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[摘要]在高中數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中,教師比較注重講授知識(shí)點(diǎn)、解題策略和具體過(guò)程,以適應(yīng)高考需求,所以往往忽略對(duì)數(shù)學(xué)文化的滲透。文章從數(shù)學(xué)史料的引入、數(shù)學(xué)思想的形成過(guò)程、數(shù)學(xué)美的鑒賞、數(shù)學(xué)的實(shí)際應(yīng)用四個(gè)方面論析數(shù)學(xué)文化在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的融合策略。
[關(guān)鍵詞]高中數(shù)學(xué)教學(xué);數(shù)學(xué)文化;融合策略

眾所周知,新課程的一個(gè)重要理念就是將數(shù)學(xué)的文化價(jià)值體現(xiàn)出來(lái)。數(shù)學(xué)文化到底是什么呢?雖然不同的專家學(xué)者有各自不同的觀點(diǎn),但主要分成廣義和狹義兩種。從廣義上理解,數(shù)學(xué)文化是指數(shù)學(xué)本身;從狹義上理解,數(shù)學(xué)文化是指數(shù)學(xué)的思想方法、觀點(diǎn)、數(shù)學(xué)語(yǔ)言及其形成和發(fā)展的過(guò)程。因此,教師加大對(duì)學(xué)生數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)的培養(yǎng),無(wú)疑將加深他們知識(shí)的深度和廣度,提升他們的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)。那么,數(shù)學(xué)文化應(yīng)怎樣融人平時(shí)的教學(xué)過(guò)程中呢?筆者認(rèn)為主要有以下四個(gè)策略。
一、導(dǎo)入數(shù)學(xué)史料,激發(fā)學(xué)生興趣
數(shù)學(xué)史是傳播數(shù)學(xué)文化的有效途徑。數(shù)學(xué)文化是人類文明的體現(xiàn),是歷史的積淀。學(xué)生通過(guò)數(shù)學(xué)史的學(xué)習(xí),可以感受數(shù)學(xué)發(fā)展的波折和樂(lè)趣;通過(guò)對(duì)古代數(shù)學(xué)專著的引用,可以啟發(fā)學(xué)生理解數(shù)學(xué)知識(shí)并很好地應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)。
筆者在引入“弧度制”這節(jié)內(nèi)容時(shí),特別講述了弧度制的歷史由來(lái):弧度制思想起源于印度。瑞士數(shù)學(xué)家歐拉提出了嚴(yán)格的弧度定義。“弧度”一詞是湯姆生于1873年6月5日在一次數(shù)學(xué)考試題目中首次使用,并最終被人們廣泛接受的。弧度制通過(guò)歷史演變,闡明了其存在意義就是為了統(tǒng)一進(jìn)位制和簡(jiǎn)化公式及運(yùn)算,為后續(xù)學(xué)習(xí)三角函數(shù)的圖像和性質(zhì)作鋪墊。通過(guò)簡(jiǎn)要介紹弧度制的發(fā)展緣由、作用和對(duì)后續(xù)學(xué)習(xí)的幫助,讓學(xué)生了解其在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中的地位和作用,從而使學(xué)生更自然地接受新知。
二、學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)思想,體會(huì)知識(shí)形成
數(shù)學(xué)思想方法揭示了數(shù)學(xué)的實(shí)質(zhì),是解決數(shù)學(xué)問(wèn)題的根本策略,自然也是數(shù)學(xué)文化的一部分。每一種數(shù)學(xué)思想的產(chǎn)生都有其豐富的數(shù)學(xué)文化背景,教師在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)將這種文化背景進(jìn)行深度挖掘,讓學(xué)生更好地理解數(shù)學(xué)思想方法。
以概率思想為例,它是通過(guò)進(jìn)行大量的隨機(jī)實(shí)驗(yàn)后,觀察實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,從而得到具備穩(wěn)定性的統(tǒng)計(jì)結(jié)論,最終再去解釋隨機(jī)現(xiàn)象。概率思想起源于16世紀(jì)的賭博問(wèn)題:同時(shí)投擲兩枚骰子,如果擲出的點(diǎn)數(shù)之和大于6就叫“大”,擲出的點(diǎn)數(shù)之和小于或者等于6就叫“小”,你愿意押“大”還是押“小”?在講授“古典概率”這節(jié)內(nèi)容時(shí),筆者特地將這個(gè)問(wèn)題作為引子,與學(xué)生做投骰子的游戲,通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬讓學(xué)生感受到押大或押小并不是只靠運(yùn)氣,而是有一定的概率原理包含其中,從而初步構(gòu)建起概率思想。在后續(xù)學(xué)習(xí)古典概率時(shí),同樣通過(guò)該問(wèn)題學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)家卡爾達(dá)諾的解決方法,引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)古典概率公式,理解公式的形成過(guò)程,構(gòu)建概率模型。課后讓學(xué)生閱讀古代數(shù)學(xué)家帕斯卡、費(fèi)馬如何解決17世紀(jì)歐洲流行的骰子賭博——分賭本問(wèn)題。學(xué)生通過(guò)了解一系列的數(shù)學(xué)文化背景,能逐步構(gòu)建起有關(guān)概率學(xué)的知識(shí)框架,形成概率思想。
三、展示數(shù)學(xué)之美,提升欣賞水平
1.簡(jiǎn)潔芙
數(shù)學(xué)的簡(jiǎn)潔不是指簡(jiǎn)單的、膚淺的,而是用抽象、概括的數(shù)學(xué)概念或定理來(lái)表達(dá)客觀世界。例如,組合數(shù)的性質(zhì)(
),如果用文字語(yǔ)言表述,會(huì)顯得繁雜、難懂,但采用數(shù)學(xué)公式來(lái)表達(dá)就非常簡(jiǎn)潔、清晰。
2.和諧美
和諧美是協(xié)調(diào)一致的統(tǒng)一。它是事物之間按一定規(guī)律互相聯(lián)系、按一定秩序協(xié)調(diào)變化的,主要體現(xiàn)在內(nèi)容和形式的統(tǒng)一性和對(duì)稱性上。挖掘數(shù)學(xué)的和諧美,在數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐中常可收到事半功倍的效果。例如,圓錐曲線雖然定義、形態(tài)各異,但都可以用離心率e統(tǒng)一在一個(gè)定義中,很好地體現(xiàn)了數(shù)學(xué)的和諧美。
3.奇異芙
奇異美在于原有的習(xí)慣法則和統(tǒng)一模式被新事物打破,從而有一種超乎想象的驚奇和震撼。笛卡爾把相互對(duì)立的“數(shù)”與“形”用坐標(biāo)系統(tǒng)一起來(lái),改變了原有的研究方法,推動(dòng)了數(shù)學(xué)學(xué)科的巨大進(jìn)步,這正是數(shù)學(xué)奇異美的最好詮釋。又如布豐的投針試驗(yàn),用幾何概率模型來(lái)計(jì)算圓周率π,也讓學(xué)生充分感受到了數(shù)學(xué)的奇異美。
教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)充分挖掘教科書里隱含的各種素材,讓學(xué)生感受到數(shù)學(xué)圖形、數(shù)學(xué)思維、數(shù)學(xué)表達(dá)與數(shù)學(xué)模型建構(gòu)的美,從而提升對(duì)數(shù)學(xué)美的欣賞水平。
四、感受數(shù)學(xué)應(yīng)用,體現(xiàn)實(shí)際價(jià)值
對(duì)數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí),首先是對(duì)文化的學(xué)習(xí),其次是對(duì)文化的應(yīng)用。生活中遇到的各方面的數(shù)學(xué)問(wèn)題都可以看成是數(shù)學(xué)文化的延伸。高中數(shù)學(xué)教科書中涉及許多與生活相關(guān)的數(shù)學(xué)問(wèn)題,例如,指對(duì)數(shù)函數(shù)模型可以應(yīng)用于解答儲(chǔ)蓄、考古等問(wèn)題上;三角函數(shù)模型可以應(yīng)用到解釋潮汐現(xiàn)象上;概率統(tǒng)計(jì)問(wèn)題可以應(yīng)用到購(gòu)買股票、彩票等問(wèn)題上,這些都與生活密切相關(guān),體現(xiàn)了數(shù)學(xué)在實(shí)際生活中的應(yīng)用。教師將生活中的數(shù)學(xué)文化引入課堂教學(xué),并用科學(xué)的數(shù)學(xué)方法分析、解決問(wèn)題,不僅可以培養(yǎng)學(xué)生觀察生活的自覺(jué)性,還能提升學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的成就感。
下面,通過(guò)一個(gè)具體案例來(lái)展示如何將數(shù)學(xué)文化滲透進(jìn)數(shù)學(xué)教學(xué)的過(guò)程中。
本節(jié)課是筆者到師大二附中上的一堂示范課,整堂課以此為背景展開(kāi)教學(xué),課題為《兩個(gè)計(jì)數(shù)原理》。
【初步感知】給出以下四個(gè)相互聯(lián)系又有區(qū)別的實(shí)例進(jìn)行辨析,從而引入兩個(gè)基本的計(jì)數(shù)原理。
(1)-天中,從我家到學(xué)校可以自駕或乘坐公交車,已知自駕的線路有3種,乘坐公交車的線路有4種,問(wèn)共有幾種走法?
(2)我臨時(shí)改變行程,要從我家先開(kāi)私家車到火車站去接兩位老師,再?gòu)幕疖囌境斯卉嚨綄W(xué)校,已知開(kāi)私家車到火車站有3條線路。從火車站乘公交車到學(xué)校有4條線路,問(wèn)從我家到學(xué)校共有幾種走法?
(3)我們來(lái)到學(xué)校,需從你們班的33名男生、23名女生中任選1人來(lái)為我們引路,共有幾種選法?
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