摘要:數(shù)學是我國高中教育階段中的主要學科之一,有著自身的歷史,教師除講授理論知識、訓練解題技能以外,還要有針對性的滲透數(shù)學史,帶領學生一邊學習知識與技能,一邊了解數(shù)學的發(fā)展史,培養(yǎng)他們數(shù)學的綜合素質,使其在今后學習中表現(xiàn)的更為積極.
關鍵詞:學習興趣;數(shù)學史;數(shù)學文化
中圖分類號:G632文獻標識碼:A文章編號:1008-0333(2021)30-0034-02
廣義的數(shù)學史研究范圍相當廣泛,以數(shù)學知識為基礎,包括數(shù)學學科發(fā)展歷程中的歷史、人物、事件、學術研究等.在高中數(shù)學教學中,教師需積極滲透數(shù)學史,這是新一輪教育改革的基本要求,能讓學生以有效認識數(shù)學歷史發(fā)展脈絡為基礎,更好的吸收數(shù)學史中所蘊涵的人文元素,使其進一步認同數(shù)學學科的育人價值,從而推動他們?nèi)姘l(fā)展與健康成長.
一、利用數(shù)學史導課,激起學生學習興趣
高中數(shù)學同其它科目相比具有典型的特殊性,不僅知識晦澀難懂,還極其抽象,學習起來枯燥乏味,學生很難體會到其中的樂趣,所以說首要任務是培養(yǎng)他們的數(shù)學學習興趣.要想實現(xiàn)這一目標,在高中數(shù)學教學中,教師可以利用數(shù)學史設計新課導入環(huán)節(jié),帶給學生個性新穎的學習體驗,利用數(shù)學史引發(fā)他們的學習激情,使其全身心的參與到新課學習中.
例如,在《復數(shù)》教學實踐中,教師應該先講述一些關于復數(shù)的數(shù)學史,如:最先開始研究復數(shù)的數(shù)學家是歐洲文藝復興時期意大利的卡丹,他在1545年將復數(shù)稱作“詭辯量”;在17世紀中期,著名法國數(shù)學家笛卡爾將這種“虛幻之數(shù)”命名為虛數(shù);又經(jīng)過一百多年,瑞士數(shù)學家歐拉也認為這種數(shù)是“幻想之中”的數(shù),且用i當作單位;隨后德國數(shù)學家高斯明確定義復數(shù),但是人們?nèi)匀徽J為這種數(shù)是虛幻存在的,盡管意識到這種數(shù)有一定的作用,高斯在1830年使用直角坐標系上復平面上的點詳細論述和表示復數(shù)a+bi,之后復數(shù)終有自己的立足之地,人們也慢慢承認復數(shù).然后指導學生學習新課,引發(fā)他們的求知渴望.
針對上述案例,教師在新課導入環(huán)節(jié)先簡單講述復數(shù)的數(shù)學史,帶領學生事先了解復數(shù)的研究過程,引發(fā)他們學習本課內(nèi)容的熱情,使其自覺主動的進入到新知識學習和研究中.
二、概念滲透數(shù)學史,學生形成深刻認知
在高中數(shù)學教學中,概念占據(jù)著較大比重,不僅是可以幫助學生穩(wěn)固數(shù)學基礎,還是他們進行解題練習的前提,而且每一個數(shù)學概念的產(chǎn)生都伴隨著自身的發(fā)展史,通過概念滲透數(shù)學史是一個有效途徑.具體來說,高中數(shù)學教師在教學中講授到概念時,需要刻意滲透與之有關的數(shù)學史,帶領學生了解某一數(shù)學概念的研究歷程,促使他們深刻認知這些概念.
例如,在進行《平面向量的概念》教學時,向量是近代數(shù)學中一個重要且基本的概念,解決幾何問題時離不開向量這一工具.教師講述“向量”概念的同時,可以滲透一些相應的數(shù)學史,如:向量產(chǎn)生的背景是物理學,第一位使用向量的是英國數(shù)學家哈密頓,雖然他是使用向量的第一人,不過將向量定義為有向線段這一思想的由來并非是他;向量在起源和發(fā)展中有三條路徑,即為位置幾何、物理學中的速度及力的平行四邊形法則、幾何表示復數(shù);18世紀中期以后,通過柯西、拉普拉斯、拉格朗日、歐拉等人的研究,一直到19世紀中期建立向量力學;向量作為近代數(shù)學史中的一個重要概念,幾何背景深厚,以萊布尼茲的位置幾何為發(fā)起點等.
如此,教師講授數(shù)學概念過程中融入與之對應的數(shù)學史,能將數(shù)學概念變得更為立體化,讓學生了解向量概念的形成過程,使其對向量概念的認知更為深刻,為后續(xù)學習做準備.
三、借助數(shù)學史優(yōu)勢,培養(yǎng)學生高尚品格
在數(shù)學史發(fā)展歷程中,從古至今涌現(xiàn)出不少數(shù)學家,他們?yōu)閿?shù)學的研究與進步作出不可磨滅的貢獻,同時還散發(fā)著優(yōu)質的人格魅力與道德品質.在高中數(shù)學教學中,針對數(shù)學史的滲透,教師應結合具體知識點有的放矢的講授數(shù)學故事,可以是數(shù)學家的研究經(jīng)歷,由此讓學生學習數(shù)學家身上高尚的品質,使其樹立孜孜不倦的鉆研精神,使他們端正學習態(tài)度.
例如,在《函數(shù)》教學中,教師需先指導學生學習有關函數(shù)的知識,包括概念、表示方法、圖像和性質等,再滲透部分關于函數(shù)的數(shù)學史,如:德國數(shù)學家萊布尼茨在17世紀第一次提出函數(shù)的說法;后來經(jīng)歷歐拉、貝努利等人的研究,法國數(shù)學家柯西在19世紀初期給出函數(shù)的定義,同當今數(shù)學課本中的類似,且第一次提出“自變量”;之后俄國數(shù)學家羅巴契夫斯基深入指出函數(shù)中的對應關系,結合該關系來求出各個x的對應值;后來德國數(shù)學家康托爾基于集合視角重新給函數(shù)下定義,就是現(xiàn)在教材中函數(shù)的概念;我國給出“函數(shù)”的說法是清朝數(shù)學家李善蘭在翻譯《代數(shù)學》時,把“function”翻譯為函數(shù).
對于上述案例,教師充分借助數(shù)學史的融入,引導學生了解函數(shù)的產(chǎn)生是經(jīng)過眾多數(shù)學家?guī)装倌晁芯慷龅某晒?,使其認識到數(shù)學探索的艱辛,幫助他們樹立積極進取的精神.
四、巧妙滲透數(shù)學史,學生認識數(shù)學文化
雖然數(shù)學知識是比較抽象的,但是蘊涵著飽滿的數(shù)學文化,這同樣屬于數(shù)學史的范疇,這些優(yōu)秀的數(shù)學文化對于當代高中生來說,有著一定的學習研究與運用價值,讓他們意識到這還是一種社會化的數(shù)學現(xiàn)象.因此,高中數(shù)學教師在具體的課堂教學中,可通過巧妙滲透數(shù)學史引領學生認識數(shù)學文化,使其認識到數(shù)學并非“冷冰冰”的,而是極具現(xiàn)實意義.
例如,在進行《立體圖形的直觀圖》教學時,本節(jié)課主要學習立體圖形直觀圖的畫法,重點介紹斜二測畫法.教師可借機滲透有關“畫法幾何”的數(shù)學史,結合教材內(nèi)容著重介紹“畫法幾何”產(chǎn)生的歷史背景,起源于歐洲文藝復興使其的建筑學與藝術學,人們最初提出“畫法幾何”的目的是追求美.并講述法國數(shù)學家蒙日和“畫法幾何”理論發(fā)展之間的關系,他把以“畫法幾何”等數(shù)學知識和研究方法應用至機械、化學、物理等研究領域,推動歐洲科技的發(fā)展.之后,教師借助信息技術手段展示達·芬奇的著作《哈默手稿》照片,與學生一起分析其中的幾何知識,使他們以了解數(shù)學文化為前提準確理解“畫法幾何”.
在上述案例中,教師講解新知識的同時抓住機會巧妙滲透數(shù)學史,幫助學生了解更多的數(shù)學文化,使其以此為前提更好地了解“畫法幾何”這一獨特的數(shù)學文化,增強記憶效果.
五、合理滲透數(shù)學史,豐富課堂教學內(nèi)容
在當前的高中數(shù)學教學中,假如純粹的講授教材內(nèi)容顯得較為單調(diào)和無趣,學生很難長時間的保持學習興致,而且他們的學習視野比較局限,影響到數(shù)學各項能力的綜合發(fā)展.要想改變這一不利局面,教師除講解課本中的知識外,還要圍繞知識主題科學合理的滲透一些數(shù)學史,據(jù)此豐富課堂教學內(nèi)容,擴充學生的數(shù)學史積累,讓他們的學習行為更為高效.
以“不等式”教學為例,教師先指導學生學習有關不等式的理論知識與解題巧妙,再滲透一些與不等式有關的數(shù)學史,如:歐洲國家最先開始研究不等式,尤其是東歐部分國家,不等式的數(shù)學史中發(fā)生兩件大事,即為:1882年,Chebycheff發(fā)表一篇論文,1928年,Hardy就任倫敦數(shù)學會主席屆滿時的演講;劍橋大學出版社在1934年出版Inequalities以后,不等式及其應用得到更為廣泛的研究,成為數(shù)學學科中的一個新興分支,將孤立、零星、散亂的不等式知識整合在一起,慢慢形成一個獨立且系統(tǒng)的數(shù)學理論;而且在我國的數(shù)學發(fā)展史中,也有多名數(shù)學家在不等式研究領域中做出突出貢獻,像華羅庚、王興華、林東坡等.
上述案例,教師圍繞不等式合理的滲透數(shù)學史,將教學內(nèi)容變得更為豐富與飽滿,有助于學生對不等式產(chǎn)生的背景的了解,使他們接觸到更多的數(shù)學歷史,有效開闊他們的視野.
在高中數(shù)學教學活動中滲透數(shù)學史,是新時期教育改革的發(fā)展趨勢,教師應深刻意識到數(shù)學史的特殊作用與價值價值,把握好各個教學契機從多個層面與視角融入數(shù)學史,帶給學生更為全面的學習資源,輔助他們學習好數(shù)學課程,提高人文修養(yǎng).
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作者簡介:張大春(1977.3-),男,本科,中學高級教師,從事高中數(shù)學教學研究.