摘 要:高中數(shù)學(xué)教學(xué)不僅要引導(dǎo)學(xué)生掌握相應(yīng)的解題方式、解題技巧,更重要的是充分借助數(shù)學(xué)學(xué)科的科學(xué)價值、人文價值、美學(xué)價值對學(xué)生進行引導(dǎo),讓學(xué)生可以更加全面地意識到數(shù)學(xué)學(xué)習意義。因此,在實踐中,高中數(shù)學(xué)教師需要充分挖掘數(shù)學(xué)學(xué)科的文化價值,強化學(xué)生數(shù)學(xué)能力培養(yǎng),以此滿足學(xué)生綜合發(fā)展需求。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);數(shù)學(xué)文化;數(shù)學(xué)能力;培養(yǎng)
一、 引言
在傳統(tǒng)的高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師過于看重學(xué)生知識講解及考試成績提高,忽視了數(shù)學(xué)文化的教育,造成了學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習興趣很低,不利于學(xué)生綜合發(fā)展。數(shù)學(xué)文化本身具有很強的美學(xué)價值、應(yīng)用價值,其在培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)能力上具有很強效果,因此教師在實際教學(xué)中,必須根據(jù)學(xué)生學(xué)習需求,合理的滲透、引入數(shù)學(xué)文化,讓學(xué)生可以感受到數(shù)學(xué)的樂趣,調(diào)動學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習欲望,提升數(shù)學(xué)教學(xué)效果。
二、 數(shù)學(xué)文化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用價值
在人類歷史發(fā)展中,數(shù)學(xué)起源于生產(chǎn)實踐,隨著數(shù)學(xué)的發(fā)展,數(shù)學(xué)文明也因此而產(chǎn)生。對于數(shù)學(xué)文化,其本身具有很強的審美性、和諧美,如數(shù)學(xué)語言的嚴謹美、公式美、定理美、周期美等,數(shù)學(xué)文化可以為學(xué)生學(xué)習數(shù)學(xué)知識提供極大幫助。數(shù)學(xué)教育的本質(zhì)在于引導(dǎo)學(xué)生可以感受到數(shù)學(xué)的影響、作用,并靈活地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識來解決實際問題。數(shù)學(xué)文化是數(shù)學(xué)發(fā)展中的歷史產(chǎn)物,其直接影響到數(shù)學(xué)教育目標、價值,通過引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習數(shù)學(xué)文化,可以讓學(xué)生更加深入的了解到數(shù)學(xué)魅力,從而產(chǎn)生濃厚的數(shù)學(xué)學(xué)習欲望,幫助學(xué)生可以更好的感受數(shù)學(xué)的實踐應(yīng)用價值,有助于學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)習效果提升。
三、 數(shù)學(xué)文化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的滲透原則
在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,滲透數(shù)學(xué)文化,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)能力時,應(yīng)該堅持以下原則。
(一) 客觀真實性原則
數(shù)學(xué)是一門嚴謹性很強的學(xué)科,數(shù)學(xué)概念、數(shù)學(xué)定理的發(fā)現(xiàn)更是涉及各種專業(yè)的數(shù)學(xué)語言及符號。數(shù)學(xué)是對客觀世界的體現(xiàn),是現(xiàn)實世界的表征,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,挖掘數(shù)學(xué)文化需要遵循客觀事實,客觀的將數(shù)學(xué)文明成果展示出來,教師不能隨意編造數(shù)學(xué)故事,這樣才可以體現(xiàn)出數(shù)學(xué)文化的價值。
(二) 適時制宜性原則
高中數(shù)學(xué)教學(xué)中挖掘數(shù)學(xué)文化具有很高的價值,但是并不是所有的數(shù)學(xué)課堂都需要滲透數(shù)學(xué)文化,教師應(yīng)該結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,選擇挖掘相對應(yīng)的數(shù)學(xué)文化,并注重時間安排,這樣才可以更好地完成教學(xué)活動。
(三) 科學(xué)趣味性原則
高中數(shù)學(xué)課堂上挖掘數(shù)學(xué)文化的關(guān)鍵是提高學(xué)生的學(xué)習興趣,從而更好地對學(xué)生數(shù)學(xué)能力進行培養(yǎng),因此教師在選擇數(shù)學(xué)文化材料時,要盡量保證其科學(xué)性、趣味性,這樣才可以充分調(diào)動學(xué)生的積極性,讓學(xué)生更加主動地參與到數(shù)學(xué)課堂上。
(四) 多樣啟發(fā)性原則
高中數(shù)學(xué)教師在挖掘數(shù)學(xué)文化時,要注意不能局限于教材,具備多樣性,這樣才可以獲得良好的啟發(fā)效果。教師可以根據(jù)實際教學(xué)需求,對課外的數(shù)學(xué)文化素材進行整理,在網(wǎng)絡(luò)上收集各種資料,或者與其他教師分享交流,通過數(shù)學(xué)與藝術(shù)、數(shù)學(xué)與自然、數(shù)學(xué)與美學(xué)等各種方式,展現(xiàn)出數(shù)學(xué)與其他領(lǐng)域的關(guān)聯(lián),讓學(xué)生可以切實感受到數(shù)學(xué)的價值,提高學(xué)生的實際學(xué)習效果。
四、 挖掘數(shù)學(xué)文化提高學(xué)生數(shù)學(xué)能力的策略
(一) 教學(xué)設(shè)計中滲透數(shù)學(xué)文化
教材是挖掘數(shù)學(xué)文化的主要載體,由于學(xué)生對數(shù)學(xué)教材的挖掘程度比較淺,所以在數(shù)學(xué)文化滲透上需要教師對教材進行仔細研讀,從中整合相應(yīng)的數(shù)學(xué)文化。在實際中,高中數(shù)學(xué)教師可以嘗試在教學(xué)設(shè)計環(huán)節(jié)滲透數(shù)學(xué)文化,以此滿足學(xué)生信息獲取需求。教師要對學(xué)生的實際學(xué)習情況進行全面分析,選擇契合學(xué)生現(xiàn)狀的數(shù)學(xué)文化,幫助學(xué)生可以實現(xiàn)知識體系構(gòu)建。
例如在“等差數(shù)列的前n項和”教學(xué)設(shè)計中,教師就可以嘗試將數(shù)學(xué)文化滲透在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié),以此調(diào)動學(xué)生積極性,促進學(xué)生數(shù)學(xué)能力提升。課堂上教師利用多媒體將泰姬陵的圖片展現(xiàn)出來,并為學(xué)生簡單講講其來歷,然后告訴學(xué)生泰姬陵寢中有一個一百層的三角形圖案,這個圖案是由相同大小的圓形寶石組成,最上層有1顆寶石,以此遞增,第一百層有100顆寶石,問這個三角形圖案中一共有多少顆寶石?學(xué)生根據(jù)信息可以很輕松的列出計算式:1+2+3+…+99+100=?但是學(xué)生在計算起來就會感覺比較困難。這時教師可以將高斯的故事引出來,告訴學(xué)生高斯在幾百年前就做出了這道題,他的做法是:1+100=101,2+99=101,…,50+51=101,一共有50個101,所以1+2+3+…+99+100=101×50=5050。在此基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生對等差數(shù)列的前n項和知識進行探索,就會極大地強化學(xué)生學(xué)習效果。課堂上教師以印度古文明泰姬陵導(dǎo)入,其具有濃厚的人文氣息,可以充分調(diào)動學(xué)生積極性,吸引學(xué)生的注意力,然后教師引入高斯算法,讓學(xué)生對高斯有所了解,并順理成章地進入到知識探索中。這樣的數(shù)學(xué)文化滲透,會讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)文化的人文性,也會了解到數(shù)學(xué)家的事跡,體會到了數(shù)學(xué)探索成功的喜悅,強化了學(xué)生學(xué)習效率。
(二) 以數(shù)學(xué)實驗為載體滲透數(shù)學(xué)文化
對于數(shù)學(xué)實驗,與物理、化學(xué)等實驗有一定差別,其需要借助相應(yīng)的工具或者是多媒體手段才可以實現(xiàn)。高中數(shù)學(xué)教師在實際教學(xué)中,可以結(jié)合教學(xué)內(nèi)容,靈活的組織學(xué)生開展數(shù)學(xué)實驗,讓學(xué)生可以在動手操作中加深對數(shù)學(xué)知識的理解,同時也促進學(xué)生數(shù)學(xué)能力提高。在此過程中,教師還可以融入數(shù)學(xué)文化,增強學(xué)生的課堂參與度。
例如在學(xué)習橢圓的概念時,如果教師直接利用課件給出學(xué)生橢圓概念,那么學(xué)生就會對橢圓的概念產(chǎn)生一定質(zhì)疑,為什么距離之和需要大于兩個定點距離?實際中,高中數(shù)學(xué)教師可以通過實驗的方式,為學(xué)生準備一個定長的細繩、硬紙板,要求學(xué)生兩人一組,將繩子兩端固定在紙板的同一點,并在細繩上套一個鉛筆,拉開繩子移動筆尖轉(zhuǎn)動一周,就會出現(xiàn)一個圓。然后將細繩兩端分開一定距離,固定在硬紙板的兩點,再拉開繩子移動筆尖轉(zhuǎn)動,就會出現(xiàn)一個橢圓。通過實踐操作,學(xué)生就會了解到橢圓形成的條件,這時教師再引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習其概念,就會全面加深學(xué)生的理解。同時學(xué)生在實驗過程中,還會體會到數(shù)學(xué)學(xué)科的嚴謹性,進而感受到數(shù)學(xué)概念、定義的嚴謹、凝練,學(xué)生在動態(tài)化實驗中還會感受到數(shù)學(xué)的動態(tài)美,促進了學(xué)生數(shù)學(xué)文化觀念形成。
(三) 數(shù)學(xué)游戲中挖掘數(shù)學(xué)文化
高中數(shù)學(xué)教師在課堂教學(xué)中,通過數(shù)學(xué)游戲的設(shè)置,很容易激發(fā)學(xué)生的熱情,有助于學(xué)生數(shù)學(xué)能力提高。如在我國,九連環(huán)是一個十分古老的智力游戲,其環(huán)環(huán)相扣,形式多樣,解法多樣,并且其解法原理就是數(shù)學(xué)中的遞推關(guān)系,在九連環(huán)中只有第一環(huán)可以上下移動,要想解開第n個環(huán),需要滿足第(n-1)個環(huán)在架上,第(n-1)個環(huán)前面的所有環(huán)都不在架上。在課堂上教師可以給學(xué)生提供一個九連環(huán),讓學(xué)生挑戰(zhàn)一下,看看花費多長時間才能解開。解九連環(huán)對學(xué)生的耐心、毅力有很高要求,學(xué)生必須高度集中注意力才可以完成,學(xué)生在動手操作中,會逐步掌握其規(guī)律,最終會發(fā)現(xiàn)九連環(huán)的問題其實就是數(shù)學(xué)問題,這樣不僅促進了學(xué)生數(shù)學(xué)實踐能力提高,還可以讓學(xué)生充分感受到中華民族的聰明智慧。
(四) 數(shù)學(xué)思想中挖掘數(shù)學(xué)文化
數(shù)學(xué)思想是對數(shù)學(xué)概念、定理的本質(zhì)認識,也是數(shù)學(xué)學(xué)習中十分重要的知識點,學(xué)生通過數(shù)學(xué)思想方法學(xué)習,可以靈活的應(yīng)用數(shù)學(xué)知識來解決各種問題,有助于學(xué)生數(shù)學(xué)能力提高。而數(shù)學(xué)思想方法的發(fā)現(xiàn)更是與數(shù)學(xué)文化有極大關(guān)聯(lián),因此,在實踐教學(xué)中,教師還可以在數(shù)學(xué)思想方法教育中挖掘數(shù)學(xué)文化,強化學(xué)生的數(shù)學(xué)感悟。
如函數(shù)與方程思想,是高中數(shù)學(xué)中十分常見的思想方法,其通過挖掘題目中的數(shù)量關(guān)系,建立相應(yīng)的函數(shù)模型、方程、方程組,通過函數(shù)性質(zhì)或不同數(shù)量的聯(lián)系來解決問題。函數(shù)問題和方程問題可以相互轉(zhuǎn)化,教師在教學(xué)中可以指引學(xué)生借助函數(shù)與方程思想解決具體問題。如a=243、b=425、c=2513,比較三者的大小關(guān)系。在這個問題中,教師就可以引導(dǎo)學(xué)生通過函數(shù)思想來進行解題,a=243=1613、b=425=245,由于指數(shù)函數(shù)y=2x是單調(diào)增函數(shù),可以得出a=243>245=b,而冪函數(shù)y=x13屬于增函數(shù),因此,a=1613<2513=c,從而得出c>a>b。
又如數(shù)形結(jié)合思想,其也是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中十分常見的一種數(shù)學(xué)思想方法,其涉及以數(shù)輔形、以形助數(shù)兩個方面,通過形象的圖形與抽象的數(shù)學(xué)語言、數(shù)學(xué)符號相結(jié)合,可以實現(xiàn)抽象問題形象化演示,有助于學(xué)生學(xué)習能力提升。如函數(shù)f(x)=|2x-2|-b存在兩個零點,問b的取值范圍是多少?在這個問題中,可以利用數(shù)形結(jié)合的方式,根據(jù)題目信息f(x)=|2x-2|-b存在兩個零點,可以得出方程|2x-2|=b存在兩個不等實根,得出函數(shù)的f(x)=|2x-2|的圖像與函數(shù)y=b圖像存在兩個交點,如圖1所示,根據(jù)函數(shù)圖像信息,可以直接得出b的取值范圍是(0,2)。
五、 總結(jié)
總而言之,在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)學(xué)文化具有很高的地位,其對于學(xué)生的綜合發(fā)展有極大影響,因此,在實踐教學(xué)中,教師應(yīng)該結(jié)合學(xué)生的發(fā)展需求,注重數(shù)學(xué)文化的滲透,讓學(xué)生可以從中感受到數(shù)學(xué)學(xué)科的魅力,強化學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習效果,促進學(xué)生數(shù)學(xué)能力提升,實現(xiàn)學(xué)生數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)提升。
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作者簡介:晁普旗,江蘇省新沂市,新沂市高級中學(xué)。