数学文化在数学教学中的渗透_数学论文

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数学教育,首先是教育,育人是根本,数学知识是载体。学习数学是在获取知识的同时,也接受了数学精神、数学思想和数学方法的熏陶,提高了思维能力,锻炼了意志品质,并迁移到学习、工作和生活的各个领域中去。其中,数学文化已经成为重要的教学资源之一,教师应充分开发与利用好这一资源,让学生在学习数学的过程中受到优秀文化的熏陶,体会数学的科学价值、应用价值、人文价值、美学价值,开阔视野,寻求数学进步的历史轨迹,激发对数学创新动力的认识,感受数学丰富的方法、深邃的思想,领略数学发展进程中的五彩斑斓,散发出独特的文化魅力,从而提高自身的文化素养和创新意识,使每个学生终身受益。如何在数学教育中渗透数学文化呢?

一、利用情境创设渗透数学文化

新课的导入是教师引导学生迅速进入学习状态的一个重要环节,一个引人入胜的教学情境可以充分调动学生学习的“情商”,启动学生的思维,诱发学生学习的内驱力,激发他们的学习动机和好奇心,培养他们的求知欲望,促使他们的思维进入最佳状态。

如在讲解“有理数的乘方”时,教师先给学生讲一个有趣的故事“棋盘上的学问”:古时,在某王国里有个聪明的大臣,他发明了国际象棋,献给国王,国王从此迷上了下棋。为了对大臣表示感谢,国王答应满足这个大臣的一个要求,大臣说:“就在这棋盘上放一些米粒吧!第一格放1粒米,第2格放2粒,第3格放4粒,然后是8粒,16粒,32粒,……一直到第64格。”“你真傻!就要这么一点米粒?!”国王哈哈大笑。大臣说:“就怕您的国库里没有这么多米!”这时,教师提出问题:“国王的国库里有这么多米吗?”问题一提出,“一石激起千层浪”,学生三三两两在讨论,有的说“有”、有的说“没有”,还有的睁着好奇的大眼睛在等待着教师的答案,这时教师抓住时机进行引导,等我们学了这一节的内容后,大家自然就明白“国王的国库里到底有没有这么多米了”。

相信没有不喜欢故事的学生,因此像这样从数学史和数学文化的角度切入课题,可以使课题的引入变得引人入胜,调动起学生学习的积极性、主动性和求知欲。

二、利用数学概念教学渗透数学文化

概念的学习总是比较枯燥,如果能有一个精彩的故事点缀其中,则足以活跃概念课堂教学的整体氛围,唤起学生的遐想,引导他们走进数学的殿堂数学教育故事的运用,也能激发学生的爱数学之“情”。

如在进行无理数概念学习时,可先向学生介绍无理数的由来:公元前500年,古希腊毕达哥拉斯(Pythagoras)学派的弟子希勃索斯(Hippasus)发现了一个惊人的事实,一个正方形的对角线与其一边的长度是不可公度的(若正方形边长是1,则对角线的长不是一个有理数)这一不可公度性与毕氏学派“万物皆为数”(指有理数)的哲理大相径庭。这一发现使该学派领导人惶恐、恼怒,认为这将动摇他们在学术界的统治地位。希勃索斯因此被囚禁,受到百般折磨,最后竟遭到沉舟身亡的惩处。然而,真理毕竟是淹没不了的,毕氏学派抹杀真理才是“无理”。人们为了纪念希勃索斯这位为真理而献身的可敬学者,就把不可通约的量取名为“无理数”——这便是“无理数”的由来。

数学是人类文明的重要组成部分,是人类智慧的结晶,数学的历史像一条大河贯穿了人类的整个文明史,在学生了解无理数发现过程的曲折、悲壮及它的历史价值后,必将产生心灵的震撼,这种震撼必将激发他们学习数学和探究科学奥秘的热情。

三、利用数学定理公式拓展学习渗透数学文化

中国数学有着悠久历史,光辉的传统,有刘徽、祖冲之、祖暅、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等优秀的数学家,有中国剩余定理、祖暅定理、“割圆术”、七巧板、圆周率、勾股定理等具有广泛影响的数学成就,其中很多问题的研究也比国外早很多年。如我国最早提出了负数概念和正负数的加减法则,又如一次方程的定义和完整的解法我国要比西方国家早一千五百年,通过这些数学史实可以对学生进行自信心教育。

例如在学习了勾股定理之后,让学生阅读从勾股定理到图形面积关系的拓展知识:勾股定理反映

这说明,分别以直角三角形的三条边a,b,c为边向外作正三角形,也存在。类似地,上述结果是否适合其他图形?分别以直角三角形的三条边a,b,c为直径作三个半圆,则成立吗?再画几个类似的图试一试,结论成立吗?由此,你可以发现一个有趣的结论。其实,在欧几里得时代,人们就已经知道了勾股定理的一些拓展。《几何原本》第六卷命题31就曾介绍:直角三角形中,在斜边上所画的任何图形的面积,等于在两条直角边上所画的与其相似的图形的面积之和。让学生阅读从勾股定理到图形面积关系的拓展知识,学生在欣赏历史上的勾股定理时体味数学家思维的精妙,数学证明的灵活、优美与精巧,感叹数学的美!

四、利用课本素材渗透数学文化

课本是学生学习数学的主要资源。现行浙教版初中数学教材蕴含着内容丰富的数学文化知识。

(1)利用节前语、图,渗透数学思想和方法

浙教版初中数学教材的几乎每一节都有节前语、图,对各节内容学习起了提纲挈领的作用,也为学生学习本节知识提供了实际的背景,或是提供了问题(包括一些数学名题)引入了新知,可以激发学生的学习兴趣。具体见下表。

我们在实际教学时,要巧妙利用,充分挖掘节前语、图所蕴涵的数学文化,渗透数学思想方法教育。

(2)利用阅读材料,感受数学美和数学文化的魅力

浙教版新教材中阅读材料栏目的数学文化内容和选材丰富多彩。其中有关数学史内容的11篇,有关数学应用和数学游戏素材的各2篇,有关运用信息技术研究数学问题的材料3篇,具体见下表:

在平时教学中,结合阅读材料栏目内容,有选择地介绍有关数学史料或背景知识、中外数学家故事等。有助于学生了解数学在人类文明发展中的作用,体会数学家的创新精神、科学方法和严谨的治学态度,感受数学家的人格魅力。

(3)利用课题学习,体验数学的应用价值

“实践与综合应用”作为新课程四个学习领域之一,教科书对其没有独立设置章节。课题学习是“实践与综合应用”这一领域的主要呈现形式。浙教版新教材每册课本安排一个课题学习。一共六篇,具体见下表:

数学应用的广泛性是数学文化的重要特征。通过课题学习让学生学会将所学的数学知识技能应用于实际中,使学生明白数学与实际问题之间的关系。获得一些研究问题的方法和经验,有利于发展思维能力,加深理解相关的数学知识;在课题学习的过程中,学生通过获得成功的体验和克服困难的经历,有利于增进他们运用数学的自信心,让他们体会到数学可用,数学能用,并由此发展到“我想用数学”、“我会用数学”。

(4)利用课本例题和作业题渗透数学文化

浙教版教材中设计了大量的对学生进行文化教育的例、习题素材,如课本中有很多关于一元一次方程、一元二次方程、一次函数、二次函数、三角函数、圆等有关知识的实际应用问题,通过这些例、习题,让学生体会数学的应用价值;通过剪纸探究、画图探究、规律探究等例、习题,引导学生发散思维,培养学生探索创新精神;通过图案设计、分式约分、图形的对称、黄金分割等例、习题,潜移默化地进行数学素养和审美素质的熏陶;通过关于赵州石拱桥计算、七巧板拼图、《九章算术》问题、《海岛算经》测量题等例、习题,使学生了解祖国数学历史文化;通过有关于物理中的数学问题、地理中的数学问题、天文学中的数学问题等例、习题,激发学生探索数学的欲望和学习数学的兴趣;通过设置上海杨浦大桥、杭州湾跨海大桥、长江三峡工程、29届奥运会我国金牌数、上海东方明珠电视塔、香港科学家研制世界上最小纳米硅线、我国研制的数据处理超级服务器、秦始皇兵马俑等为知识背景的例、习题,激发学生学习数学、探究科学奥秘的热情。为此,我们要充分用好教材中这些对学生进行数学文化教育的例、习题素材,让它们发挥应有的教育功能。

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