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。数学史对于揭示数学知识的现实来源和应用,对于引导学生体会真正的数学思维过程,创造一种探索与研究的数学学习气氛,对于激发学生对数学的兴趣,培养探索精神,对于揭示数学在文化史和科学进步史上的地位与影响,进而揭示其人文价值,都有重要意义。作为教授数学的教师来说,在教学过程中融入数学史的内容,不仅有助于提高学生的学习效果,而且有很强的教育功能。我认为其具体的教育功能主要体现在以下几个方面:
一、在教学过程中融入数学史可以帮助学生认识数学,形成正确的数学观。
二、数学史知识可增加学生学习数学的兴趣,激励学生学好数学
三、数学史知识可以使学生学会如何应用数学知识,对学生实践能力的形成起着巨大的推动作用。
四、数学史知识可以增强学生学习数学的信心
五、数学史知识可以增强学生的爱国主义精神,激发学生的学习热情
数学文化如何融入数学课堂
小学数学课堂再现数学发展史:
一、教师要将教材中的数学文化进行深入挖掘
数学文化在课堂教学中的融入一直是数学教学的重要目标。在小学数学教材中有许多文化因素。正是这些数学文化,使得小学课本内容更具有趣味性与生活性,使得小学生愿意对课本中的内容进行阅读与学习。
二、教师要挖掘数学文化中的丰富情感、态度和价值观
在研究过程中如何“借助正多边形周长研究圆周长”的数学思想和智慧;他不满足于既有结论,不断超越、执着奋进的探索精神等,更应该透过课堂浸润到学生的内心深处。我在教学时,将这一段数学历史有机融入到具体的周长公式的探索过程中来,学生的感受更丰富了,认识也更全面了。
此外还适时地介绍了我国古代数学的领先与现代数学的落后,并给学生分析造成这一后果的内在原因,深刻的民族尊严感和为中华数学之崛起而奋斗的决心在学生心中升腾。
《数学课程标准(实验)》提出:
“数学是人类的一种文化,他的内容、思想、方法和语言是现代文明的重要组成部分。”数学是一种科学,更是一种人类的文化。营造数学文化的人文氛围,揭示数学的文化内涵,在数学教学中,渗透数学史是必不可少的。
认为小学数学必须以数学文化内涵为导向重构教学,让数学史走进小学数学课堂,通过这些丰富内容的呈现,激发学生学习数学的兴趣,掌握数学知识的精华,真正提高学生的数学素养。只有如此,才能真正实现以学科教育促进学生的全面发展。
以上内容参考:百度百科--数学
数学文化融入数学课堂的方式 ——听岳增成博士报告有感
?在应试教育的影响下,高中数学的教学以培养学生应试能力为主要目标,忽视了对数学中文化内涵的发掘,导致学生只会做题,无法领略数学知识的文化魅力。
在素质教育的背景下,教师应当引导学生关注数学中的文化因素,开发出数学的美学价值,让学生在掌握数学知识与方法的同时,也能提升自己的人文素养。
一、讲述数学史,进行数学文化渗透
通过对数学发展历史的回顾,能够将数学文化融入到学生的脑海中,强化学生对数学学科的认同感与归属感,认识到数学知识与人类发展的密切关系,从而有效增强他们学习数学知识的主动性。在学习数学史的过程中,学生能够清楚地了解数学知识的产生过程。
这样就能深化他们对所学概念、定理等相关知识的理解,从而提升他们的学习效果。例如,在初次学习复数的概念时,学生无法在短时间内理解透彻,就会产生畏难情绪,此时教师就应当引导他们了解有关复数的数学史,比如利用网络、图书馆等资源。
查找有关复数发展史的知识。经过仔细的了解后,学生发现原来18世纪的数学家也难以理解复数的概念和性质,人们对于复数的认识,是一步一步向前推进的,这样就消除了学生的畏惧感,增强了学学习自信心。
除此之外,学生也能从数学发展史中获得学习的灵感,理清学习思路,比如通过对勾股定理的了解,学生能够总结出数形结合的相关思想。
二、结合生活教学,适时渗透数学文化
从本质上来说,数学知识是人们生产、生活经验的结晶,生活的每一处都包含了数学因素,比如贷款、理财、购物等,均离不开数学。对于高中数学来说,要想将数学文化落实到教学深处,也应当将数学课堂与实际生活相结合,从生活中选取鲜活的教学素材。
让学生在实际案例中理解数学知识和文化。例如,在进行《指数函数》的教学时,教师向学生展示如下生活场景:小宁的爸爸想去银行存2000元钱,他预计存5年。
利率2.25%,某银行的存款方案有两种:第一种为一年定期,期满转存,第二种为零存整取,请你为小宁的爸爸选择利息最高的方案。经过一番计算后,学生发现第一种方案利息更高,这样就引出了指数函数的内容,有利于学生对指数函数概念的理解。
就能更好的开展教学。不难看出,生活化的教学方式能够将学生的学习兴趣调动起来,让学生在生动的场景中感知数学知识,从而有效提升他们对数学知识和文化的理解,提高课堂教学的效率。
之前在中国大学MOOC上知道了岳增成博士,听了他的《数学文化与数学教学》,最近研师三人行在研究“如何以数学文化形成概念脉络?”又请到了岳博。
岳博主要研究的一个领域:HPM。如何根据教学难点和认知障碍,将撤学史融.入到教学实践中发挥教育价值呢?HPM与小学教师专业发展的关系如何?
HPM视角下的数学教学的理论框架:
一个视角是:HPM
两座桥梁:数学史及数学教学?×(历史与现实、数学与人文)
三维目标:知识与技能;过程与方法;情感态度与价值观示(知识、信念、能力):
四种方式:附加式、复制式、顺应式、重构式
五项原则:趣味性、科学性、有效性、可学性、新颖性
六类价值
其中提到岳增成的导师汪晓勤教授的HPM视角下的小学数学教学中提到了资源的不同处理方式,也便是数学文化融入数学课堂的几种方式。
也就是拿到数学文化的资源或者数学阅读的资源,我们应该怎么去做呢?
1.附加式 ?展示有关的数学家,讲速有关数学故事等,去掉后时教学内容没有太大影响。
例子:在教学“位置的表示方法”时,讲述笛卡儿表述苍蝇位置的故事;在教学“大数的认识”时,讲述阿基米德数沙的故事;在推导圆的面积公式时讲述开普勒的故事。
链接一:笛卡儿表述苍蝇位置的故事
传说某一日,少年笛卡尔躺在床上,任思绪在抽象的世界里飘荡。忘了介绍了,笛卡尔因为体弱,有上午11点才肯起床的习惯。这时,一只苍蝇,一只如果有姓名肯定会被载入人类历史的苍蝇在嗡嗡乱舞,不停地在天花板上变换着歇脚的位置。笛卡尔盯着这个苍蝇看了一会儿,也许有了要把这讨厌的苍蝇赶走的想法。但是,笛卡尔是数学家兼哲学家呀,他把这个想法不是变成行动而是变成了一个数学问题:如何精确地给这只苍蝇定位呢?
如果选择某点(比如屋角)作为参考点,那么只要数清楚沿东西向经过几格天花板,沿南北向经过几格天花板,就能给苍蝇定位。也就是说,你只要选定一个参考点和两个方向(不一定非要是垂直的,不重叠的就行),那么用两个数就能给平面上的点定位。这就是笛卡尔坐标系的概念。
有了笛卡尔坐标系,几何和代数有了联结,从此有了解析几何这个数学领域。有了用代数分析几何的基础,几何才能向高维、抽象、弯曲空间的方向上发展。解析几何把代数的分析工具和几何的直观结合起来,提供了视觉化代数方程的途径。中国有句古话,说“天不生仲尼,万古如长夜”,想象一下,如果没有直角坐标系,今天人类的自然科学会是什么样子?
坐标系的概念脉络:
引入的是数学文化的故事类,只是引发学生对数学学科的喜欢。
2.复制式 直接采用历史上的数学问题、解法等
在教学行程问题时,直接采用《九章算术》中的凫雁相逢问题或《计算之书》中的两船相遇问题;在教学两位数乘法时直接引入格子算法。(是不是铺地锦呀?)
链接一凫雁相逢问题:
在我国古代“算经十书”之一的《九章算术》上,有道著名的“凫(fú,小野鸭)雁相逢题”。题目原文是: “今有凫起南海,七日至北海;雁起北海,九日至南海。今凫、雁俱起,问何日相逢?” 题目意思是:小野鸭从南海飞至北海需要7天,大雁从北海飞至南海需要9天。现在它们分别从南海北海同时起飞,几日可以相遇?
我的解法:时间=路程÷速度和
链接二格子算法问题:
格子算法也叫“铺地锦”,是500多年前的意大利发现的一种数学算法,后来在明朝与笔算等同时传入中国,该算法需要用算筹一个个地列算出来,然后再相加。
举个例子来说吧,例如46×75,我们的做法是,先分成四个算式:40×5、6×5、40×70、6×70,分别得200、30、2800、420,然后再把所有的得数加起来,得3450。这么多个算式,用算筹一个个地列算出来,然后再相加,写起来又慢又容易乱,所以,大家都觉得计算真让人烦。
3. 顺应式根据历史材料编制数学故事,对历史的思想方法进行适当改编。
示例:根据《几何原本》第1卷命题37“同底且位于相同的两条平行线之间的三角形面积相等”提出问题:在两条平行线之间有两个同底的三角形,从中可以得到那两个三角形的面积相等(人教版(数学)五年级上册“多边形的面积”练习题)95页。
4.重构式 ?借鉴或重构知识的发生,发展历史
按照“质—量—关系”的顺序,再现角概念的历史;按照“品圆—画圆—识圆—用圆”的顺序重构圆的历史。(这一点我们另行整理)
体现知识之源;方法之拓;情感之润;实践之效。
课例开发流程:
