新课标理念支撑下的数学文化教育

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  《高中数学课程标准》指出:“数学课程应当适当地反映数学的历史、应用和发展趋势,数学对推动社会发展的作用,数学的社会需求,社会发展对数学的推动作用,数学的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神。数学课程应帮助学生了解数学在人类文明发展中的作用,逐步形成正确的数学观。”
  数学具备这种广泛的涵盖性,既表现在它的原创性方面,也表现在它的应用性方面。数学影响其他的东西,感化和支配别的东西,它具备了“大文化”概念所具有的“真”(真理化)、“美”(艺术化)、“善”(道德化),体现了一种精神的显现。数学作为文化,还在于它表现了一种前所未有的探索精神、创新精神,它的理性思维的功能发挥得淋漓尽致,它提供给人们的不仅仅是思维模式,同时又是一种有力的解决问题的工具和武器,既反映了思维上的合理性和价值趋向,又拓展了人们的思想解放之路,因为数学常常是自己否定自己的。作者通过多年研究,深感数学作为一种重要的社会文化,在推动社会进步、提高人类素质等方面具有其他学科无法替代的作用。本文仅从以下方面扼要叙述新课标理念支撑下的数学数学文化教育过程中的几点实践与思考,以就教于方家。
  
  一、数学教学中的德育渗透
  
  普通高中数学课程标准要求:选择介绍一些对数学发展起重大作用的历史事件和人物,反映数学在人类社会进步、人类文明发展中的作用,同时也反映社会发展对数学发展的促进作用,以体现数学文化的价值。
  1.选择介绍数学分支的产生背景,激发学习兴趣。一些数学分支如微积分的产生,是人类巨大的财富,具有划时代的意义。 恩格斯将微积分的创立誉为“人类精神的最高胜利”。微积分的一个部分“导数及其应用”是高中数学课程标准之选修系列1的内容之一。导数的概念和方法的建立经历了比较长的一个时期,可以介绍十七世纪时笛卡儿、费尔马、巴罗等数学家的微分学前期工作和牛顿、莱布尼兹的工作和事迹。由于微积分的大部分内容对于高中学生比较难以理解,作为课程内容出现的也不多,因此,此段内容的讲解可以将重点放在介绍数学家的生平、微积分思想和方法的发展轨迹以及微积分在数学中的地位和微积分的发明对于科学发展的意义上,可以举一些微积分的例子说明。
  2.选择介绍数学发展过程中的千古谜题或悖论,激发探索欲望。阿贝尔和伽罗华是在中学时代就很喜欢数学、并在青年时代就对数学作出了很大贡献的数学家。他们从解决五次以上方程的根式解问题出发,经过努力成为数学中重要学科近世代数的创始人,利用近世代数的理论可以解决流传了二千多年未能解决的谜题—几何作图三大难题。
  这一段内容可以突出故事性和思想性,并可以介绍3次和4次方程的根式解问题及其解决过程,而几何作图三大问题与模块2《古希腊数学》中的尺规作图部分承接。
  3.选择介绍数学思想方法及其产生背景,培养创新意识和批判精神。数学之所以不同于其他自然学科的地方,便在于它所蕴含的丰富的思想方法。如平面解析几何是高中数学课程的选修部分,平面解析几何中蕴含着数与形的结合。历史上解析几何的发明是变量数学的第一个里程碑,也是近代数学崛起的两大标志之一。这一部分内容思想性很强,而从数学的角度又比较容易为高中学生理解,所以可以作为重大数学创新产生的背景、思想、方法和意义的较完整的和典型的史例。同时,解析几何创始人特别是笛卡尔的事迹与精神(对科学真理和方法的追求、科学怀疑精神等)也是富有启发性和激励性的材料。学生可以在教师的指导收集有关资料,分析、整理写出研究报告。
  
  二、数学教学中的美育渗透
  
  數学美是数学科学的本质力量的感性与理性的显现,是一种人的本质力量通过宜人的数学思维结构的呈现,这是一种真实的美,是反映客观世界并能动改造客观世界的科学美。数学美不仅有形式的和谐美,而且有内容的严谨美;不仅有具体的公式、定理美,而且有结构、整体美;不仅有语言的简明、精巧美,而且有方法与思路的奇异、统一美;不仅有逻辑、抽象美,而且有创造、应用美。数学中蕴含的无处不在的美也是数学文化的重要组成部分。
  古今中外数学家出于对简单性、和谐性、对称性、相似性、奇异性等美的心理追求产生了许多数学猜想,极大地促进了新兴数学分支的建构与完善,推动了数学学科的发展。这种数学美也贯穿于中学数学,它需要数学教育工作者在教学中要留心观察、充分挖掘,合理运用。
  在中学数学教学中,学生的美学因素虽然不明显地表露,但这种审美情感是潜在着的,这往往对学生的数学思维活动起着指向性的作用。有时引导学生进行审美猜想,不但对学生进行美育,而且可以让他们在美的熏陶和教育下,激发学习数学的浓厚兴趣,给学习数学以强大的动力。
  著名学者赵鑫珊认为:“每一个数学公式从其实质(境界)来说,都是诗。”他进一步分析道:即使是c=2€%iR这个纯粹数学公式也是那么的最标准、最精密、最美。这是数学家心灵和智慧再生的数学艺术美,它所造出的庄严、永恒和宏伟的意境,不是诗是什么?把数学当作诗来读吧!果真如此,那么,摆在你面前的任何一本数学教程就会从一堆死气沉沉的公式变成洋溢着和谐、充满着绝妙和浸透了对称美的一部诗集。
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