數學作為一門自然學科,在社會發展和科學研究中都起著不可或缺的作用,尤其是在科技方面,數學既是基礎也是關鍵.而隨著教育體制改革的不斷深化,以及科學技術的迅猛發展,我國的高中數學教育決不能僅停留在傳授理論知識和技能層面,還要通過數學史的融人,培養學生的創新思維,既要知道所學數學知識是什么,還要知道它是怎么來的,以及數學給世界帶來哪些變化,等等.如此,才能使學生真切地明白為什么要學習數學,從而樹立正確的數學觀,激發學習內動力,促進學習效率的全面提升.
1數學史的教育意義
數學史的有效融入絕不是對課堂教學時間的浪費,相反,它可以對教師的教學效果以及學生的學習效率起到推波助瀾的作用.
1. 1 助力形成正確的數學觀
知曉高中數學學科當中所涉及的定理、概念等基本知識的來龍去脈,可以促使學生更好地讀懂數學,形成正確的數學觀.數學史的恰當融入還能夠拓寬學生的視野,讓學生可以將數學知識與實際生活緊密聯系起來,進而理解數學對人類歷史發展與進步的重要作用,從中體會到數學創造與研究的趣味,從思想深處意識到數學并不是一門枯燥的學科,而是生動有趣且富有歷史生命的學科.
1. 2 助力學生形成創新創造精神
數學史的融入包括對一些數學家故事的講解.學生通過了解數學家背后的研究故事和驚人的創造成果,知曉如今的研究成果也是無數數學家經歷一次又一次的推演和證明后才取得的成績,這也會激發他們的學習興趣,促進其數學意識的有效形成.明白數學學習和研究是一種創新與創造的過程,進而培養自身的創新精神.
1.3助力培養學生堅強的品質
縱觀世界數學發展史,不乏一些身殘志堅的數學家的感人故事,如中國著名數學家華羅庚,在身患殘疾的情況下仍然通過自學的方式在數學領域取得了豐碩成果.教師通過這些數學家事跡的有效融入,可以培養學生的數學情感和態度,引導學生通過學習數學家們身上的頑強意識和其他優秀品質,從而實現品質遷移,潛移默化地促進自身堅強品質的有效形成.
2數學史融入過程存在的普遍問題
從當前高中數學課堂教學現狀來看,雖然數學史的融入已經得到了一定重視,但在教學過程中的融入仍然存在以下普遍性問題.
2.1 部分教師的不重視
數學史的有效融入應以教材為基礎.當前的數學教材,雖然已經將一些數學史的閱讀材料編入其中,但仍然存在部分教師對數學史融入不重視的問題,一些教師始終認為數學史的講解和學習是一種對課堂教學時間的浪費,不如多講一些知識點或練習題對學生更有幫助.從短期效果來看,這種思想無可厚非,但從長遠作用和教育效果來看,這無疑屬于一種急功近利的想法.數學史的融入是學生數學思想有效形成的關鍵,數學思想又是學生數學學習效率有效提升的關鍵,所以,教師必須重視數學史的融入.
2.2 融入方式比較單一
部分教師僅依賴教材中的數學史材料本身,不是進行簡單的閱讀講授,就是由學生自行閱讀理解,在方式方法上存在相對單一的問題.這樣一來,數學史的融入缺乏對相關材料或故事的深度剖析,其中所蘊含的深刻數學哲理、內涵及精神等實質性內容并沒有得到真正的挖掘.這使得數學史的融入成為一種形式主義,其教育作用沒有得到有效發揮.
2.3 中國數學史的融入不足
雖然在數學等自然學科的發展與創造過程中,中國發展進度比較緩慢,然而所取得的成就卻舉世矚目的,其間涌現出很多優秀的數學家,他們的數學思維、創新精神以及堅韌意志值得每個中國人去學習.但是,在當前高中數學課堂教學中的數學史融入過程中,部分教師偏重于對西方數學史的融入,對中國數學史的融人有所欠缺.這不利于培養學生的文化自信和民族自豪感.
3數學史融入高中數學課堂教學的建議
為了促進數學史與高中數學課堂教學的深入融合,需要從提高教師的數學史素養、豐富數學史融入方法、提高中國數學史融入比例等方面做出努力,
3.1 提高教師的數學史素養
教師是保證數學史有效融入課堂教學的關鍵,只有教師具備一定的數學史專業素養,才能有能力將數學知識與數學史有機融合,保證融入過程的同步性,使教學與融入之間形成相互滲透的和諧統一.需要注意的是,教師應深刻理解數學史融入的重要教育價值和意義,它并不是為了讓學生學習歷史故事而開展的教學活動,而是要透過數學史材料表面,深挖其背后蘊藏的精神和思想,幫助學生形成正確的數學思維.教師要努力將數學史成為數學教學不可分割的組成部分,將學生喜歡和關心的數學知識內容與數學史內容進行有機統一.數學史的選材更要貼近教學實際,有中心更有重點,既要把握好融入的時機和分寸,又不能本末倒置,顧此失彼.如針對一些數學概念和定理進行數學史的講授,有助于提高學生的理解能力;針對閱讀材料中的具體示例進行深度剖析,有助于增強學生對學科知識的系統性掌握能力;針對一些數學成就講授數學家的感人事跡,有助于激發學生的學習動力與興趣;等等.
例如在高中“解三角形”相關知識的教學中,教師可以向學生講述古希臘數學家海倫和中國南宋數學家秦九韶的故事,以及三角形面積公式的發現過程.“海倫是古希臘數學家,在數學領域取得巨大成就,他的《度量論》等著作對后世的影響極大,他是根據三角形三邊長直接計算三角形面積的第一人.”由此,教師可以將海倫的三角形面積公式進行推導演示.隨后,教師再進一步融入數學史,向學生講解我國數學家秦九韶的三角形面積公式的發現過程.“在數學發展歷史上,我國數學家秦九韶是最為重要的人物之一,他在著作《數書九章》中也提出了一個三角形面積公式,就是著名的三斜求積公式.其本質與海倫的三角形面積公式本質相同,同樣為后世的數學研究作出了突出貢獻.”通過這樣的融入過程,學生可以更真切地知曉三角形面積公式的由來,明白“現有的一切已知的數學公式、定理、概念等知識,都是前人努力創造的結果”這一道理.隨后,教師再進行數學精神的融入:“無論是秦九韶或者是海倫,他們的重要發現和創造,都是對數學的熱愛與執著的最好見證.他們在缺乏精確計算儀器的年代,憑借自己的智慧經過大量的運算和實踐,最終取得如此成就,可想他們的意志力是多么強大.”隨后,再通過例題等方式導入具體的教學內容.
3.2豐富數學史的融入方法
數學史的融入既要依賴于史料,也要深挖史料的細節,既要結合具體的教學內容融入,也要沿著教學主線進行過程式融入.這需要教師具備深厚的數學史文化知識底蘊和超強的教學技能技巧.如教師可以采取背景介紹的方式進行融入,在對高中某個知識點進行正式講解之前,教師可以結合中國數學史以及相關人物故事進行背景介紹,從而激發學生的學習興趣.以勾股定理的教學為例,教師可以結合《周髀算經》中關于“勾三股四弦五”的相關記載進行融入,并指出:“我國古代數學著作《周髀算經》是世界上關于勾股定理記載最早的證明之一.”借此來讓學生感受中國數學家的偉大貢獻和智慧,促進其對勾股定理的深刻理解,激發其學習動力與興趣,
此外,教師必須不斷地根據學生需要和教學實際創新融入方法.如在方程求解的教學中,可以采用案例分析法進行數學史的融人,即選擇一些比較典型的案例引導學生展開討論,進而深刻理解相關的數學知識.“秦九韶是我國宋代時期的著名數學家,同學們可知世界上最早提出一元二次方程數值解法的人是誰嗎?沒錯,就是他,這種解法叫作正負開方術,聽起來就極具中國特色.”隨后,教師可以以案例的方式向學生進一步闡明什么是“正負開方術”.通過這一案例,可以促進學生對解題思路的進一步理解,同時可以實現數學文化自信的培養.此外,教師還可以借助“知識拓展”的方法、“對比教學”的方法等多樣化教學方法來加強對數學史的融入,幫助學生更好地理解所學知識,培養學生的數學思維,
3.3提高中國數學史的融入比例
高中數學課堂教學對數學史的融人是當前教育改革與發展的必然需求.教師在結合教材中的數學史材料展開教學的同時,還要發揮自主能動性,挖掘更多關于中國數學史材料和數學家故事,并恰當地融入教學當中,讓學生感受到中國數學研究的巨大魅力,實現民族自豪感與文化自信心的提升,從而有效培養其建立正確的數學觀.如在圓周率相關知識講解時,可以融入祖沖之的巨大成就介紹;如在數列、極限等相關知識的授課時,可以融人劉徽《九章算術》中割圓術的內容等.
此外,教師還可以拓寬融入渠道,結合一些數學家的感人故事來提高學生的學習動力.如融入錢學森的“報國故事”來凸顯他的數學成就,以此來實現對學生的激勵作用;如數學家華羅庚“一生三大劫難”的故事,通過他的勵志感人故事讓學生明白數學學習與研究需要頑強的拼搏精神;如數學家陳景潤為學習曾“廢寢忘食”的故事,以此來實現對學生的激勵.總之,數學史在高中數學課堂教學過程中的融入需要教師有意識地側重于中國數學史的融入,當然,也不能顧此失彼,要做到兼容并蓄,真正對學生學習、思想、品質等方面有幫助的國外數學史相關內容也要進行恰當的融入,只是在教育教學過程中,教師要讓學生看到中國數學發展史的偉大與光輝.
4結語
基于以上分析,高中數學課堂融人數學史的教學路徑得以明確,不僅提升了學生的學習興趣,也加深了學生對數學概念的理解.通過合理規劃教學設計,將數學史與教學內容有機結合,可以有效地促進學生數學思維的發展和創新能力的提升.例如,在探討幾何學的發展時,教師可以引入古希臘數學家歐幾里得的故事,讓學生了解《幾何原本》的歷史背景及其對后世的影響.通過這樣的歷史脈絡,學生能夠感受到數學知識的演變,還能體會到數學家們在探索真理過程中的堅持與智慧.此外,結合數學史的案例分析,能夠激發學生的好奇心和探究欲,使他們在解決問題時更加主動且富有創造性.在數學教學中融入歷史元素,豐富了課堂內容,幫助學生建立起數學知識與人類文明進步之間的聯系,從而在更廣闊的視野中理解數學的價值和意義.
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