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來源:期刊VIP網(wǎng)所屬分類:高等教育時間:瀏覽:次
[摘要]在高中數(shù)學教學過程中,教師比較注重講授知識點、解題策略和具體過程,以適應(yīng)高考需求,所以往往忽略對數(shù)學文化的滲透。文章從數(shù)學史料的引入、數(shù)學思想的形成過程、數(shù)學美的鑒賞、數(shù)學的實際應(yīng)用四個方面論析數(shù)學文化在高中數(shù)學教學中的融合策略。
[關(guān)鍵詞]高中數(shù)學教學;數(shù)學文化;融合策略
眾所周知,新課程的一個重要理念就是將數(shù)學的文化價值體現(xiàn)出來。數(shù)學文化到底是什么呢?雖然不同的專家學者有各自不同的觀點,但主要分成廣義和狹義兩種。從廣義上理解,數(shù)學文化是指數(shù)學本身;從狹義上理解,數(shù)學文化是指數(shù)學的思想方法、觀點、數(shù)學語言及其形成和發(fā)展的過程。因此,教師加大對學生數(shù)學文化素養(yǎng)的培養(yǎng),無疑將加深他們知識的深度和廣度,提升他們的數(shù)學核心素養(yǎng)。那么,數(shù)學文化應(yīng)怎樣融人平時的教學過程中呢?筆者認為主要有以下四個策略。
一、導(dǎo)入數(shù)學史料,激發(fā)學生興趣
數(shù)學史是傳播數(shù)學文化的有效途徑。數(shù)學文化是人類文明的體現(xiàn),是歷史的積淀。學生通過數(shù)學史的學習,可以感受數(shù)學發(fā)展的波折和樂趣;通過對古代數(shù)學專著的引用,可以啟發(fā)學生理解數(shù)學知識并很好地應(yīng)用數(shù)學知識。
筆者在引入“弧度制”這節(jié)內(nèi)容時,特別講述了弧度制的歷史由來:弧度制思想起源于印度。瑞士數(shù)學家歐拉提出了嚴格的弧度定義。“弧度”一詞是湯姆生于1873年6月5日在一次數(shù)學考試題目中首次使用,并最終被人們廣泛接受的。弧度制通過歷史演變,闡明了其存在意義就是為了統(tǒng)一進位制和簡化公式及運算,為后續(xù)學習三角函數(shù)的圖像和性質(zhì)作鋪墊。通過簡要介紹弧度制的發(fā)展緣由、作用和對后續(xù)學習的幫助,讓學生了解其在數(shù)學學習中的地位和作用,從而使學生更自然地接受新知。
二、學習數(shù)學思想,體會知識形成
數(shù)學思想方法揭示了數(shù)學的實質(zhì),是解決數(shù)學問題的根本策略,自然也是數(shù)學文化的一部分。每一種數(shù)學思想的產(chǎn)生都有其豐富的數(shù)學文化背景,教師在實際教學過程中應(yīng)當將這種文化背景進行深度挖掘,讓學生更好地理解數(shù)學思想方法。
以概率思想為例,它是通過進行大量的隨機實驗后,觀察實驗的結(jié)果,從而得到具備穩(wěn)定性的統(tǒng)計結(jié)論,最終再去解釋隨機現(xiàn)象。概率思想起源于16世紀的賭博問題:同時投擲兩枚骰子,如果擲出的點數(shù)之和大于6就叫“大”,擲出的點數(shù)之和小于或者等于6就叫“小”,你愿意押“大”還是押“小”?在講授“古典概率”這節(jié)內(nèi)容時,筆者特地將這個問題作為引子,與學生做投骰子的游戲,通過計算機模擬讓學生感受到押大或押小并不是只靠運氣,而是有一定的概率原理包含其中,從而初步構(gòu)建起概率思想。在后續(xù)學習古典概率時,同樣通過該問題學習數(shù)學家卡爾達諾的解決方法,引導(dǎo)學生推導(dǎo)古典概率公式,理解公式的形成過程,構(gòu)建概率模型。課后讓學生閱讀古代數(shù)學家帕斯卡、費馬如何解決17世紀歐洲流行的骰子賭博——分賭本問題。學生通過了解一系列的數(shù)學文化背景,能逐步構(gòu)建起有關(guān)概率學的知識框架,形成概率思想。
三、展示數(shù)學之美,提升欣賞水平
1.簡潔芙
數(shù)學的簡潔不是指簡單的、膚淺的,而是用抽象、概括的數(shù)學概念或定理來表達客觀世界。例如,組合數(shù)的性質(zhì)(
),如果用文字語言表述,會顯得繁雜、難懂,但采用數(shù)學公式來表達就非常簡潔、清晰。
2.和諧美
和諧美是協(xié)調(diào)一致的統(tǒng)一。它是事物之間按一定規(guī)律互相聯(lián)系、按一定秩序協(xié)調(diào)變化的,主要體現(xiàn)在內(nèi)容和形式的統(tǒng)一性和對稱性上。挖掘數(shù)學的和諧美,在數(shù)學教學實踐中常可收到事半功倍的效果。例如,圓錐曲線雖然定義、形態(tài)各異,但都可以用離心率e統(tǒng)一在一個定義中,很好地體現(xiàn)了數(shù)學的和諧美。
3.奇異芙
奇異美在于原有的習慣法則和統(tǒng)一模式被新事物打破,從而有一種超乎想象的驚奇和震撼。笛卡爾把相互對立的“數(shù)”與“形”用坐標系統(tǒng)一起來,改變了原有的研究方法,推動了數(shù)學學科的巨大進步,這正是數(shù)學奇異美的最好詮釋。又如布豐的投針試驗,用幾何概率模型來計算圓周率π,也讓學生充分感受到了數(shù)學的奇異美。
教師在教學過程中應(yīng)充分挖掘教科書里隱含的各種素材,讓學生感受到數(shù)學圖形、數(shù)學思維、數(shù)學表達與數(shù)學模型建構(gòu)的美,從而提升對數(shù)學美的欣賞水平。
四、感受數(shù)學應(yīng)用,體現(xiàn)實際價值
對數(shù)學的學習,首先是對文化的學習,其次是對文化的應(yīng)用。生活中遇到的各方面的數(shù)學問題都可以看成是數(shù)學文化的延伸。高中數(shù)學教科書中涉及許多與生活相關(guān)的數(shù)學問題,例如,指對數(shù)函數(shù)模型可以應(yīng)用于解答儲蓄、考古等問題上;三角函數(shù)模型可以應(yīng)用到解釋潮汐現(xiàn)象上;概率統(tǒng)計問題可以應(yīng)用到購買股票、彩票等問題上,這些都與生活密切相關(guān),體現(xiàn)了數(shù)學在實際生活中的應(yīng)用。教師將生活中的數(shù)學文化引入課堂教學,并用科學的數(shù)學方法分析、解決問題,不僅可以培養(yǎng)學生觀察生活的自覺性,還能提升學生解決實際問題的成就感。
下面,通過一個具體案例來展示如何將數(shù)學文化滲透進數(shù)學教學的過程中。
本節(jié)課是筆者到師大二附中上的一堂示范課,整堂課以此為背景展開教學,課題為《兩個計數(shù)原理》。
【初步感知】給出以下四個相互聯(lián)系又有區(qū)別的實例進行辨析,從而引入兩個基本的計數(shù)原理。
(1)-天中,從我家到學校可以自駕或乘坐公交車,已知自駕的線路有3種,乘坐公交車的線路有4種,問共有幾種走法?
(2)我臨時改變行程,要從我家先開私家車到火車站去接兩位老師,再從火車站乘公交車到學校,已知開私家車到火車站有3條線路。從火車站乘公交車到學校有4條線路,問從我家到學校共有幾種走法?
(3)我們來到學校,需從你們班的33名男生、23名女生中任選1人來為我們引路,共有幾種選法?