数学史融入课堂,大大提高教学效果-------《7.1.1数系的扩充和复数的概念》听课有感

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

邓秋芬

(永安市第三中学高中校 福建永安 366000)

摘要

数学史包含多种多样、真实鲜活的事例,记载了数学发展过程中一些重大事件、主要人物与重要成果。它是一部内容丰富、思想深刻,研究数学发生发展以及规律的历史。将数学史融入课堂可以使学生初步了解数学产生与发展的过程,帮助学生更好地理解数学,同时可以开阔学生的眼界,认识数学的科学价值,应用价值和文化价值。


关键词

数学史 课堂 思维

正文

今年3月份我有幸听了本校高级老师倪老师的一节课—--普通高中教科书 数学 必修 第二册《7.1.1数系的扩充和复数的概念》,在这节课上,倪老师介绍了大量的数学史料,引发我对数学史进行了一些思考。

1、数学史融入课堂,可以激发学生对数学的兴趣。

随着学习的深入,一节高中数学课不仅内容更多,也更抽象,难度不断在递增,所以大多数学生觉得学习数学枯燥且难懂,再加上实用性不是很强,学习数学的兴趣普遍不高。

倪老师在课堂引入阶段介绍数系扩充时,介绍了“无理数是公元前4世纪,毕达哥拉斯学派的信徒希帕索在发现边长为1的正方形的对角线与边长是不可公度的,即不能表示为整数之间的比例关系提出的。这个发现来源于一个描述直角三角形三个边长之间关系的定理。但他这一发现触犯了毕达哥拉斯的‘万物皆数’的信条,最终他被其同伴抛进地中海,这就是人们称作的第一次数学危机。在西方,这个定理被称为毕达哥拉斯定理,在中国,这个定理被称为勾股定理。公元前1100年左右的西周时期商高提出的,勾股定理现约有400多种证明方法等等”。此时我发现课堂气氛一下子活跃了起来,同学们学习的积极性得到了很好的调动。

    兴趣是最好的老师。在今后的数学教学中,我会思考如何巧妙地把数学史融入进来。比如:在进行数学概念教学之前,可以依据本节课所要学习的相关内容给学生准备有关数学家及其相关故事作为课前导入,开阔学生视野,提高学生听课专注力,进而调动学生学习兴趣。

2、数学史融入课堂,能够加深对数学相关知识的理解。

在数学的教育过程中有时会存在一种弊端——知识断层。由于教学的实际需要,一般只要求学生学习基本知识以及掌握基本技能,所以教材的编排上主要体现核心、主要的内容,较为独立,没办法面面俱到、系统化。故学生不能对所学的知识有较全面、透彻的认识,这样是不利于学生发展的。而通过简单介绍或学习相关数学史,就能够帮助学生了解知识产生的源头以及是如何发生发展的,也就更能理解与接受新的知识了。

在探究一元二次方程的根时,倪老师介绍了一元三次方程的解法,数学史上一元四次方程、一元五次方程解法的研究情况以及2个令人惋惜的数学天才,那个发表《一元五次方程没有代数一般解》论文,正确解决了几百年来“五次方程不存在代数解”的难题阿贝尔;以及提出了群的概念,用群论彻底解决了根式求解代数方程的问题的伽罗瓦。并介绍直到1777年,欧拉首创了用符号i作为虚数的单位在《微分公式》一文中第一次用i来表示-1的平方根。这样做较好地帮助学生了解复数产生的背景,同时为引入复数做了较好铺垫,学生也就比较自然的认识到复数产生的重要性以及接受它的到来。

数学知识的学习就像是搭建房子环环相扣前后衔接非常紧密。了解数学史可以更好地梳理所学知识,并建构较为完整的知识体系

3、数学史融入课堂,可以渗透科学的数学思想方法。

在数学进程中,数学家对数学问题的发现、解答、求解过程展现出非常多的数学思维方式。在教学过程中通过数学史揭示教学知识的内在联系,教师可以通过还原情境暴露数学家研究过程中的一些独特思考问题的方式方法,比如:有序思考、逆向思考,整体思考等等,发现其中蕴含的思维规律,能较好地培养学生数学思维能力。

授课过程中倪老师详细介绍了一元三次方程2种解法:因式分解法和卡丹cardano求根公式,顺带介绍意大利数学家费罗Ferro的故事。

    数学史里有着很多数学家获得概念、定理、法则思想方法。教师在介绍数学家故事时,可使学生在潜移默化中学会如何“想数学”“用数学”,这样学生就会获得终身受益的思想方法。

4、数学史融入课堂, 能够培养学生自主探究精神。

平时数学课堂大部分是直接学习数学家的研究成果,没有时间其实也没必要去把数学家漫长的研究过程重复一遍,但我们可以借助数学史去感受下数学家探索研究的艰难与不易,学习他们身上刻苦钻研,坚持不懈的科研精神。

这节课倪老师利用历史名题三次方程来进行导入,并介绍许多著名数学家对这类问题都是经过思考、研究很长时间最终才攻破的。我发现很多学生都跃跃欲试,说明较好地激发学生的挑战心理,我想一些学生课后肯定自我还会去学习与研究的。

通过数学史学习,学生们对于数学家在探索真理的路上所遇的困难以及勇往直前,锲而不舍的态度,这种科研精神可以激励学生在学习数学的过程中遇到困难时鼓足勇气迎难而上以及自我探究精神。

在学习新章节的第一节课上,在一些与数学史有着密切联系的课上,教师可以简单介绍些数学史,开拓数学视野,激发学习兴趣,启迪思维与研究动力。

参考文献:

[1]朱哲,张维忠.中国古代数学思 想方法在数学课堂教学中的渗透[J].中学数学杂志,2013(1).

[2]王晓勤,欧阳跃.HPM 的历史渊源[J].数学教育学报,2013(3).

[3]人民教育出版社中学数学室.对数的发明[M].北 京:人民教育出版社,2013.80-81.

[4]普通高中数学课程标准(2017年版)[M]. 北 京:人民教育出版社

 

 


...


阅读全文