摘 要:數(shù)學(xué)文化有著豐富的內(nèi)涵,融入高職數(shù)學(xué)課堂能使科學(xué)和人文有機(jī)地結(jié)合。教學(xué)中通過探根究源,讓數(shù)學(xué)概念精彩綻放;通過體會(huì)邏輯,讓數(shù)學(xué)思維潛移默化;通過感悟理性,讓數(shù)學(xué)精神融入學(xué)生品質(zhì)。
關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)文化;職業(yè)能力;教學(xué)策略
數(shù)學(xué)課程對于學(xué)生認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)與自然界、人類社會(huì)的關(guān)系,提高學(xué)生提出問題、分析和解決問題的能力,形成理性思維具有重要的作用,對于學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課程以及職業(yè)生涯的終身發(fā)展,具有十分重要的意義。
數(shù)學(xué)文化是指數(shù)學(xué)的思想、精神、方法、觀點(diǎn)、語言,以及它們的形成和發(fā)展,更廣地說,還包含了數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)美、數(shù)學(xué)教育、數(shù)學(xué)發(fā)展中的人文成分、數(shù)學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系、數(shù)學(xué)與各種文化的關(guān)系,等等。數(shù)學(xué)文化作為一種特殊的文化形態(tài),超越了數(shù)學(xué)為科學(xué)體系的單純科學(xué)主義觀,也超越了將數(shù)學(xué)方法論作為主線的數(shù)學(xué)哲學(xué)觀,不僅揭示了數(shù)學(xué)的內(nèi)在科學(xué)結(jié)構(gòu),也描繪了整個(gè)社會(huì)數(shù)學(xué)化的趨勢。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,可以通過介紹西方數(shù)學(xué)發(fā)展史,闡釋典型數(shù)學(xué)思想方法,概述數(shù)學(xué)在各行各業(yè)中的廣泛滲透,例解數(shù)學(xué)建模思想,簡述教育專家對數(shù)學(xué)文化的研究等,將數(shù)學(xué)的思想方法、數(shù)學(xué)產(chǎn)生的文化背景、數(shù)學(xué)家的價(jià)值觀和人生觀,以及數(shù)學(xué)與其他文化的聯(lián)系融入數(shù)學(xué)課程的教育中。
一、探根究源,讓數(shù)學(xué)概念精彩綻放
數(shù)學(xué)概念是數(shù)學(xué)課程的重要內(nèi)容,教學(xué)時(shí)不必急功近利,可以適當(dāng)用數(shù)學(xué)文化作為鋪墊。在教學(xué)設(shè)計(jì)前,可以先問自己幾個(gè)問題:概念的來源是否知道?概念的內(nèi)涵和外延是什么?與以前學(xué)過的概念有沒有關(guān)系?概念有什么文化作用等。
例如:導(dǎo)數(shù)概念的教學(xué),可以先讓學(xué)生了解一些牛頓與萊布尼茨的故事,進(jìn)而了解數(shù)學(xué)巨匠是如何分別從瞬時(shí)速度與切線斜率得到導(dǎo)數(shù)定義的;復(fù)數(shù)和虛數(shù)的概念教學(xué),可以讓學(xué)生先了解一些數(shù)的發(fā)展史,虛數(shù)與復(fù)數(shù)的出現(xiàn)過程,讓學(xué)生的思維融入概念的生成過程。
再如:周期函數(shù)的引入,可以借用白居易的“離離原上草,一歲一枯榮,野火燒不盡,春風(fēng)吹又生”的詩詞,讓數(shù)學(xué)課堂充滿詩意;極限的定義不好理解,若用李白的詩“故人西辭黃鶴樓,煙花三月下?lián)P州,孤帆遠(yuǎn)影碧空盡,唯見長江天際流”,圖文與視頻并茂,既能展現(xiàn)美的意境,又能讓學(xué)生感悟理解;還有劉徽的“割圓術(shù)”、《莊子》的“一尺之棰,日取其半,萬世不竭”等,都是較好的數(shù)學(xué)教學(xué)素材。
古代的數(shù)學(xué)文明、古詩詞中的數(shù)學(xué)文化、康熙與萊布尼茨的故事、數(shù)學(xué)家在二戰(zhàn)中打贏反法西斯戰(zhàn)爭的數(shù)學(xué)公式等,都可以有機(jī)地滲入數(shù)學(xué)教學(xué),使學(xué)生深入了解數(shù)學(xué)在人類社會(huì)的進(jìn)步、各種文化的發(fā)展、哲學(xué)思想的沿革中的地位和作用,廣泛地了解數(shù)學(xué)的社會(huì)功能,幫助他們?nèi)嫣岣呶幕仞B(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)。
二、體會(huì)邏輯,讓數(shù)學(xué)思維潛移默化
邏輯推理是數(shù)學(xué)的重要特征。歐幾里得的《幾何原本》,堪稱人類文明發(fā)展史中的經(jīng)典,即便是數(shù)學(xué)中的計(jì)算實(shí)際上也大都是作為邏輯推理的一部分,是為邏輯推理服務(wù)的。
數(shù)學(xué)既具有極為系統(tǒng)的邏輯思維過程,又具有極為開放的原創(chuàng)性思維源頭,它在思維過程中具有科學(xué)文化知識(shí)的確定一元性、思維的系統(tǒng)邏輯性、方法的嚴(yán)密實(shí)證性等,這同客觀世界的真實(shí)性、唯一性不可分割,同時(shí)它在思維源頭和思維活動(dòng)中,又具有人文文化的直覺性、開放性等,這同精神世界的靈感、多樣性不可分割。公式、公理的建立,猜想的提出,原始概念的形成等,都是數(shù)學(xué)人文性的充分反映,基于公式、公理、原始概念之上的邏輯推理這一系統(tǒng)的科學(xué)思維,構(gòu)建了龐大的、抽象的、完善的數(shù)學(xué)體系,這正是哲學(xué)的思維方式與風(fēng)格,教學(xué)中揭示數(shù)學(xué)的人文性與哲學(xué)式思維,正是數(shù)學(xué)教育應(yīng)有之義。
以極限教學(xué)為例,首先,結(jié)合歷史與實(shí)例,體會(huì)極限的思想方法及概念發(fā)生發(fā)展的過程;其次,通過充分感知,經(jīng)歷抽象,進(jìn)行定性描述數(shù)學(xué)極限;最后,通過超越直觀與運(yùn)動(dòng),走向理性,進(jìn)行定量描述極限概念,以此來培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、客觀、精確、執(zhí)著的科學(xué)態(tài)度。
在數(shù)學(xué)教學(xué)中,要注意讓學(xué)生在心情愉悅的活動(dòng)中感受數(shù)學(xué)的價(jià)值和思維方式,適當(dāng)?shù)匕褦?shù)字游戲、調(diào)查、數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)等穿插到學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中;通過構(gòu)建數(shù)學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活和職業(yè)行為的聯(lián)系,幫助學(xué)生認(rèn)知社會(huì)和提升職業(yè)能力;通過圍繞教材的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的專業(yè)和未來職業(yè),依據(jù)教學(xué)目標(biāo)的要求,創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的教學(xué)情境。
錢學(xué)森說:“教育工作的最終機(jī)理在于思維過程?!睌?shù)學(xué)史上的三次“危機(jī)”大大豐富與發(fā)展了數(shù)學(xué)思維,提高了人的思維品質(zhì)。數(shù)學(xué)史和數(shù)學(xué)故事,既能增加課堂的趣味性,又能使學(xué)生感受到他們良好的數(shù)學(xué)思維熏陶,達(dá)到潛移默化的作用。
三、感悟理性,讓數(shù)學(xué)精神融入品質(zhì)
張奠宙教授認(rèn)為理性思維的含義包括:(1)獨(dú)立思考,不迷信權(quán)威;(2)尊重事實(shí),不感情用事;(3)思辨分析,不混淆是非;(4)嚴(yán)謹(jǐn)推理,不違背邏輯。曹一鳴則將理性精神闡述為:誠實(shí)、求是,嚴(yán)謹(jǐn)、樸實(shí),勤奮、自強(qiáng),理智、自律,開拓、創(chuàng)新。
數(shù)學(xué)的規(guī)則蘊(yùn)含了理智和自律。這種對規(guī)律的敬重能夠遷移到學(xué)生對人對事的態(tài)度上,使人們形成一種對社會(huì)公約、秩序、法律等內(nèi)在的自我約束力,有利于社會(huì)民主意識(shí)、法制意識(shí)的形成,這種文化精神,可以進(jìn)入人的觀念系統(tǒng),影響人們的世界觀和人生觀。在數(shù)學(xué)教學(xué)中,通過分析問題,將復(fù)雜的問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,最終解決問題,這些都能培育學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度,養(yǎng)成工作做事有條理的習(xí)慣。
數(shù)學(xué)的價(jià)值觀就是一種優(yōu)秀品質(zhì)。數(shù)學(xué)的每一次推導(dǎo)都是下一步的基礎(chǔ),數(shù)學(xué)看重點(diǎn)滴做起,看重每一個(gè)微小的積累;歷史上許多數(shù)學(xué)家都是為了追求科學(xué)的成就而放棄了優(yōu)厚的物質(zhì)生活條件,這些都是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容。微積分在數(shù)學(xué)發(fā)展史上是里程碑式的創(chuàng)新,對人類文明有著重要影響,恩格斯稱微積分為“人類歷史的最高勝利”,學(xué)生學(xué)習(xí)微積分不僅要學(xué)習(xí)其中的知識(shí)方法,更重要的是學(xué)習(xí)其中蘊(yùn)藏的科學(xué)精神,并轉(zhuǎn)化為自身的優(yōu)秀品質(zhì)。
數(shù)學(xué)蘊(yùn)含著豐富的美。如:非線性方程的圖形展開,幾何的廣泛探討,給出了大量極為生動(dòng)的美術(shù)圖案。我們既可以從數(shù)學(xué)的科學(xué)性中賞析和品味到數(shù)學(xué)的人文美,也可以從數(shù)學(xué)自身世界,領(lǐng)悟與品味美的無處不在。許多事物若符合黃金分割的比例,就會(huì)令人有一種賞心悅目的感覺,如:埃及的金字塔,雅典的巴特農(nóng)神廟等。這些數(shù)學(xué)文化知識(shí)的滲透,可以讓學(xué)生對數(shù)學(xué)感到敬畏,更會(huì)感到數(shù)學(xué)的有用和在所學(xué)專業(yè)中的廣泛應(yīng)用。
數(shù)學(xué)文化涵蓋了數(shù)學(xué)的歷史、應(yīng)用和發(fā)展趨勢等多個(gè)方面,從源遠(yuǎn)流長的數(shù)學(xué)史中,我們可以窺探出不同數(shù)學(xué)知識(shí)在歷史中所形成的軌跡;從抽象、嚴(yán)謹(jǐn)、含蓄且理智的數(shù)學(xué)美中,我們可以收獲與眾不同的審美體驗(yàn);從豐富而深刻的數(shù)學(xué)思想方法之中,我們可以感受到數(shù)學(xué)“萬變不離其宗”的神奇魅力;從數(shù)學(xué)家的趣聞軼事中,我們可以體會(huì)到嚴(yán)謹(jǐn)、一絲不茍以及追求真理的精神。
數(shù)學(xué)正以其獨(dú)有的特征和魅力與人類文明相生相伴,數(shù)學(xué)文化融入高職數(shù)學(xué)課堂正在結(jié)出豐盛的碩果。
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·編輯 溫雪蓮