数学文化与高等专科学校数学文化的发展研究

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李彦群

长治幼儿师范高等专科学校

摘要

素质教育发展背景下,专科院校数学教育应用文化教育理念,可以丰富学生的知识体系,激发学生的创新精神。数学与其他学科一样,是帮助人类探索科学智慧的重要途径,数学文化是高等专科学校教学的重要组成部分,涵盖了人类逻辑思维抽象能力以及审美意识的精髓。新时代背景下,高等专科学校数学文化发展过程中,应积极扩展数学文化的教育内容,并将数学教书与数学育人相结合,构建科学合理的教育课程体系,有效地促进数学文化在高等专科学校的普及与深化,促进学生数学学科素养的提升。


关键词

数学文化;高等专科;教育发展

正文


引言

数学文化是指数学学习过程中的数学思想与数学方法等内容,涵盖数学符号、数学思想方法在历史和文化、数学艺术和美学的表现形式等多个方面。一些专科学校在数学教学过程中,存在一些问题,如数学文化的建设方面存在诸多不足。因此,高等专科学校应继续深化数学文化教育改革,认识到数学文化的重要性,创新教学方法,丰富教学活动,扩展数学教学思路,充分利用现代信息技术,进而推动高等专科教育可持续发展。

一、数学文化对高等专科学校数学教育的价值

(一)有利于培养数学精神

当前高等专科学校教育体系发展现状来看,教学注重全面发展学生的数学综合素养,数学文化是人类文化中的珍贵财产,将其融入数学教育中,可以使学生学习到数学知识,还能够了解这些知识产生的历史背景和文化内涵,激发学生对数学的兴趣和热情,而且有助于培养学生的理性精神和批判性思维,学生可以学会如何运用数学思维来分析和解决现实中的问题,还可以帮助学生形成系统的数学知识体系,深刻地理解数学概念之间的联系,更好地将数学知识与实际应用相结合,增强学生的学习动力。数学学习过程中,较多学生会感到枯燥乏味,教师开展数学文化教育,可以渗透数学思维,帮助学生认识问题、分析问题、解决问题,还可以增强学生的自主学习能力,让学生对科学家的故事进行深入探究,坚定理想信念,提高学生的科学素养[1]

(二)提高教学效果

数学文化为教师提供了丰富的教学素材,可以讲述数学家的故事和数学概念的历史背景,帮助学生更好地理解抽象的数学概念,而且数学文化的融入推动了传统教学模式的改进,教师可以设计出更多互动性较强的教学活动,提高课堂的趣味性。近年来技术不断发展,教师可以利用多媒体技术展示数学文化的相关内容,播放关于黄金分割的视频,帮助学生理解这一美学在艺术和建筑中的应用,还可以设计有趣的数学游戏,使学生在轻松与快乐氛围中进行数学学习。数学文化可以启发人们的创意思维和创造力,数学作为一门探索和创新的学科,融入数学文化教学中,通过推荐阅读数学史相关书籍和文章,可以鼓励学生自主探索数学文化。此外,教学课程设置中增加数学文化的相关内容,可以形成系统性的学习体系,为培养高素质的数学人才奠定了坚实的基础。

二、高等专科学校数学文化的发展策略

(一)扩展数学文化的教育内容

数学文化深入到数学教育教学中,应融入更多的文化元素,积极探索人文素养和理论知识兼顾的课堂教学模式,可以融入数学历史,介绍数学思想和方法的历史和文化背景,帮助学生更好地掌握数学知识。教师可以引入经典的数学问题及解决历程,通过费马大定理、哥伦巴赫猜想等故事,展现数学家的智慧和魅力,激发学生对数学的兴趣,还可以介绍著名数学家的生平事迹,比如牛顿、高斯、阿基米德等,让学生了解这些人物的研究方法和科学精神,促使学生追求真理。教师在课堂教学过程中应扩展数学文化的教育内容,可以介绍数学符号和语言的文化特点,在学习理论知识时引导学生深入挖掘其中蕴含的文化内容,将数学在实际生活中的案例融入教学中,使学生理解数学的实用价值,增强学生的学习动力。数学文化所包含的内容较多,数学应用是数学文化的重要表现形式,教师在为学生讲授知识时,可以鼓励学生打通文化思维,可以讲解数学思想和方法的哲学意义,通过介绍数学艺术和美学的表现形式,增加学生对数学的热爱,带给学生更加积极的文化环境[2]

例如,教师在《趣味逻辑问题》教学时,该章节主要介绍了逻辑推理必须遵循的逻辑规律和常用的方法,以及一些逻辑推理挑战题目,教师应充分挖掘该章节的数学文化元素,包括数学思想方法的历史背景和文化背景、数学符号和语言的文化特点、数学应用的历史和文化背景,引导学生探索逻辑推理的基本规律。教师可以讲解亚里士多德、弗雷格等逻辑学家的贡献,让学生感受到数学逻辑的发展,同时运用教学中的数学游戏章节扑克牌中的数学游戏、猴子分苹果与推理问题,讲解该理论的基本概念和方法,让学生在游戏过程中体验数学的应用。在趣味逻辑问题教学时,可以举办一场以该问题为主题的竞赛,让学生组队解决一系列有序的逻辑问题,提高学生的逻辑思维能力和团队合作精神。教师还可以编写简单的逻辑推理程序,让学生理解波尔代数和逻辑运算在实际编程中的应用,在教师在讲授逻辑推理时,通过具体的逻辑问题,逐步演示如何运用不同的思维方法进行推理和证明,并充分利用归纳法演绎法,还可以设置一个侦探解密游戏,让学生通过逻辑推理解决案件,锻炼学生逻辑思维,提高学生的学习体验。

(二)将数学教书与数学育人相结合

教书育人是教育的根本准则,高等专科学校数学教育过程中,应顺应时代的发展节奏,将教书与育人相结合,可以设计跨学科的学科,展示数学在不同领域的应用和影响,激发学生的学习兴趣。教师应深入挖掘教学中所蕴含的数学精神和数学文化,积极开设数学文化类课程,在专业必修或选修课程中增设数学文化数学史、数学与社会等课程,系统介绍数学的起源发展,以及其在人类文明进步中的作用,使学生了解数学作为一种学科体系,蕴含着深厚的人文内涵。教育中学生始终是教学的主体,专科学校数学教育中,教师应整合数学文化元素与主干课程,在高等数学线性代数、统计等基础课程教学中整合数学故事以及相关历史背景、数学概念和生活实际等,将抽象的数学知识具象化,增强学生的学习体验,提高学生的学习效率。教师可以选取具有我国特色的数学问题或者事件,作为数学教学案例,可以将九章算术中的数学算法思想、圆周率计算、华罗庚的优选法等作为案例,引导学生在解决实际问题的过程中感受到数学的魅力,并提高运用数学工具解决问题的能力。高等专科学校数学学科的教学应从学生的角度出发,鼓励学生参与数学建模、竞赛等活动,创设贴近生活的数学情境,同时还应邀请相关知名数学家、数学史专家来校内举办讲座,分享其研究成果和对数学文化的深刻理解,积极举办数学电影展映、数学诗歌朗诵、数学艺术作品展览等活动,营造良好的数学文化氛围,摆脱传统教学模式的弊端,促使学生在轻松愉快氛围学习数学[3]

例如,教师在《抢板凳与抽屉原理》教学时,应参考教学中所传达的数学精神与文化,以理论和文化相结合的综合视角,选取数学文化知识,教师可以通过生动有趣的故事或者日常生活中的实际问题引入抽屉原理、抢板凳游戏,让学生感受到数学与日常生活的紧密联系,设计一个问题,引导学生在解决问题过程中逐步理解抽屉原理的内涵和应用,在课堂上让学生亲自参与通过实际操作与观察,理解感受抽屉原理的成立条件、应用方法,通过体验学习模式能够加深学生对所学知识的理解。在学生有了初步理解后,教师应系统地讲解抽屉原理的定义、表述方式以及逻辑基础,并通过更多的生活实例来解释抽屉原理的应用,帮助学生建立数学模型,理解其普遍性。教学中教师应开展跨学科联系,可以引导学生运用数据研究,解决一些资源分配、数据分析等实际问题,增加学生的实践能力。

(三)创新数学教学方式

当前科学技术迅速发展,在文化教育改革的背景下,教师应结合学校的实际情况分析,根据教学专业的学习发展趋势丰富教学内容,充分利用互联网资源打破时间空间的限制,还可以利用线上课堂、名家讲座等形式加强知识的学习。高等专科学校数学教育中应选择与学生专业或生活紧密相关的实际问题,还可以设计一个项目,鼓励学生运用所学数学知识进行分析和解决。教师应基于学生的实际情况合理分组,每个小组成员分工明确,通过讨论交流合作培养学生的团结协作能力。教师还可以积极开展翻转课堂教学模式,要求学生在课前观看教学视频、阅读资料或完成在线测试,自主学习基础知识点,在课堂上提升知识,进而在课堂上节省时间,对重点难点知识展开深度讨论,利用课堂的时间进行问题解答、案例分析,增加师生互动,提高学生的参与度和思考。教师还可以充分利用数学建模工具教授学生如何将实际问题抽象为数学模型,利用数学工具进行求解,通过有效的教学提高学生的创新能力。为了进一步提升数学内涵的教育,教师应创新技术手段,丰富课堂教学活动,利用网络课程、在线视频、教学软件等数学资源丰富教学内容,保证结合教学内容和学生学情设计相应的教案,还可以运用数学软件进行虚拟实验,通过几何画板演示几何变换,使数学概念具象化,增强学生的直观理解[4]

例如,教师在《有趣的七巧板》教学时,应引导学生发现数学在日常生活中的应用,通过七巧板拼图活动体会到数学的趣味性和实用性。教师还应基于学生的实际情况出发,充分利用现代信息技术开展教学,利用互联网搜索有关七巧板的教学视频,吸引学生的注意力,还可以鼓励学生使用七巧板模型,通过建筑设计、艺术创作展示数学与现实生活中的紧密联系,引导学生深入探讨七巧板的几何原理和数学思想,帮助学生理解背后的数学逻辑和方法。在当前时代背景下,教师可以设计一系列与七巧板相关的游戏活动,如拼图竞赛、创意设计挑战赛等,鼓励学生通过多媒体工具和实物模型展示七巧板的美学价值,利用计算机辅助软件操作七巧板,提高学生的空间想象能力和创作能力。在游戏活动开始前,教师应让学生学习七巧板的规律和方法,引导学生按照示范图案进行拼搭,同时参与比赛,看谁更快完成拼图,还应引导学生发挥潜能力,尝试拼装出不同的人物造型和其他创意图形,如拼装摩托车、飞机等复杂图形,进而使学生学习到数学的知识,培养创新精神[5]

(四)改进教学评价

教学评价是高等专科学校数学教育的重要组成部分,传统评价侧重于笔试和标准化的测试,限制了学生展示数学能力和创造力的机会,为了更加全面评估学生的数学素养,教师应积极改进数学评价,采用多种评价方式,通过项目作业、口头报告、小组讨论,同时从不同的角度探索评价体系,更好地体现出数学文化的在改进数学教学评价中作用。除了结果性评价外,还应注重过程性评价,关注学生在学习过程中的思考方式、解决问题的策略以及学习态度,记录学生的学习日志,观察课堂表现,分析作业完成情况,更加准确了解学生的学习进展,及时给予反馈和指导,还可以将学生的成绩、识别能力、人文素质等多个方面纳入评价标准,更加准确地评价学生的表现和教学效果。教师应鼓励学生进行自我反思和评价,帮助学生认识到自己的优势、不足,还可以设计一些引导性的问题,鼓励学生进行自我评估测试,也应定期组织学生进行讨论或分享会,并针对不同的学生制定不同的评价标准和方法,挖掘学生的个性化发展需求和潜力。除了知识和技能方面的评价类,教师还应关注学生的情感态度和价值观,包括学生的学习兴趣、自信心、合作精神,通过访谈、问卷调查等方式收集相关信息,将其纳入数学教学评价体系中,制定相关的评价流程和规范,进而促进学生的全面健康发展。

结束语

综上,随着经济的快速发展以及技术的不断进步,数学作为基础科学的重要性日益凸显,高等专科学校肩负着传承和创新数学文化的职责。高等专科学校为了充分挖掘和传递数学文化的潜在力量,应进一步探索数学文化与校园文化建设的融合路径,不断与时俱进,培养学生的数学素养和信息素养,加强课堂教学中的人文精神渗透,带领学生数学知识迁移能力,还可以利用线上渠道带领学生观看相关数学家的纪录片或者影视作品,使数学学习更加丰富多彩,提高教学效果和质量。

参考文献

[1]郭彩莲,申玉红.民族数学文化在民族地区高校解析几何课程教学中的应用——以云南德宏师范高等专科学校为例[J].学术与实践,2022,(01):203-208.

[2]向亚辉.基于数学文化下的高校数学教学改革[J].科幻画报,2021,(03):199+201.

[3]周青山.数学文化在高等院校数学教学方法探究[J].课程教育研究,2020,(10):147-148.

[4]杨海珍,李艳.高校数学教学中数学文化渗透路径探讨[J].科技风,2020,(05):73.

[5]陈振鹏.基于数学文化视角下的高校数学教育改革[J].课程教育研究,2019,(08):59-60.

 


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