初中数学教学中数学史的教育价值
时间：2021-06-19 08:01:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要: 新课程标准要求数学课程应帮助学生了解数学在人类发展史中的作用,逐步形成正确的数学观,同时也要求教师转变教学模式,变单纯的知识的传授为能力的培养和素质教育。这就要求教师有丰富的知识,采用多元化的教学手段,包括数学史的渗透与有效利用,从而充分发挥其在数学教育中的价值。
关键词: 初中数学教学 数学史 教育价值
数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,以及与社会政治经济和一般文化的联系的一门学科。新课程标准要求在中学数学教学中必须渗透数学史,让学生适当了解一些数学发展的“历史的足迹”。可在应试教育与急功近利心理的影响下,这项重要的举措并没有得到真正的落实,致使一些从教多年的数学教师对数学史知之甚少,甚至肤浅地认为:“数学史就是一些数学家的传略,是一些逸闻趣事,课堂的四十五分钟太宝贵,介绍这些既浪费了时间,又影响了教学任务的完成。”其实这些教师浪费的是宝贵的教学资源,错失的是实施素质教育与德育的良机,反而在一定的程度上偏离了数学教育的目标。因此,我觉得很有必要来个正本清源,帮助大家认识在初中数学教学中数学史的教育价值。
一、渗透数学史,激发学生的学习兴趣
孔子曰:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”很多学生怕学数学,他们认为数学抽象枯燥、艰涩乏味。如何使数学教学趣味化,让学生感到数学学习是一种富有情趣的享受,是一种开发智力又乐在其中的高尚“游戏”,巧妙地渗透数学史是有效途径之一。
如在“二元一次方程组的应用”的教学中,我推出我国古代《孙子算经》中著名的“鸡兔同笼”问题:鸡兔同笼,共有头5个,脚16只,请问鸡兔各几只?(问题与学生喜爱的小动物有关,学生非常感兴趣,热情高涨地投入探索)
生1:1只鸡4只兔,脚18只,不行;2只鸡3只兔正好5个头,16只脚。
师:“凑”得很巧,但将题目改为“鸡兔同笼,共有头35个,腿94只呢?”请再来凑凑!
包括生1在内的许多学生都感到为难了。
师:硬凑不行了吧?可我要告诉大家的是,这是我国古代的一道名题,源于春秋时代的《孙子算经》,聪明的古代数学家早在一千五百多年前就解决了,难道二十一世纪的我们还征服不了它吗?用我们掌握的数学知识再试试。
生:哇噻,原来这是一道历史名题啊!(激发起一种不征服决不罢休的斗志)
生2:假设有鸡、兔分别有x、y只,那么即得关于x、y的二元一次方程组x+y=352x+4y=94,不难解得x=23,y=12。(答案略)
师:显示了什么?
生:显示了是方程(或组)的威力!(同时感受到数学的魅力与中国古代数学家的高明)
类似的例子很多,我注意在课堂中有机地插入一些数学概念的起源、数学家的趣闻、古今数学方法的对比等,使学生从内心中觉得数学“好玩、有用、有趣”,钻研数学的兴趣大增。
二、渗透数学史,拓宽学生的视野
有学生认为数学就是数字或字母的运算,简单重复,枯燥无味。而数学史是几千年来人类智慧的结晶,它与政治、经济、文化等融为一体,推动着人类进步文明事业的发展,其中蕴含着神奇和美妙。课堂中渗透数学史,可以让学生明白数学应用之广泛,从而开拓视野,获得美的熏陶,引发创造能力。
如在教学“观察归纳”时,我问:有一段楼梯有10级台阶,规定每一步只能跨一级或两级,要登上第10级台阶,有几种不同的方法?如觉得有困难,可先动手进行必要的试验。
(学生的好奇心一下子调动起来,试验着,探讨着,争论着,……)
生3(代表发言,急切且激动地):登上一级有1种方法,登上二级有2种方法,登上三级有3种方法,登上四级有5种方法,登上六级有8种方法,……
师:你才登上六级,离十级还远着哩!关键的是要发现什么?
生3:发现其中隐含的规律!以上结果排成的数依次为1,2,3,5,8,…,而3=1+2,5=2+3,8=3+5,…,也就是说从第3个数起,每一个数都等于它前两个数的和。
师:这就叫做突破!
生3(极其兴奋地):1,2,3,5,8,后面数依次为13,21,34,55,89。(答案略)
这时我再告诉学生,这一列数构成的是历史上著名的“斐波那契数列”,意大利数学家列昂纳多·斐波那契首先对它进行了研究,故得名。为了拓宽学生的视野,激发学习热情,我又告诉同学们,随着数列项数的增加,前一项与后一项之比越来越逼近于黄金分割数值0.618033…。学生静静地听着,产生丰富联想,并且想知道得更多。我又顺势告诉学生“斐波那契数列”还可以在植物的叶、枝、茎等排列的生物现象中找到,它在美术、影视作品中常有应用,比如在风靡一时的《达芬奇密码》里它就作为一个重要的符号和情节线索出现。若有兴趣,同学们课后可寻找资料进一步深入学习和探索。
三、渗透数学史,培养学生科学的思维方法
数学是“思维的科学”,发展学生思维、优化思维的各种品质是数学教学的重要目标。许多数学成绩不好的学生总埋怨数学太难学了,其原因就是他们没有掌握数学的科学思维方法,不去探索知识的实质和来龙去脉,死记硬背,理解肤浅,面对稍有变化的问题就束手无策,更谈不上思维的深刻性、灵活性和创造性了,而数学史中有许多发人深省的“故事”,利用这些内容可以给予学生深深的启迪,十分有利于正确的科学的数学思维水平的提高和能力的培养。
比如在讲“负数”时,我告诉同学们负数就是为了解决客观世界具有相反意义量而产生的,因为有正的数就必然也有负的数。我国古代名著《九章算术》最先提出负数,从而形成了有理数系统,负数从被发现到承认,历经了一千八百多年。教师在教学时应让学生体会数学史上一些命题的产生、发展,更好地让学生认识数学科学的本质,有利于知识与技能的掌握。
正确思维方法的形成是学生学好数学的非常关键的环节。科学的思维方法包括方程思想、函数思想、数形结合思想、转化思想等,这些都是对数学活动经验的概括总结而获得的成果,是历代数学家研究的结晶。许多数学史蕴涵着重要数学思想方法,如《墨经》中的“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。其中就含有深刻的辩证思维的思想。高斯10岁时巧算1+2+3+4+5+…+100,可掌握如何从特殊到一般的思想方法;用三角函数思想可以测量大树的高度,掌握建模的思想方法。
四、渗透数学史,培养学生的创新精神
新课程标准指出:“通过义务教育阶段的数学学习,要使学生能够具有初步的创新精神和实践能力。”数学史中有大量鲜活生动的事例,巧妙地将这些内容编入数学教学课堂之中,可使学生领略古人是如何通过辛勤且富有创造性的劳作对数学理论的发展作出巨大贡献的,且引起心灵的震撼,引发出创造的灵感。
在讲“勾股定理”时,我告诉学生2002年的世界数学大会在中国北京举行,这次大会的会徽选用了我国古代数学家赵爽用来验证勾股定理的“弦图”作为中央图案(如图1),寓意我国古代数学成就,再介绍有关勾股定理的验证方法,在古代中国、希腊、印度、欧洲都有证明,不仅数学家毕达哥拉斯、欧几里得、刘徽等人给出证明方法,就连古印度国王、美国总统甚至普通教师也给出了许多证明的方法,共有300多种。这时学生自然产生了一种极其宝贵的创造冲动:“我能否找到一种新的验证方法呢?”这种冲动可形成持久的追求、探索、发现数学科学真理的动力。
圆周率是最重要的一个无理数,被誉为“最优美的诗”,从古至今无数有识之士在它的感召下,投入了毕生的精力与智慧进行了卓绝的研究,取得了一项项推动数学理论发展的成果。我国南北朝时代的伟大数学家祖冲之就是其中的一个典范。他不辞劳苦、日以继夜,在地板上陆续画出圆的内接与外切正六边形,一直画到圆的内接与外切正24576边形=3×213边形,再进行非常艰辛的计算,终于得到“3.14159261<圆周率<3.14159270208”这个惊人的结论。祖冲之的贡献不仅体现于他对数学真理的追求,而且体现在他的创新精神,他永远是后人的楷模。
