淺談高職《高等數(shù)學(xué)》教學(xué)中融入數(shù)學(xué)文化教育的研究與實(shí)踐
郇瀟
論文關(guān)鍵詞:高職數(shù)學(xué)教學(xué)數(shù)學(xué)文化
論文摘 要:21世紀(jì)所需要的人才,不可能是沒有或缺乏數(shù)學(xué)素質(zhì)的人才。數(shù)學(xué)在提高人的文化素質(zhì)中占重要地位。 一、《高數(shù)》教學(xué)中融入數(shù)學(xué)文化教育的必要性 1.廣泛提高大學(xué)生的數(shù)學(xué)文化素質(zhì)教育 數(shù)學(xué)不僅是一門科學(xué),也是一種文化,即“數(shù)學(xué)文化”。目前關(guān)于“數(shù)學(xué)文化”一詞,有狹義和廣義兩種解釋。狹義的解釋是指數(shù)學(xué)的思想、精神、方法、觀點(diǎn)、語(yǔ)言以及它們的形成和發(fā)展;廣義的解釋則是除這些以外,還包含數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)美、數(shù)學(xué)教育、數(shù)學(xué)與人文的交叉、數(shù)學(xué)與各種文化的關(guān)系。本文在使用“數(shù)學(xué)文化”一詞時(shí),比較傾向于它的廣義解釋。教育部自1995年以來,一直比較關(guān)注大學(xué)生的文化素質(zhì)教育。數(shù)學(xué)文化就是文化素質(zhì)的一部分?!皵?shù)學(xué)教育應(yīng)具有‘文化素質(zhì)教育’與‘?dāng)?shù)學(xué)技術(shù)教育’的雙重功能”以及“數(shù)學(xué)素質(zhì)是公民所必備的一種基本素質(zhì)”作為重要的教育理念已逐步為人們接受。為使這種理念成為一種教育效果體現(xiàn)在學(xué)生身上,加強(qiáng)數(shù)學(xué)文化的教學(xué)實(shí)踐就顯得非常必要。 2.高職數(shù)學(xué)教育方向的迷失 《高等數(shù)學(xué)》課上,教師多以講授數(shù)學(xué)知識(shí)及其在習(xí)題中的應(yīng)用為主,對(duì)于數(shù)學(xué)在思想、精神方面的一些內(nèi)容,很少涉及,甚至數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)家這樣一些基本的數(shù)學(xué)文化內(nèi)容,都很少觸及。在這種教學(xué)模式下,我們的學(xué)生在大學(xué)接受的數(shù)學(xué)知識(shí)多數(shù)偏重于數(shù)學(xué)的概念、理論和解題方法與技巧,經(jīng)常被一大堆概念及公式牽著鼻子走,知其然而不知其所以然,在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中迷失了方向,對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)缺乏興趣?,F(xiàn)行數(shù)學(xué)教材中,用公理化的方法把文章做的密密實(shí)實(shí),在某種程度上歪曲了數(shù)學(xué)發(fā)展的真相,使得本來自然的、可以理解的思想歷史進(jìn)程變?yōu)楦卟豢膳实慕^妙證明。學(xué)生成為一個(gè)袖手旁觀者,而不是一個(gè)數(shù)學(xué)發(fā)展的見證人和參與者。 二、如何在課堂教學(xué)中融入數(shù)學(xué)文化教育 1.加強(qiáng)數(shù)學(xué)史與高等數(shù)學(xué)教學(xué)的整合 了解數(shù)學(xué)的發(fā)展史,不僅可以讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)的發(fā)展歷程,還可以給出相應(yīng)知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程。我們?cè)趥魇跀?shù)學(xué)概念的同時(shí),要使學(xué)生知道它的來龍去脈,使學(xué)生了解到他們現(xiàn)在所學(xué)的那些看來枯燥無味但又似乎天經(jīng)地義的概念、定理和公式,并不是無中生有,也不是數(shù)學(xué)家頭腦中固有的,而是有其現(xiàn)實(shí)的來源與背景,例如,我們?cè)诮o學(xué)生介紹“導(dǎo)數(shù)”概念的時(shí)候,會(huì)先介紹牛頓、萊布尼茲是如何在不同背景、方法和形式上發(fā)現(xiàn)微積分的,那么很自然,當(dāng)年牛頓在研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí),少不了要計(jì)算速度。緊接著我們以瞬時(shí)速度的引例給出“導(dǎo)數(shù)”概念。同時(shí),我還會(huì)提到“貝克萊悖論與第二次數(shù)學(xué)危機(jī)”,使同學(xué)們明白數(shù)學(xué)中重要概念的產(chǎn)生不是一蹴而就的,它的發(fā)展是艱辛而漫長(zhǎng)的,我們現(xiàn)在看到的“導(dǎo)數(shù)”概念從最初的萌芽階段到真正嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)理論的建立,經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的一個(gè)多世紀(jì),并且是幾代富有創(chuàng)造性的數(shù)學(xué)家共同推進(jìn)的結(jié)果。通過對(duì)這個(gè)過程的了解,學(xué)生對(duì)于“導(dǎo)數(shù)”概念的由來感覺很自然,同時(shí)增強(qiáng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、探究數(shù)學(xué)的興趣。
進(jìn)一步,在教學(xué)中,我們還可以嘗試將數(shù)學(xué)理論與數(shù)學(xué)建模思想結(jié)合起來,解決一些實(shí)際問題。例如在講解數(shù)列極限部分可以融入房貸問題:對(duì)購(gòu)房者來說,是等額本金貸款還是等額本息貸款更合適?在講授函數(shù)的最大值與最小值內(nèi)容時(shí),我們將每一道應(yīng)用問題(包括生產(chǎn)實(shí)際、工程技術(shù)、經(jīng)濟(jì)管理等許多領(lǐng)域),都?xì)w納成為一道數(shù)學(xué)建模題,并注意滲透數(shù)學(xué)建模思想,特別是“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗”等問題,常??梢詺w結(jié)為數(shù)學(xué)上在一定條件下求一個(gè)函數(shù)的最值問題。通常這樣的函數(shù)稱為目標(biāo)函數(shù),而在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)時(shí)要受到一些條件的限制,稱為約束條件。在這種訓(xùn)練下,可以培養(yǎng)學(xué)生建立實(shí)際問題數(shù)學(xué)模型的能力。 3.讓學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)之美 首先,數(shù)學(xué)本質(zhì)上是一種科學(xué)的語(yǔ)言,如果運(yùn)用得當(dāng),是十分精確的。同時(shí),它又是世界通用的,加減乘除,乘方開方,微分積分,矩陣運(yùn)算等等早已統(tǒng)一為一個(gè)固定的樣式,這是數(shù)學(xué)家往往可以讀好幾國(guó)外文數(shù)學(xué)論著的原因。很多學(xué)生對(duì)數(shù)學(xué)中大量的公式和繁復(fù)的符號(hào)望而生畏,然而它們實(shí)際上只是邏輯推理或概念的數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述而已,跟音樂音符本質(zhì)上是一樣的,只是“數(shù)學(xué)是理性的音樂,音樂則是感性的數(shù)學(xué)”。好的數(shù)學(xué)語(yǔ)言能節(jié)省思維勞動(dòng),運(yùn)用語(yǔ)言的技巧是數(shù)學(xué)成功的關(guān)鍵之一。因此我們?cè)诮虒W(xué)中應(yīng)多提倡學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來表述問題,感受其簡(jiǎn)潔理性之美。 其次,數(shù)學(xué)的美還蘊(yùn)含在論證推理中,高等數(shù)學(xué)教學(xué)目標(biāo)之一就是提高學(xué)生邏輯推理能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)進(jìn)而嘗試論證推理的過程中,邏輯思維得到很好的訓(xùn)練,能夠理性地分析、討論問題,思維也變得更加嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致。數(shù)學(xué)很多定理的證明閃爍著智慧的光輝。 三、結(jié)束語(yǔ) 當(dāng)今,高職高等數(shù)學(xué)教學(xué)改革已經(jīng)迫在眉睫,各種教改思路、新教材層出不窮。在新形勢(shì)下加強(qiáng)數(shù)學(xué)文化的滲透,更新教育理念,進(jìn)而帶動(dòng)教學(xué)形式的轉(zhuǎn)變是時(shí)代賦予我們的任務(wù),同時(shí)從學(xué)生的角度來講,也可以更好的貫徹“以人為本” 的教育宗旨,更好的促進(jìn)學(xué)生的個(gè)人發(fā)展。