤上汲取的营养太多太多,而不仅仅是课本上的定理。数学文化需要去丰富我们的数学课堂,我们的数学教育要多方面开展。
数学作为一种文化,它有着悠久的历史。从古至今,在这漫长的时间旅途中,出现了多少数学伟人,创造了多少有利于人类发展的文明成果。例如,欧拉公式和欧拉解决的著名哥尼斯堡七桥问题,黄金分割比的发现,我们中国的祖冲之与他的圆周率、刘徽的割圆术等等这些数学成果都为我们人类的文明发展做出了卓越贡献。就像我上高中时一样,有很多学生和我一样都不知道数学这些悠久灿烂的文明以及它们的重大意义。
其实,每一次数学的重大发现,都会推动历史的脚步向前发展。我们的学生要更多地了解数学的历史,了解数学家的事迹,了解那些对我们有过重大意义的数学发明发现。历史是一面镜子,如果我们不知道历史,我们就会对现在的东西不相信,不感兴趣,不珍惜。如果我们知道了它的历史,我们就会更好地认识今天的事物,去珍惜、学习它。我们的教师要多让我们的学生了解数学的历史,给学生们提供学习的机会。例如,在高一数学第一章《集合与函数概念》时,我们的教师可以先插入康托创立的集合论的历史知识。
这样的教学,就会改变传统的一味授受知识的境况,不仅教师讲得有趣,学生听得也有味。虽然说这样的教学好,但是这给我们的教师带来了难度与挑战,所以很多教师即使知道这样好也不愿意这样做。我们的教育者要真正担负起教书育人的职责,既然你来当教师,你就要对你的学生负责,对你自己负责。不要应付教学的差事,而是要在平常课余时间多看些有关自己科目的书,了解一下它的历史,它的名人趣事,这样才会在教学时有话可讲。我们的学生才会愿意听课,愿意学习,这样才能使我们的数学课堂生气盎然。
数学作为一种文化,它的作用、价值无处不在。我们要让学生了解数学的价值,从而给予他们学习数学的动力。可以这样说,如果一个人不懂得数学,不懂得数学文化,他将不能在未来这个世纪生存。数学促进了整个社会的发展,同时社会的发展离不开数学。数学被应用在各个领域,艺术品的设计、建筑物的创造、国家财政的预算、统计工作的完成都离不开数学。我们的学生知道了数学的价值如此之大,他就会自觉自动地去学习数学了。
当学生看到了他所要学习的东西的效益,他就会对它抱以积极的兴趣。那么就需要我们的教育工作者在传递知识的同时,还要向我们学生展示数学的价值。比如我们在讲授数学知识时,可以联系生活中的实例来激发学生的学习兴趣,例如购房分期付款问题等。总之,数学教育就是要贴近生活、贴近自然,让学生自己去体会数学的价值。
没有数学的创新,也就没有科技的创新。我们的教育工作者也可以在上课时多教授学生依靠数学科技进步的例子,让学生认识到数学的巨大价值,意识到数学离我们不远,数学就在我们身边。同学们可以自己利用数学去创新,可以是在学科内部,也可以是跨学科的,我们现在就可以学以致用。如果我们同学都意识到这一点了,我们民族也就有了希望。
年过花甲、有着四十年教龄的天津著名教师王连笑曾经说过:“数学不仅是计算、解题,数学中还包括学科思想文化、科学的思维方法以及人生哲理。对于学生来说,这些比数学知识本身更重要。教师不可能将每一个学生都培养成数学家,但是可以做到使每一个学生学会欣赏数学之美,感受数学带来的快乐。作为一名数学教师,不仅要教会学生数学的理性思维,更应将美好的人类情感交给学生,滋润学生的心灵。”[3]是的,我们的数学教育并不是把学生都培养成数学家,我们的教育工作者要开阔学生的视野,丰富课堂教育,提高我们学生对数学的认识,增强他们对数学的好感。
总结
我们国家今天的中小学生数学基础教育已经很成功了,人们都说我们到任何一个国家去,我们国家的小孩数学过硬。但为什么我们的数学教育不好呢?我们的数学教育缺的已不是那些加减乘除,缺的更多的是数学精神、数学思维、数学方法。数学文化需要灌注课堂,课堂需要数学文化。只有充满了数学文化气息的数学课堂才是飞舞的,洋溢着活力的。
参考文献:
[1]数学课程教材研究开发中心.数学文化[M].人民教育出版社,2003,第49页.
[2]徐秀兰.数学教学中如何渗透数学文化[J].科教文汇,2007,(3).
[3]天津教育.2007,(1).
有关数学史的论文
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。
日本数学家藤天宏教授在第九次国际数学教育大会报告中指出,人类历史上有四个数学高峰:第一个是古希腊的演绎数学时期,它代表了作为科学形态的数学的诞生,是人类“理性思维”的第一个重大胜利;第二个是牛顿-莱布尼兹的微积分时期,它为了满足工业革命的需要而产生,在力学、光学、工程技术领域获得巨大成功;第三个是希尔伯特为代表的形式主义公理化时期;第四个是以计算机技术为标志的新数学时期,我们现在就处在这个时期。而数学历史上的三大危机分别是古希腊时期的不可公度量,17、18世纪微积分基础的争论和20世纪初的集合论悖论,它同前三个高峰有着惊人的密切联系,这种联系绝不是偶然,它是数学作为一门追求完美的科学的必然。学生可以从这种联系中发现数学追求的是清晰、准确、严密,不允许有任何杂乱,不允许有任何含糊,这时候学生就很容易认识到数学的三大基本特征——抽象性、严谨性和广泛应用性了。
同时,介绍必要的数学史知识可以使学生在平时的学习中对所学问题的背景产生更加深入的理解,认识到数学绝不是孤立的,它与其他很多学科都关系密切,甚至是很多学科的基础和生长点,对人类文明的发展起着巨大的作用。从数学史上看,数学和天文学一直都关系密切,海王星的发现过程就是一个很好的例子;它与物理学也密不可分,牛顿、笛卡儿等人既是著名的数学家也是著名的物理学家。在我们所处的新数学时期,数学(不仅仅是自然科学)逐步进入社会科学领域,发挥着意想不到的作用,可以说一切高技术的背后都有某种数学技术支持,数学技术已经成为知识经济时代的一个重要特征。这些认识对于一个学习数学十余年的高中生来说是很有必要,也是必不可少的。
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。
数学史的学习有利于缓解这个矛盾。通过讲解一些有关的数学历史,让学生在学习系统的数学知识的同时,对数学知识的产生过程,有一个比较清晰的认识,从而培养学生正确的数学思维方式。这样的例子很多,比如说微积分的产生:传统的欧式几何的演绎体系是产生不了微积分的,它是牛顿、莱布尼兹在古希腊的“穷竭法”、“求抛物线弓形面积”等思想的启发下为了满足第一次工业革命的需要创造得到的,产生的初期对“无穷小”的定义比较含糊,也不像我们现在看到的这样严密,在数学家们的不断补充、完善下,经过几十年才逐步成熟起来的。
数学史的学习可以引导学生形成一种探索与研究的习惯,去发现和认识在一个问题从产生到解决的过程中,真正创造了些什么,哪些思想、方法代表着该内容相对于以往内容的实质性进步。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,有利于学生对一些数学问题形成更深刻的认识,了解数学知识的现实来源和应用,而不是单纯地接受教师传授的知识,从而可以在这种不断学习,不断探索,不断研究的过程中逐步形成正确的数学思维方式。
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。在日本中学生夺取国际IEA调查总分第一名的同时,却发现日本学生不喜欢数学的比例也是第一,这说明他们的好成绩是在社会、家长、学校的压力下获得的。中国的情况如何呢?尚无全面的报道,但河南省新乡市四所中学的高中生学习数学情况的调查发现:“我不喜欢数学,但为了高考,我必须学好数学”的学生占被调查者的比例高达62.21%,而对数学“很感兴趣”的只有23.12%。可见目前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。
数学史中有很多能够培养学生学习兴趣的内容,主要有这几个方面:一是与数学有关的小游戏,例如巧拿火柴棒、幻方、商人过河问题等,它们有很强的可操作性,作为课堂活动或是课后研究都可以达到很好的效果。二是一些历史上的数学名题,例如七桥问题、哥德巴赫猜想等,它们往往有生动的文化背景,也容易引起学生的兴趣。还有一些著名数学家的生平、轶事,比如说一些年轻的数学家成材的故事,《标准》中提到的“从阿贝尔到伽罗瓦”,阿贝尔22岁证明一般五次以上代数方程不存在求根公式,伽罗瓦创建群论的时候只有18岁。还有法国数学家帕斯卡,16岁成为射影几何的奠基人之一,19岁发明原始计算器;德国数学家高斯19岁解决正多边形作图的判定问题,20岁证明代数基本定理,24岁出版影响整个19世纪数论发展、至今仍相当重要的《算术研究》;还有的是许多出生贫穷卑微的数学家通过自己的艰苦努力,最终在的数学研究上有骄人成绩的例子,如19世纪的大几何学家施泰纳出身农家自幼务农,直到14岁还没有学过写字,18岁才正式开始读书,后来靠做私人教师谋生,经过艰苦努力,终于在30岁时在数学上做出重要工作,一举成名。如果在教学中加入这些学生感兴趣又有知识性的内容,消除学生对数学的恐惧感,增加数学的吸引力,数学学习也许就不再是被迫无奈的了。
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著追求的故事,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。很多著名的数学定理、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,意大利著名画家达芬奇、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著《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,它与著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。
数学文化是指人类在数学行为活动的过程所创造的物质产品和精神产品的总和。下文是我为大家整理的关于数学文化论文投稿的范文,欢迎大家阅读参考!
数学文化论文投稿篇1
浅谈我国基础数学文化教育的历程
一、何谓数学文化
对于数学文化的界定很多,“数学文化是指,不仅数学自身属于人类社会的一种文化现象,而且数学还拥有广泛的超越数学自身意义的因素以及这些因素对人类的巨大影响,从而应把数学的发生、发展以及数学教育放到整个社会文化背景中去观察和认识。”
“由于数学对象并非物质世界中的真实存在,而是人类抽象思维的产物,因此,数学就是一种文化。” 特别是一部数学史可以反映出数学文化的发生发展过程,具体的数学概念、数学方法、数学思想中都有丰富的文化底蕴,都是值得我们在教学中一一展示给大家的素材。
二、数学文化教育提出的背景
1.激发学生学习兴趣,提高数学教育质量。
不管是在哪个国家,数学教育都是基础教育的重点,然而数学一直以来被大部分学生视为比较枯燥单调难学,对数学学习缺乏兴趣甚至畏惧且望而却步。但是数学教育对每位合格的社会公民的培养又有着不可替代的重要作用,兴趣是最好的老师,怎样提高学生的学习数学的兴趣,是所有教育者都很注重的,该怎样激发学生学习数学的兴趣,其中挖掘发挥数学本身的文化内涵并实现在数学教学中成了数学教育中的热点问题,因此,提高数学教育质量是提倡数学教育中重视文化教育的原因之一。
2.素质教育的需要。
中国是数学大国,但是很长一段时间,我们过于重视数学教育的工具价值,而忽略了其作为一种文化陶冶情操的文化审美教育价值。应试教育轰轰烈烈,学生的学业负担过重,中国学生在世界上是最勤奋的学生群体,但是中国学生的创新能力不高,基础教育没有体现它最基本的功能:为社会培养高素质的合格公民。我们不需要只会读死书的书呆子,所以,为了提高国民素质,提高数学素质和数学教育质量,数学教育中的文化教育开始被大家提倡。
3.数学本身是一种文化,本来就具有文化教育的价值和功能。
20世纪初年的数学曾经存在着脱离社会文化的孤立主义倾向,并一直影响到今天的中国。数学的过度形式化,使人错误地感到数学只是少数天才脑子里想象出来的“自由创造物”,数学的发展无须社会的推动,其真理性无须实践的检验,当然,数学的进步也无须人类文化的哺育。于是,西方的数学界有“经验主义的复兴”。怀特(White)的数学文化论力图把数学回归到文化层面。克莱因(Kline)的《古今数学思想》、《西方文化中的数学》、《数学:确定性的丧失》相继问世,力图营造数学文化的人文色彩[3]。近年来,数学文化成了当今探讨数学发展的新视角,人们愈来愈认识到,数学的发展与人类文化息息相关,数学一直是人类文明主要的文化力量,同时人类文化发展又极大地影响了数学的进步。数学本身不仅仅是一门科学,也是一种文化,具有文化教育的价值和功能。“优秀的数学文化,会是美丽动人的数学王后、得心应手的仆人、聪明伶俐的宠物。伴随着先进的数学文化,数学教学会变得生气勃勃、有血有肉、光彩照人。”
三、我国基础教育中数学文化教育所经历的三个阶段
第一个阶段:基础数学文化教育的被忽视阶段(1949年至20世纪90年代)
我国刚刚成立之时,百废待兴,基础教育还在起步发展,一时连合格的数学老师都难以保证,更何况数学教育中的文化教育的重视了。从解放初期的全盘照搬苏联数学教育,直到1958年的很长一段时间的数学教育目的的对比我们发现,数学教育重视了运用已经学到的知识和技巧去解答算术应用题和日常生活中的简单计算问题,而对知识、能力和思想品德三方面的教学目的提得不够全面、明确。
之后受赶美超英的大跃进运动和十年“”的影响,我国的教育事业受到严重冲击,直到1978年年颁布了《中学数学教学大纲(试行草案)》,使我国的数学科学教育事业重新回到正常的轨道上来。然而,此次修订的大纲,增加了很多高等数学内容,显然与当时基础数学水平较低的现实不符,加重了学生们的学习负担。针对这种情况,于1982年又拟定了《六年制重点中学数学教学大纲(草案)》,对中学数学的内容进行了适当地调整,编写了几套深度和广度不同的教材,以供不同地区根据当地的具体基础选择相应的教材,同时积极稳妥地进行了大量地教材改革试验。1986年颁布了《全日制中学数学教学大纲》,对教育的目标提出了适应当时具体情况和未来发展的新要求[4]。很显然,相对于今天,对于基础教育中的数学文化教育,大家还一时无暇顾及和提及。
第二个阶段:基础数学文化教育被热烈探讨阶段(20世纪90年代至2004年)
随着国力的增强,对教育的足够重视和投入,中国的数学教育,特别是基础教育,也在世界上处于领先地位。然而,应试教育也愈演愈烈,很多学者和教师发现,由于受应试教育的影响,数学课程注重知识传授,忽略了情感态度与价值观的教育,特别是数学这样的理科科目,在学生眼里就是难题,更何况全民奥数热。很大程度上奥数毁坏了中国学生对数学学习的兴趣和热情,增加了他们对数学学习的恐惧,占用了学生们发展其他素质的宝贵时间,浪费了太多人力物力。
1993年2月13日,中共中央、国务院在总结广大教育工作者改革实践经验的基础上制定发布的《中国教育改革和发展纲要》(以下简称《纲要》)中指出:“中小学要从‘应试教育’转向全面提高国民素质的轨道”,为了贯彻和落实《纲要》,中共中央于1994年召开的全国教育工作会议上提出:“基础教育必须从‘应试教育’转到素质教育的轨道上来,全面贯彻教育方针,全面提高教育质量。”
伴随着素质教育观念的广泛深入,大家对怎样提高素质教育的研究越来越广泛。具备学习的愿望、兴趣和方法,比记住一些知识更为重要,这也是素质教育所倡导的。怎样提高数学教育质量,使数学教育也完全符合素质教育的宗旨,成了大家探讨的热点,首先怎样激发学生学习数学的兴趣,还原数学本身的教育价值成了大家深思的问题。在这样的背景下,一直被忽视的数学文化教育被大家发现是贯彻数学素质教育的一个重要手段,很显然我们的数学教育中忽略了数学的文化价值,数学独特的美,数学教育中的文化教育,数学教育独特的素质教育功能,在大力提倡素质教育的同时,数学教育不再是简单的计算证明推理,也要重视数学教育中的文化教育,从而提高素质教育。
对数学教育中怎样开展文化教育的研究成为热点,其中华东师范大学张奠宙教授经过对这一阶段的研究,发表了以下看法,他认为当时的研究“都力图把数学从单纯的逻辑演绎推理的圈子中解放出来,重点是分析数学文明史,充分地揭示了数学的文化内涵,肯定数学作为文化存在的价值。这是必要的”。同时,张教授还指出两点不足,其中之一便是,“数学文化的研究,不能只说数学的重要性,强调数学对人类文明的贡献。与此同时,还应观察数学受到社会文化的影响,借助社会文明阐述数学的文化含义。这有助于人们贴近数学。”
在中学老师层面,这种思想也得到了很多人的认同,在他们 发表的教学研究的 论文中,如何恰当地将 文化 教育融入数学教育之中,以此来提高学生的学习兴趣的文章有
很多。但不是所有的领导和教师在实际的教学中都足够重视数学文化的价值和重要性或者以此贯穿于自己的课堂教学之中,也没有官方 的课程标准或者教材给予数学文化相应的地位。
第三个阶段:基础数学文化教育高度被重视并出现在教材中和实际的教学中(2004年至今)
“数学是一种文化,数学教育是数学文化的教育。” 2004年开始的新课改中提出“关注数学文化的价值”,“数学文化教育在教学中要有意识的穿插,且数学史以 专题形式出现在选修教材中。”这些观念在2003年颁发的《普通高中数学课程标准(实验)》中有所体现。新的课改指出,数学教育不仅是知识的教育,也是素质的教育。新课程将数学文化作为高中数学课程内容的一个方面,并且给出了一定数量的选题,提出了具体目的和要求,教学中要恰当把握好有关选题的内容和要求。例如,如何结合 统计思想方法的学习去把握“广告中的数据与可靠性”;如何在恰当的地方设计恰当的“黄金分割引出的数学问题”,使学生通过实际问题,认识数学在 建筑、 艺术、美学、优选等方方面面的广泛 应用, 体会数学文化的价值。
新的课改后,以往无意识的数学文化的教学转化为有意识的数学文化的教学,关于数学文化的教学不单再是有关资料的介绍,而是应将资料中蕴涵的文化价值体现出来。数学教育中的文化教育以下面两种形式出现在实际的教学中。
1.数学文化内容的介绍穿插于数学知识的教学中。
“教师在课堂上可以介绍一些重要的基本概念的发生、 发展,使学生认识数学发生、发展的规律,同时也了解人类从数学的角度认识客观世界的过程。例如,关于解析几何与微积分的创立、发展的资料比比皆是,选取和整理成数学素材时应关注那些体现 社会发展和数学发展相互促进的内容,或反映数学家为追求真理表现出来的那种锲而不舍的精神,求真务实、说理、批判、质疑等方面的内容。通过恰当的提示、引导,让学生从对相关资料了解的基础上,上升到对其中蕴涵的数学文化价值的认识”。
“几句话,一个故事,一个片段等,总之,我们在知识教育的同时,以知识为载体使学生体会和认识数学的文化价值,促进学生科学观的形成,全面提高学生的数学素养。”
2.数学史作为数学文化的载体出现在新教材中。
新课程中选修系列之中包括数学史选讲,数学史选讲作为选修课程已经进入高中数学新课程。选讲教材告别了过去那种单一的数学学习内容和方式,跳出数学知识和技能训练的题海,从宏观上审视数学的历史演变,感悟数学发展史的风雨历程,了解各种数学思想方法如何产生、发展和应用。
数学史是数学文化融入数学课程的最好载体,数学史展示了数学产生和发展的过程,它是劳动人民勤劳智慧的集中体现,是数学知识、数学思想和数学方法的宝库。“通过数学发展进程中的主要人物、事件及其背景的介绍,可以使学生掌握数学的脉络,懂得数学发展的客观规律,以及数学于人类社会发展之间的相互作用;通过了解古今中外数学家的生平简介以及基本数学思想方法,从中吸取丰富的营养和 经验教训,有助于学生形成正确的数学思想观念,树立独立思考、勇于探索的进取精神;通过不同文化背景的数学的比较,引入多元文化的数学,可以使学生从更广阔的视野去认识人类文明的数学成就,欣赏丰富多彩的数学 文化。”总之,数学史有助于我们全面认识数学 教育的文化价值,探索数学文化为主导的数学教育,数学史的教育价值在课程改革的实验区已经显现出来。
四、结束语
数学是人类文化的重要组成部分,是人类 社会进步的产物,也是推动社会 发展的动力。作为一种文化,数学文也是公民必备的科学家养。在美国数学教育中,教材也强调数学史知识的介绍,在介绍中注意数学家的闪光点,可教育性的材料,有引起学生学习数学兴趣的材料,也有关于世界各国的重要数学史实, 力图使学生对数学的历史发展有比较完善的认识,以扩大学生的眼界[8]。
在中国这样一个曾经的世界四大文明古国,一度在数学教育中缺失的数学文化教育被重视起来,“数学文化”已是新课程的重要内容之一,数学教育是数学文化的教育。在此思想指导下的中国基础数学教育,才能更好地激发学生的数学学习兴趣,改变他们的数学观,树立学习的自信心,真正了解数学的美、数学的历史,进而促进他们人格的健康成长,扩宽他们的视野,了解多元文化的数学,这样的数学教育才是才是真正的素质教育[9]。
数学文化论文投稿篇2
浅析高中数学教学中的数学文化
摘 要:数学文化是人类知识宝库的重要组成部分,在数学教学中只是传授数学知识,解决数学问题是不够的,还应渗透数学文化,通过数学文化教育,展示数学的美和数学精神的魅力,进而激发学生学习数学的兴趣,培养学生良好的数学精神和意志品质。本文在介绍数学文化主要特征的基础上,对高中数学教学中如何渗透数学文化进行了分析。
关键词:高中数学;数学文化;主要功能;渗透
数学文化是指人类在数学行为活动的过程所创造的物质产品和精神产品的总和,其中物质产品主要指数学语言、数学命题、数学问题以及数学方法等方面,精神产品主要指数学思想、数学意识、数学精神等方面。在高中数学教学中渗透数学文化,是学生数学学习的基本需要,其目的是使学生在学习数学的过程中受到文化感染,领略数学的美,体悟数学文化的价值,进而激发学生学习数学的兴趣,培养学生良好的数学精神和意志品质,促进学生个性的良好发展。
1 数学文化的主要特征
数学是一种文化,数学文化是人类知识宝库的重要组成部分,其特征主要包括以下几个方面:
(1)历史性。数学的发展离不开历史的积淀过程,人们对数学本质的认识也是源于数学史的发展,因此,可以说数学文化具有一定的社会历史性。数学学习要讲究数学方法,而数学史是研究数学方法的重要依据,因而从某种意义上说,一切与数学有关的研究,与数学史息息相关。了解数学史,既可以增强全局观念,又可以调动学习热情。
(2)思维性。数学文化的主体是数学知识以及运用这些知识所形成的数学思想和数学方法,它们都是人类通过数学语言总结出来的可应用于现实世界的空间形式及数学关系的思维成果,因此,可以说思维是数学的内在灵魂,数学是思维的基本体现。
(3)审美性。数学是一门科学,也是一门艺术。数学中的简单性、对称性、统一性、协调性等基本特征都是数学美的重要内容。在我国古代,数学是“礼、乐、射、御、书、数”六艺之一,在西方,数学与和谐曾被认为是宇宙的主要根源,因此,可以说数学具有很强的审美性,数学世界充满了美感。而数学的美感正是数学文化对人类意志品质、高尚情操陶冶的一种体现。
2 数学文化在高中数学教学中的渗透
2.1 渗透数学史,培养数学文化意识
在高中数学教学中,教师要有意识地渗透数学史,在了解数学史的过程中,培养学生的数学文化意识。对此,可通过开设数学史选修课渗透数学史。在选修课中可以介绍一些与数学有关的具有深远意义的历史事件,如数学思想逐渐演变的历史事件,数学家逐渐纠错的历史事件等。或通过推荐有价值的与数学息息相关的作品,如张景中院士的《新概念几何》、西奥妮・帕帕斯写的《数学的奇妙》等,抑或引导学生通过网络、报刊等各种资源搜集、查找有关古今中外著名数学家的事迹,了解他们对数学做出的主要贡献,拓宽学生的数学视野,体会数学的文化品位。
2.2 渗透数学思想方法,提高学生的数学素养
数学思想方法是指对数学知识和方法形成的规律性理性认识,为分析、处理和解决数学问题提供了指导方针和解题策略。高中数学教学不能仅满足于单纯的知识传授,而是要帮助学生把握数学知识的本质,引导学生借助数学思想方法解决实际数学问题,提高自身的数学素养。如:
已知当x∈[0,1]时,不等式x2cosa-x(1-x)+(1-x)2sina>0恒成立,求a的取值范围。分析:本题通过构造的思想方法,即可轻易地求出结果。可设f(x)=x2cosa-x(1-x)+(1-x)2sina=(cosa+sina+1)x2-(1+2sina)x+sina,由题意可知:f(0)=sina>0 ①; f(1)=cosa>0 ②,在条件①②下对称轴x=∈[0,1],此时只要△<0,即sin2a> ③, 再联立①②③即可求出a的取值范围。
2.3 发展学生的数学思维,培养数学的理性精神
数学教学的关键在于发展学生的数学思维,培养数学的理性精神。数学思维是理性思维的重要形式,注重学生数学思维的培养对于提高学生的思维能力,增强学生的解题能力有着十分重要的作用。发展学生的数学思维一方面要注意培养学生的数学意识,理清学生的思维脉络。数学的知识点是前后衔接、环环紧扣的, 因此,在教学中对于每一个问题,教师要既要考虑学生原有的知识基础,又要考虑与它相关联的知识内容。只有这样,才能更好地激发学生的思维,并逐步形成知识脉络。另一方面要注意激发学生的思维动机,提高学生思维的水平。动机是人们行为活动的内趋力。激发学生思维的动机,是培养其思维能力的重要因素。在数学教学中,教师可以通过创设合理的问题情景,使学生产生情感上的共鸣,进而引发学生最强烈的思考动机和最佳的思维定向,形成良好的数学思维品质。
2.4 开展数学课题研究性学习,体悟数学文化的真正价值
在实际数学教学过程中,教师可将某些数学定理、公式作为研究性课题开展研究性学习,让学生主动去发现、检验、论证,体验到数学家发现数学的真实过程,了解数学概念、定理、公式、结论形成的过程,获得再创造的快乐,进而把握数学的本质,体悟数学文化的真正价值。同时在进行研究性学习活动的过程中,教师应给予学生适当的指导。如在进行“直线方程的推导”时,教师可以适当地提出一些问题,引导学生思考:a.在我们生活中,常通过什么方法固定一条直线?b.要想确定一条直线的方程,需要给定什么样的条件?如何求出其直线方程的一般式?当学生完成课题研究后,教师可及时展示学生的研究成果,进行合作交流,提出不同的意见,以保持学生学习数学的积极性。
总之,数学文化是数学的精髓,重视学生对数学文化的感悟,能帮助学生加深对数学的认识与理解,从而帮助学生更好地学好数学,进而爱上数学。
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浅谈数学文化中的和合思想
和合是我国传统文化的一个重要概念。“和”是平和、和谐、祥和、协调
的意思。“合”是合作、对称、结合、统一的意思。和合思想认为,整个物质
世界是一个和谐的整体,宇宙、自然、社会、精神各元素都处在一个和谐的
优化结构中。而数学文化系统就是一个完美的和谐优化结构。数学文化
中的数学发展史、数学哲学思想、数学方法、数学美育等重要内容蕴含着丰
富的和合思想。其具体体现是整体系统性、平衡稳定性、有序对称性。
一、整体系统性
1.数学公理系统的相容性
数学的公理化系统具有相容性、独立性和完备性。在这三项基本要求
中,最主要的是相容性。相容性就是不矛盾性或和谐性,是指各公理不能
互相抵触,它们推导的真命题也不能互相矛盾,公理系统的相容性是数学
系统和谐的基础,也是基本要求。
除了数学各分支自身要形成相容的公理系统之外,数学还要求各分支
之间互相协调,不能互相抵触。有的系统之间,还形成密切的同构关系,在
不同的数学系统之间,相容性是一致的。例如欧氏几何与非欧几何(罗式
几何、黎曼几何)中平行公理是互否的命题,可在欧氏几何中构造非欧几何
的模型,所以可以这样说只要欧氏几何无矛盾,那么非欧几何也是无矛
盾的。
2.数学运算系统的完整性
数学的运算法则、运算公式、运算结论都是完整的、准确的。特别是数
学的运算语言,它把文字语言、符号语言、图像语言完全融合到一个统一体
中,互相印证、互相诠释、互相转化,达到了天衣无缝的完美。当扩充数系
时,要建立新的理论和运算拓广原有运算和关系时,要尽量保持原有的运
算、关系的一致性,如有不一致,必须作一规定,使新系统与原有系统和谐。
3.数学推理系统的严密性
在我们日常的数学活动中,常常用到反证法,在这种方法中,往往不仅
要用到系统的公理和定理,而且要用到其他分支的知识。在整个推理过程
中要和谐。例如古希腊三大著名问题之一化圆为方,即作一个与给定圆面
积相等的正方形。要证明用圆规和直尺不能作出等面积的正方形就需要
用到数“=”的超越性。
在数学上的等式、解析式中出现“=”是和谐的体现。
二、平衡稳定性
“和合思想”认为天地自然万物处于平衡、和谐、有序的状态。各个事
物、要素互依、互涵、互补,处于全面的、立体的相互作用的过程之中。而数
学的平衡稳定性很好地体现了和合思想。
1.数学发展的平衡稳定
数学科学与其它学科相比,一个重要的特点就是历史的累积性、发展
的平衡稳定性。也就是说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,他们不仅不会推翻原有的理论,而且总是包容原有的
理论。比如天文学的“地心说”被“日心说”所代替,物理学中关于光的“粒
子说”被“波动说”代替,化学中的“燃素说”被“氧化说”代替等等,而数学
从来没有发生过这样的情况。这正如一位数学史家H?汉科尔所说:“在
大多数学科里,一代人的建筑为下一代人所拆毁,一个人的创造被另一个
人所破坏,唯独数学,每一代人都在古老的大厦上添加一层楼”。数学的这
一平衡稳定性,正是数学学科能不断焕发出无限活力和强大生命力根源。
2.数学学习过程的平衡稳定
人们对知识的学习过程都含有一定的认知结构。而学生学习数学知
识的过程不外乎“同化—顺应—平衡”这样一个相对稳定的过程。同化就
是把新的知识纳入已有的认知结构,使原有的知识体系不断得到充实丰
富。顺应就是新的知识不能纳入原有的认知结构,就要对原有认知结构进
行改造和提高,从而建立新的认知结构。平衡就是同化和顺应后,都有一
个巩固阶段,在这一阶段对知识的理解和内化是平衡稳定的。人们对数学
知识的学习正式在“同化—顺应—平衡”这样一个循环往复的过程中发
展的。
3.数学方法的平衡稳定
数学方法是认识数学客体过程中某种有规律的程序和手段,使理论用
于实践的中介,各种方法都和谐地存在在数学这个共同体中。比如常用的
数学思维方法:观察、分析、综合、抽象、猜想、类比、归纳、演绎;还有常用的
数学解题方法:比较方法、结构方法、模型方法、构造方法、化归方法、映射
反演法、几何变换法、公理化方法等。这些方法,无论是在初等数学中,还
是在高等数学中;无论是在几何学中,还是在代数学中,都在广泛的运用,
始终处于平衡稳定状态中,不会因时间、空间、以及学科的变化发生变异。
几何变换思想和方法,就是用运动和变化的观点去研究几何对象及其
相互关系,探讨图形运动过程中不变的关系、不变量和变化关系、变化量,
从中找出规律。在解题过程中,对图形有关部分进行变换,化不规则为规
则,化一般为特殊,化不利条件为有利条件。
三、有序对称性
“凡物必有合”,“合”就是对称、结合、统一。整个世界不仅和谐合理,
而且阴阳和合的对称。
1.数学的有序对称美
在初等数学中研究的对称性,可以描述的是一个图形、一个式子各个
部分的关系,也可以描述两个图形、式子的关系。图形、式子的变换显示着
数学中的对称美。
图形对称可称为狭义对称,例如中心对称图形、轴对称图形、旋转对称
图形是图形位置的一种对称。显示一种对称的美。
在许多概念中和方法、命题、公式、法则中也存在对称性,也可称为一
种对称。
在数学中,许多概念都是一正一反,相辅相成,成对出现的。例如数学
运算中加与减、乘与除、乘方与开方、微分与积分等,都可认为是一阴一阳
的对称;减一个负数可变成加一个正数,除可以变成乘的运算,所以说它们
之间又是统一有序的。在二元运算中通过交换律、结合律、分配律来反映
其对称性。
2.数学解题过程的有序结构
从文化的角度审视数学解题过程它是数学策略、数学逻辑、数学方法、
数学知识、数学技能与程式化的有机结合,是一个有序结构的统一体。比
如解方程过程的基本步骤是:去分母、去括号、移项合并、两边同除以未知
数的系数。这是一个和谐的有序结构。破坏了这个有序结构,就会发生解
题障碍。从思维过程看,它是“观察———联想———转化”这样一个有序过
程。观察是联想的基础,在观察中认识所给题目的特征;联想是转化的桥
梁,在联想中寻找解题途径;转化是解题的手段,在转化中确定解题方案,
从而最终解决问题。
数学无论是从整体和局部,形式和内容,还是结果和过程都体现着和
合思想的精神和内涵。我们用“和合思想”重新认识数学,发挥数学文化在
教学中的教育功能,就能有效地培养学生科学素养和文化素养。
参考文献:
[1]齐民友.数学文化[M].长沙:湖南教育出版社,1991.
[2]张维忠.数学文化与数学课程[M].上海:上海教育出版社,1999.
[3]郑毓信.数学文化学[M].成都:四川教育出版社,2001.
[4]李文林.数学史教程[M].高教出版社.