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数学史是高等数学教学的重要组成部分,在高等数学教学的过程中适当的加入数学史的知识可以帮助学生加深对数学概念、数学方法的理解,激发学生学习数学的兴趣。
一、高等数学教学现状
高等数学作为高等学校一门重要的基础学科,一种各学科共同使用的准确的科学语言,对学生后继课程的学习以及思维品质的培养起着重要的作用。同时,数学的基础性地位也决定了它在自然科学、社会科学、工程技术领域及其它学科中发挥着愈来愈重要的作用。高等数学课程教学的成败,直接影响到各类专业人才的培养质量。但目前很多高校的高等数学教学还存在很多问题。
首先,教师的教学方法过于老套,大多数高等数学教师拘泥于知识的传授,上课局限于公式的严格推导、定理的证明、例题的讲解。至于如何启发学生思维,如何激发学生的学习兴趣、提高学生的学习积极性以及学习方法的引导等方面则很少研究。
其次,由于高等数学本身内容抽象、结构严谨,而且目前我国高等数学教材大都没有经过教学法的加工,学生不太容易接受,再加上教师教学方法的单一,那些数学基础本来就不是非常好的非数学专业学生很容易对高等数学的学习失去兴趣,所以容易形成恶性循环,造成期末考试不及格率高、学生厌学的现象。
二、数学史在高等数学教学中的作用
1.使学生树立正确的人生观和价值观。在高等数学教学中,必须在传授知识的同时培养学生各方面的素质。要注重智商和情商的双重培养;要培养正确的人生观和价值观,树立积极向上的生活态度,培养学生的各方面素质。数学史表明了数学的发展过程,将数学史上与高等数学教学内容相关的资料适当地引入课堂。如在讲“牛顿—莱布尼茨”公式时给学生介绍一下科学的巨人——牛顿和多才多艺的数学大师——莱布尼茨。在教学中引入伟大数学家的感人事迹,有助于学生们树立正确的人生观和价值观。
2.有利于激发学生的学习兴趣。著名教育家陶行知说:“兴趣是最好的老师”。王梓坤院士则曾指出:“数学教师的职责之一就在于培养学生对数学的兴趣,这等于给了他们长久钻研数学的动力。优秀的数学教师之所以在学生心中永志不忘,就是由于他点燃了学生心灵中热爱数学的熊熊火焰。”可见,兴趣对于学生学好数学和教师教好数学的重要性。事实上,任何知识的学习都是如此,只有有了兴趣,才有可能真正学好这部分知识。
在高等数学教学中,利用教学史的教育来激发学生的学习兴趣。主要表现在两个方面:
首先,教师可以在进行高等数学教学的同时,对于知识体系中所涉及到的数学家向学生进行介绍。介绍其生平的主要研究经历,介绍其研究成果的主要产生过程。这些知识能拉近学生对数学及数学家的距离,使学生产生学习数学甚至进行数学研究的兴趣。
其次,在进行高等数学教学的过程中,会涉及到许多抽象的概念、定理和理论,这些都是高等数学的基础知识。如果教师只是简单的介绍,学生会觉得晦涩难懂,从而难以有兴趣去学。但是,如果教师能在讲授这些知识的时候,向学生简要的介绍这些概念和定理、理论的产生和发展的过程,会使学生觉得有兴趣得多,当然知识也就容易掌握了。
3.加深学生对知识的理解。在讲“定积分”概念时,首先讲一个几何问题和一个物理问题,即曲边梯形的面积和变速直线运动的路程,然后通过对这两个问题共性的分析抽象出定积分的定义。为了加深学生对定义的理解,可以简单介绍一下在我国古代“无限细分,无限求和”的思想,魏晋时刘徽提出的“割圆术”。通过介绍,使学生了解微积分思想产生的历史,进而真正地理解“无限细分,无限求和”的数学模型,加深对知识的理解。
三、数学史融入高等数学教学的方式
1.穿插数学家的故事。数学家的故事有很多,在课堂上介绍数学家的故事,可以让学生从另一个角度了解数学和数学家,也能很好地活跃课堂气氛,让学生喜欢高等数学课。
2.穿插数学符号的故事。微分记号dx,dy和积分记号∫都是莱布尼兹引进的,符号d体现了微分的“差”的本质(d是deviation的首字母),符号∫体现了积分的“和”的本质(∫是将sum的首字母拉长)。欧拉也是一位符号大师,他引进了函数符号f(x)、求和符号、虚数符号i、自然对数底e等。字母e是高等数学里非常重要的常数,它的叫法很多:欧拉数、纳皮尔常数、银行家。常数,它是无理数,也是第一个被证明的超越数,它出现在高等数学里的一个重要极限中。这些故事让数学符号变得生动,学生通过故事重新认识数学符号,就不会觉得这些符号都是冷冰冰的了。
3.穿插有趣的数学问题。历史上很多数学问题引出了新的数学内容,比如约翰·伯努利提出的最速降线问题引出了一种新的数学方法——变分法。最速降线的问题是“设有不在同一铅直线上的两点A、B,在AB之间求一曲线,使重力作用下的粒子沿该曲线下落最快”,后来发表了五个解答,有雅克比、约翰兄弟的两篇,牛顿、莱布尼兹、洛必达的各一篇,其中约翰的解答是最漂亮的,但雅克比的做法影响最深远,他的做法真正体现了变分法思想。还有柯尼斯堡七桥问题最终引出了拓扑学和图论。这些数学问题可以让学生体会到数学的思想,培養学生的数学思维能力和创造性思维能力。
伟大的法国数学家亨利·庞加莱曾说:“如果我们想要预测数学的未来,那么适当的途径是研究这门学科的历史和现状。”因此,在高等数学教学中,把一些重要的数学史介绍给学生,可以增强学生对数学知识的理解,激发学生学习兴趣,从而提高教学质量。
参考文献:
[1]吴文俊.世界著名科学家传[M].北京:科学出版社,1990.
[2]朱家生.数学史[M].北京:高等教育出版社,2004.
一、高等数学教学现状
高等数学作为高等学校一门重要的基础学科,一种各学科共同使用的准确的科学语言,对学生后继课程的学习以及思维品质的培养起着重要的作用。同时,数学的基础性地位也决定了它在自然科学、社会科学、工程技术领域及其它学科中发挥着愈来愈重要的作用。高等数学课程教学的成败,直接影响到各类专业人才的培养质量。但目前很多高校的高等数学教学还存在很多问题。
首先,教师的教学方法过于老套,大多数高等数学教师拘泥于知识的传授,上课局限于公式的严格推导、定理的证明、例题的讲解。至于如何启发学生思维,如何激发学生的学习兴趣、提高学生的学习积极性以及学习方法的引导等方面则很少研究。
其次,由于高等数学本身内容抽象、结构严谨,而且目前我国高等数学教材大都没有经过教学法的加工,学生不太容易接受,再加上教师教学方法的单一,那些数学基础本来就不是非常好的非数学专业学生很容易对高等数学的学习失去兴趣,所以容易形成恶性循环,造成期末考试不及格率高、学生厌学的现象。
二、数学史在高等数学教学中的作用
1.使学生树立正确的人生观和价值观。在高等数学教学中,必须在传授知识的同时培养学生各方面的素质。要注重智商和情商的双重培养;要培养正确的人生观和价值观,树立积极向上的生活态度,培养学生的各方面素质。数学史表明了数学的发展过程,将数学史上与高等数学教学内容相关的资料适当地引入课堂。如在讲“牛顿—莱布尼茨”公式时给学生介绍一下科学的巨人——牛顿和多才多艺的数学大师——莱布尼茨。在教学中引入伟大数学家的感人事迹,有助于学生们树立正确的人生观和价值观。
2.有利于激发学生的学习兴趣。著名教育家陶行知说:“兴趣是最好的老师”。王梓坤院士则曾指出:“数学教师的职责之一就在于培养学生对数学的兴趣,这等于给了他们长久钻研数学的动力。优秀的数学教师之所以在学生心中永志不忘,就是由于他点燃了学生心灵中热爱数学的熊熊火焰。”可见,兴趣对于学生学好数学和教师教好数学的重要性。事实上,任何知识的学习都是如此,只有有了兴趣,才有可能真正学好这部分知识。
在高等数学教学中,利用教学史的教育来激发学生的学习兴趣。主要表现在两个方面:
首先,教师可以在进行高等数学教学的同时,对于知识体系中所涉及到的数学家向学生进行介绍。介绍其生平的主要研究经历,介绍其研究成果的主要产生过程。这些知识能拉近学生对数学及数学家的距离,使学生产生学习数学甚至进行数学研究的兴趣。
其次,在进行高等数学教学的过程中,会涉及到许多抽象的概念、定理和理论,这些都是高等数学的基础知识。如果教师只是简单的介绍,学生会觉得晦涩难懂,从而难以有兴趣去学。但是,如果教师能在讲授这些知识的时候,向学生简要的介绍这些概念和定理、理论的产生和发展的过程,会使学生觉得有兴趣得多,当然知识也就容易掌握了。
3.加深学生对知识的理解。在讲“定积分”概念时,首先讲一个几何问题和一个物理问题,即曲边梯形的面积和变速直线运动的路程,然后通过对这两个问题共性的分析抽象出定积分的定义。为了加深学生对定义的理解,可以简单介绍一下在我国古代“无限细分,无限求和”的思想,魏晋时刘徽提出的“割圆术”。通过介绍,使学生了解微积分思想产生的历史,进而真正地理解“无限细分,无限求和”的数学模型,加深对知识的理解。
三、数学史融入高等数学教学的方式
1.穿插数学家的故事。数学家的故事有很多,在课堂上介绍数学家的故事,可以让学生从另一个角度了解数学和数学家,也能很好地活跃课堂气氛,让学生喜欢高等数学课。
2.穿插数学符号的故事。微分记号dx,dy和积分记号∫都是莱布尼兹引进的,符号d体现了微分的“差”的本质(d是deviation的首字母),符号∫体现了积分的“和”的本质(∫是将sum的首字母拉长)。欧拉也是一位符号大师,他引进了函数符号f(x)、求和符号、虚数符号i、自然对数底e等。字母e是高等数学里非常重要的常数,它的叫法很多:欧拉数、纳皮尔常数、银行家。常数,它是无理数,也是第一个被证明的超越数,它出现在高等数学里的一个重要极限中。这些故事让数学符号变得生动,学生通过故事重新认识数学符号,就不会觉得这些符号都是冷冰冰的了。
3.穿插有趣的数学问题。历史上很多数学问题引出了新的数学内容,比如约翰·伯努利提出的最速降线问题引出了一种新的数学方法——变分法。最速降线的问题是“设有不在同一铅直线上的两点A、B,在AB之间求一曲线,使重力作用下的粒子沿该曲线下落最快”,后来发表了五个解答,有雅克比、约翰兄弟的两篇,牛顿、莱布尼兹、洛必达的各一篇,其中约翰的解答是最漂亮的,但雅克比的做法影响最深远,他的做法真正体现了变分法思想。还有柯尼斯堡七桥问题最终引出了拓扑学和图论。这些数学问题可以让学生体会到数学的思想,培養学生的数学思维能力和创造性思维能力。
伟大的法国数学家亨利·庞加莱曾说:“如果我们想要预测数学的未来,那么适当的途径是研究这门学科的历史和现状。”因此,在高等数学教学中,把一些重要的数学史介绍给学生,可以增强学生对数学知识的理解,激发学生学习兴趣,从而提高教学质量。
参考文献:
[1]吴文俊.世界著名科学家传[M].北京:科学出版社,1990.
[2]朱家生.数学史[M].北京:高等教育出版社,2004.