渗透数学史对提高高中数学教学有效性的分析

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姜轩

​(甘肃省庆阳第六中学 甘肃庆阳 745000 )

摘要

数学史是数学文化的一种,是帮助学生了解数学历史、培养学生数学思维、改变学生数学观念的重要教育资源。在当前高中数学教学中,由于部分教师过于注重对知识的讲解,而忽略了对数学史的渗透,导致学生对于数学知识的来源、发展一知半解。在这一背景下,教师十分有必要将数学史应用于高中数学教学中,将其渗透教学中的各个环节,引发学生对数学历史的思考与学习,让他们感受到数学知识的科学性、严谨性,数学家们在数学领域的艰苦卓绝、孜孜不倦的科学精神,从而转变学生数学观念、行为习惯,促使学生核心素养发展。鉴于此,本文着重就渗透数学史对提高高中数学教学有效性展开分析。


关键词

数学史;高中数学;新课程标准;有效性;核心素养

正文


引言:

在新课程标准的实施下,高中数学教学已全然发生变化。在教学中,教师要转变传统育人观念,由知识教学转变为注重学生数学素养的发展。但在教学中,仍然有部分教师缺乏对数学情感的关注以及数学思想方法的渗透,难以发挥数学学科的育人价值。数学历史是一笔宝贵的教育财富,记录了在数学的历史发展中所蕴含的多样化的数学文化,以及人类对数学认知的深化和数学思想的演变,在育人方面更是有着极其重要的价值。对于高中数学教师而言,应当注重学生数学情感的发展,在课堂教学中不断渗透数学史,让每一位学生都能感受到数学的魅力与价值,促进学生自主学习,发展学生核心素养。而如何有效地将数学史渗透高中数学教学已成为当前亟待解决的问题之一。

一、数学史在高中数学教学中的作用

(一)有利于增强学生对数学的兴趣

对于部分高中生而言,他们在学习数学的过程中往往形成了刻板印象,如“学习数学是为了应付考试。”导致学生在学习数学时过于关注是否对知识有所掌握、是否对该题型有更多的研究、是否能提高数学成绩。这与新课程标准下的数学教育理念背道而驰,难以发挥数学课程的育人价值,不利于学生数学素养的发展。而将数学史巧妙渗透数学教学,教师则能为学生讲述藏在数学知识背后的历史故事和数学文化,让他们了解到这些数学家们在探索数学知识时的钻研精神,以及发生在他们身上的一些有趣的故事,这有利于转变学生对数学的观念,激发他们的学习兴趣,使他们在未来的学习中更加关注数学知识的形成,而非记住数学公式或提高成绩。

(二)有利于培养学生创新思维能力

从当前一些国际性的数学测试来看,国内的学生数学成绩大多较为突出,然而,他们在创造性思维发展方面却明显滞后,究其原因,是学生过于关注对知识的掌握,而忽略了自身数学思维的发展。高中生作为全面发展的个体,他们的认知能力、学习能力都已达到了一定水平,但对于部分晦涩难懂的数学知识,理解得往往不够深入。教师教学中渗透数学史,可以让学生了解到数学知识的发展过程,在知识习得的同时,使他们感受到数学家的智慧,尤其是数学家们的创造性思维过程,这一过程正在潜移默化中帮助学生养成创造性思维习惯。同时,还可以使学生意识到教材中的数学知识的发展是经过源源不断探索和修正得来的,这种新的认识能使学生对现有知识持开放态度,从而培养出他们创新思维能力。

(三)有利于丰富高中数学教学内容

在新课程标准的实施下,高中数学教学的整体目标指向学生核心素养的培养。而想要全面实现这一目标,提高教学的有效性、教学质量是前提条件。在提高教学有效性以及教学质量方面,丰富多样的教学内容为其做好了关键支撑。通过将数学史讲给学生们听,教师除了在讲解理论性的知识之外,还可以活跃课堂氛围,让学生以听故事的方式习得知识,并了解数学知识的发展。这种新颖的教学方式能为枯燥的数学课堂带来生机,能加深学生对知识的理解,在提高教学有效性的同时,促进学生核心素养发展。

二、高中数学教学渗透数学史的有效策略

(一)课前导入环节渗透数学史

在高中数学教学中,课前导入环节的精心设计是调动学生学习积极性、提高教学有效性的重要前提。通过课前导入环节,学生可以提前了解即将学习的数学知识,从而建立起对知识的联系。传统的课前导入环节多由教师设计一个问题启发学生思维,让学生在思考中学习知识内容。这种导入设计难以激发学生参与兴趣,反而会影响课堂氛围。而在当前教育理念下,教师则可以在课前导入环节渗透数学史,让课前导入环节变得更加生动、有趣,让学生以另一种方式了解数学知识。

教师在课前导入环节渗透数学史时,可以先借助一个生活中的问题、历史故事创设与之相关的情境,在情境中吸引学生注意力,让学生在教师的耐心讲解中了解与之相关的数学故事。教师在讲故事时,要切合高中生身心发展特点以及思维认知,确保故事的生动有趣,激发他们的好奇心。同时,教师在讲数学故事时要自然而然地引出本课时所学的数学知识,让每一位学生都能感受到数学知识的重要性,了解数学的价值。比如在教学人教版高一数学必修第一册第二章的“二次函数与一元二次方程、不等式”时,这一课时的教学目标是让学生能从实际情境中抽象出一元二次不等式模型,了解一元二次不等式的现实意义;借助二次函数图像,探究一元二次不等式与相应函数、方程之间的联系。在课前导入环节,教师就可以进行故事引入,如:“同学们,请你们翻开课本,大声说出我们今天要学的内容。大家在初中阶段就已学过与方程有关的知识,那么你们知道与方程有关的历史故事吗?谁来说说呢?”此时,学生们会被教师的话语所吸引,并不断查阅资料了解与方程有关的数学历史。在这一过程中,教师就可以为学生普及与其相关的数学史,如“其实一元二次方程及其解法早在公元前2000年左右就已出现在古巴比伦人的泥板文书中。在这之中这是发生了一个故事,因为巴比伦人他们根据书中的记载其实是知道一元二次方程以及求根公式,但是呢,他们当时并不接受负数,所以负根是略而不提的。”“不仅如此,早在公元前45世纪时,古中国也掌握了一元二次方程的求根公式。”“在阿拉伯阿尔·花拉子米的《代数学》中,也有与一元一次方程和一元二次方程有关的解法,并涉及了6种不同的形式。”在此之后,教师可以与学生交流,如:“同学们,我们能够看到书本上的知识是历史发展演变的过程,人类在发现以及应用数学知识上,也是一个漫长而艰难的过程,在每一个数学公式和定理背后,都凝聚了无数数学家的智慧与心血。我们在学习数学知识时,也不能只领悟其表面,应当与数学家同在,学习他们身上的刻苦钻研的精神、优秀的品质,去感受数学知识背后所传递的思想、文化与内涵,让数学知识在生活中更好地被应用。”在这样的互动交流中,可以保证课程导入环节的丰富多彩,能让学生在听故事的过程中了解到各国的数学家们的刻苦钻研,以及数学知识的来之不易,从而使其对一元二次方程有更为全面的认识,在后续的学习中也会更加投入、积极。

(二)应用数学史丰富教学内容

为全面提高高中数学教学的有效性,发挥数学课程育人价值,让学生在探索数学知识的同时,领悟数学知识背后的智慧、奥秘,促进学生数学素养的协调发展,教师可将数学史巧妙地渗透课堂教学活动,不断丰富教学内容,让他们在学习知识的过程中感受到学习氛围的活跃,并沉浸其中了解数学历史,从而拓宽学生知识视野,促进学生思维认知发展。

例如在教学人教版高一数学必修第二册“复数的概念”时,教师可利用课前5分钟为学生设计一个故事内容,比如借助多媒体设备为学生展示一张地图,上面画着不同的航海路线,并对学生说:“同学们,现在我们都知道在海上航行可通过卫星定位确定方向和距离,那么在古代,你们知道人们是如何确定方向和距离的吗?”以此活跃课堂氛围,激发学生探究兴趣。紧接着,教师可为学生展示本课时的内容“复数的概念”,让学生先自主预习,整理出与之相关的知识,并用一句话概括复述的概念。在这一过程中,教师则可以为学生讲述数学历史,让他们了解复数知识的由来。例如:“同学们,我们都知道复数是数学史上的重要发展,这一概念扩展了我们对数的理解。结合教材内容,我们了解到复数主要以a+bi的形式出现,其中a和b是实数, i则是虚数单位。早在16世纪,意大利数学家卡尔达诺就在他的著作《重要的艺术》中提到了复数的概念,并提出了a加bi的数。这一概念持续了两个世纪,在18世纪后,欧拉则将复数表示为e的幂次方形式,及著名的欧拉公式。这一公式体现了复数与三角函数的联系。现如今,复述已被广泛应用于生活中的各个领域,如在电路分析中,复数就被广泛应用。”在讲述完数学历史后,教师则可以将之内容与教材中的数学概念相结合,让学生在二次预习中理解复数的定义和意义。而在这一过程中,教师则可以为学生解释复数的代数表示法和几何意义。另外,为了加深学生对复数的理解,培养学生探究精神和创新思维能力,教师还可以结合数学历史的故事引导学生说出“复数在生活中到底被应用于哪些方面?”以此让学生以个人为单位利用课余时间自主思考并找出与其相关的例子。通过这样的实践活动,可以使原本枯燥乏味的数学课堂变得更加生动有趣,让学生在了解数学发展历程的过程中感受到数学知识的重要作用。

结束语:

总而言之,高中数学不同于小学与初中数学,其在知识内容上有着更深层次的研究,学生理解起来也有一定难度。在实践中,教师需充分发挥数学学科育人价值,有效地渗透数学史于各个教学环节,以此丰富课堂教学内容、激发学生学习兴趣,让每一位学生在数学历史的引导下自主探索、学习、思考,从而培养学生创新思维、批判性思维、逻辑思维,让每一位学生在了解数学历史的过程中意识到数学与人类文明的紧密联系,促进学生数学素养的不断发展。

参考文献:

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