核心素养下数学史融入高中数学课堂教学方式

发表时间:2021/6/18   来源:《中小学教育》2021年第2月第6期(下)   作者:鲍晓留
[导读] 数学史融入高中数学课堂教学是发展学生核心素养下的大背景的必然趋势。

        鲍晓留
        西乡县第一中学 723500

        摘要:数学史融入高中数学课堂教学是发展学生核心素养下的大背景的必然趋势。在核心素养下数学史融入数学课堂教学的实现数学史对发展学生人文素养,抽象概括,运算能力科学创新等方面展开对数学史融入高中数学课堂教学策略论述。
        关键词:数学史,人文素养,课堂教学

        数学课堂教学离不开数学史的学习,学生学习数学,发展数学思维,提升数学人文底蕴都有着积极的作用。数学家波里亚认为学生接触数学史的内容可以使学生加深对数学的理解,亲身经历从事数学的发现,才能更好地理解数学。《高中课程标准》指出数学史使人类文化的重要组成部分,数学史应该渗透到整个教材中。数学课程教学内容不仅包括数学知识,也包括数学知识的生成过程和其中蕴含的数学思想方法。2014年《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》提出学生核心素养提出人文与科学,学习与实践都离不开数学课堂教学中数学史的学习内容与考试大纲的要求。
        
一、核心素养下高中学生数学史融入高中数学教材现状
按照《高中数学课程标准》要求,高中数学教材改革之后,大部分地区学校使用北师大版,教学中在不同的数学内容之处涉及到数学史有关知识或阅读材料。数学史融入教材有两种形式:一种是将数学史以知识拓展,趣味故事,材料阅读形式出现,增强了学生对数学史的学习兴趣,拓展数学知识与数学思维,熏陶学生人文素养,培养学生科学精神。第二种是将数学史与课堂教学过程相结合,数学史知识出现在例题,习题,考题中。使学生在学习的过程中了解经历知识的来源和发展过程,并在练习,考题中达到对所学知识的实践验证,体会学习的成就感和创新精神。
二、数学史融入高中数学课堂培养学生数学素养
        数学史这方面的教学,非通常以具体数学知识的讲授为目标的课程所能替代,并且这方面的内容非常丰富,绝非一、两节课所能阐明。因此在日常的数学教学中教师根据教学需要,适当的在教学过程中贯穿一些相关的数学史方面的内容,不仅可以增强教学效果,而且还可以提高学生的数学素养。
1、结合教材内容,插入数学史知识将其融入课堂教学;
        每一个数学分支,知识点都有它的起源、发展及数学家为之付出各种努力的一些俟事。教师可以仔细分析教材内容和学生的心里特征,在适当的地方挑选一些相关的奇闻趣事及其来源、发展,引起学生对这一些知识点的了解和兴趣,也为新的课程的展开做好准备。
比如数列求和教学中引用德国数学家高斯在10岁就会算等差数列前n项和,印度国际象棋发明者深谙等比数列前n项和的威力,惩治了国王。这两个故事就可以使文科生轻松的掌握基本概念,辨清等差,等比数列的不同,激发学生学习的兴趣。
     再比如圆心角、圆内接正六边形,直角三角形的内切圆、圆锥等一系列概念与性质,在《九章算术》等书中都有记载,用几句话向同学们作简要的介绍。随着这一章教学内容的不断展开,学生们对我国古代数学在相关领域的发展有个初步的了解,明白我国古代就对这些内容有了比较全面、系统的认识。特别是早在战国时期就有了论证几何学的萌芽,几乎与古希腊的几何学同时产生。这样的讲解不仅丰富了学生的史学史知识,还提高了他们对学习数学的兴趣,体现出核心素养要求下的数学模型的建立,概念的抽象,数据的运算。


2、根据教学的内容和特点,适当选择数学史资料,有针对性地进行教学,突出数学思想方法。
        数学文化的内涵不仅表现在知识本身,还寓于它的历史。将数学史引入课堂。比如讲述符号的历史,介绍某一个数学问题解决的艰辛历程,介绍数学家渗的名言和故事等。通过多种途径欣赏古今中外的数学史料。祖冲之、阿基米德、高斯、伽罗华等数学大师,应该成为学生们经常讨论和崇拜的人物。这不仅可以提高他们对数学学习的兴趣,还可以激发他们克服学习困难的信心和求知欲。比如说起微积分,很多人都觉得头疼。可是微积分的发现,对于数学界来说有着非凡的意义。莱布尼茨和牛顿谁先发明了微积分是数学界一直争论的问题。布尼茨于1684年发表第一篇微分论文,定义了微分概念,采用了微分符号dx,dy。1686年他又发表了积分论文,讨论了微分与积分,使用了积分符号∫。依据莱布尼茨的笔记本,1675年11月11日他便已完成一套完整的微分学。这些数学史知识的介绍,可以帮助学生加深对数学探索与创新精神,了解数学的文化底蕴,珍惜当前的美好时光。
     “授人以鱼不如授人以渔”,这个代理谁都明白,我们也知道在数学教学中更重要的是注意方法教学:学生举一能否反三关键就在于是否掌握了其中的方法。如果我们教条地灌输思想给学生,他们未必能接受,而数学史中隐含了很多的数学思想方法,我们怎样才能恰到好处地将前人的思想方法介绍给学生。我们应该挖掘数学史中的数学方法,并恰当的渗透到数学教学中,学生也能直观地接受。
3、在数学习题练习中融入数学史,使学生学以致用,培养学生核心素养。
      当我们进行解题时,老师可以根据适当的内容结合数学史进行教学,不仅提高学生的注意力,同时也进行了数学史的渗透。比如在讲立体几何时可以给学生介绍《祖暅原理与柱体、椎体、球体的体积》,让学生看到中国古代数学方面的伟大成就。中国古代数学家时青少年学习的榜样,数学工作者的楷模,中国数学界的一面旗帜。学生不仅从中了解到我国当代的数学成就,更重要的是受到一次很好的数学家优秀人品教育。号召学生学习数学家们坚韧不拔的意志、实事求是的科学态度和对真理的执著追求、勇于创新以及献身科学事业的崇高精神。
     在每年高考试题中都会出现数学史相关的题,让同学们探索研究。比如2020年全国卷,日晷时中国古代用来测定时间的仪器,利用与晷面垂直的晷针投影到晷面的影子来测定时间。把地球看成一个球(球心记为O),地球上一点A的维度是指OA与赤道所在平面所成的角,点A处的水平面是指过点A且与OA垂直的平面,在北半球上点A处放置一个日晷,若晷面与赤道所在平面平行,晷针与点A处的水平面所成的角为40度。则点A处的维度时北纬多少度?
        从这道题中体现出学生要有文化底蕴,读懂提议是关键,除此之外还要用图形直观表达题意,让学生直观想象,抽象概括形成图形,方可顺利求解,重发体现学生核心素养与考纲要求学生对数学的核心素养。培养学生学以致用,社会实践能力提升。
        总之、在核心素养的大背景下,数学史融入高中数学教学是一个必然趋势,同时这也是我们高中数学老师共同努力尝试的创新的方向,随着科教改革的需要,作为老师能意识到数学史的重要作用和地位,加入到数学史融入数学教学的策略研究中,让数学课堂充满魅力,让数学知识的延伸有迹可循,把握好学生发展的核心素养提升的舵,才能在数学课堂中,让学生成为终生会学习的人。
参考文献:
【1】沈佳薪:数学史融入初中数学教科书的现状研究[D]延边大学.2013.05.
【2】张随平:浅谈“数学史”在小学教育教学中的有效运用【J】.新一代。2017(20)
【3】李星云:论数学史在小学数学教育中的价值【J】内蒙古师范大学学报,2016 (3)
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