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应用型人才培养模式下高等数学引入数学史教学的探索
摘要:高等数学是工科院校重要的基础课之一,教师如何教好高等数学对应用型人才的培养具有重要作用。而在高等数学教学中数学史的作用是巨大的,合理的运用数学史,能激发学生学习数学的兴趣,使学生掌握正确的学习方法,提高学生解决实际问题的能力,从而促进全社会的发展。
关键词:应用型人才;高等数学;数学史
引言
高等数学作为高校教学中十分重要的一门科目,涉及到众多理工科的专业领域,开展好高等数学教学工作是培养应用型人才的基础之一,学好高等数学,对培养学生严谨、理性的思维等方面起到至关重要的作用,能为众多理工科学生的专业学习打下坚实基础,为日后的专业发展做好铺垫。
高等数学有这样的一个特点,它的逻辑性很强,推理层层推进很严谨,想要学好这样的一门课程,必须要进行大量的思考和计算。但是,高等数学也有很有趣的一面,比如有趣的数学史,阿基米德因为所专注的数学题被人践踏而与士兵发生争执,最后被敌人无情的杀害,使人不禁为之惋惜;四色问题的证明至今仍吸引着无数的数学爱好者,使人不禁叹服其魅力,等等诸多典型有趣的数学问题,教师在课堂上引入数学史能激发学生学习兴趣,提高其应用数学的能力。
1高等数学引入数学史教学
教学是一项有明确目的的人类活动。关于高等数学教学我觉得有有几个原则。第一,要注重教学的目的性原则,除了传授基础知识和技能,还应该培养学生的数学应用能力。第二,要注重高等数学教学的准备性原则,高等数学教学是一个特殊的认知过程,它是学生在老师指导下的认知,这就要求老师要提供丰富的背景资料。
1.1激发学生学习数学的兴趣
高等数学就像一片神秘浩瀚的未知大陆,学习的过程必定是充满艰辛的,学生都喜欢听故事,多介绍著名数学家的奇闻趣事和数学史上的经典猜想,就能在日常教学中逐渐培养学生学习的兴趣。
法国数学家庞加莱所说:“科学家研究自然,是因为他爱自然,他之所以爱自然,是因自然是美好的。”巧妙的解题思路、简明的数学语言、优美的数学语言无不给人一种美的享受,让学生静下来去感受数学的美,他们就能享受数学的学习。数学史源远流长、内容繁多,而教材言简意赅、浓缩精炼,想通过教材去了解数学的发展,注定只是管窥蠡测。数学的魅力只有数学史才能准确的诠释。
1.2使学生掌握正确的学习方法
人们探索事情的方法是有迹可循的,同学在研究解决数学题时借鉴下前辈的方法,或许会有意外的收货。著名数学家阿达玛在《数学领域中的发明心理学》指出:“一个学生解决某一代数或几何问题的过程与数学家做出发现或创造的过程具有相同的性质,而至多只有程度上的差异。”[8]
数学史上的成果多数都是从个例出发,然后推理分析得出一般性的定理。而教材上的知识体系与数学史上的探索历程却恰恰相反,这样就抑制了学生自主的学习思维,把数学的学习过程变成了对数学内容死记硬背的过程,自然就严重影响了学生的学习兴趣。所以,打破现有的教学模式,建立恰当的教学场景,还原正确的认知过程,释放学生的天性,使学生自发地、主动地去学习数学。
1.3提高学生解决问题的能力
学以致用,学习的目的就是为了能更好的应用于生活,进行数学教育的目的也是如此。虽然生活中数学的应用随处可见,但数学真正使人受益终生的是数学思维。著名数学家米山国藏说:“科学工作者所需要的数学知识,相对地说是不够的,而数学的精神、思想与方法却是绝对必需的,数学知识可以记忆一时,但数学思想方法却永远发挥作用,可以受益终生,是数学能力之所在。”
数学史是无数数学家智慧的结晶,他们研究问题的时代背景、先后过程、思想方法都在其中得以体现,仔细的研读数学史,将会收益良多。比如经典的“四色问题”,仔细研读数学史,可以了解前人研究“四色问题”的艰苦条件和决不放弃的精神,使学生不仅能从中学习数学的思想方法,还能使他们珍惜现有的条件,努力奋发学习。相信,通过“四色问题”的认真探讨,“机器证明”这个新鲜的概念能深入学生的脑海,无疑这在现在的信息化社会具有重要的意义。
2对数学史融入高等数学教学的几点建议
2.1以熟悉高等数学的历史为重点
通过对数学史的仔细研读,我们可以发现数学发展中的客观规律,在某种程度上或许可以推导出数学发展的未来趋势,这对当今及以后的数学发展具有指导性的作用。数学史记录着着数学发展至今的种种,在历史的长河中,为数学做出卓越贡献的人,对数学的发展提供巨大推动力的人,会被世人铭记,会被世人称赞。
在人类文明前进的每一个环节,都有着数学的身影,可以毫不夸张地说,没有数学就没有现如今美好繁荣的社会,数学史应该得到应有的重视。因为数学史的巨大作用,研究学习它的人,在今后的生活中,必将受益匪浅。比如在教学的课堂上,讲述费马大定理的求解过程,集合概念引进的曲折历史,定会引起学生对数学世界无限的遐想,不仅能开拓他们的视野,而且能激起他们的学习欲望。
2.2注重高等数学知识的演化
社会上的每一个发现,总蕴含着艰辛的探究和深刻的思考,它的出现让人们付出了大量的劳动,对于数学史上的每一个发现,它的背后也有着相关的背景,这是一个辩证的过程。如果把数学史上的发现过程在课堂上进行还原,由教师和同学们一起再现这个过程,相信学生一定会乐在其中,富有积极性的融入这个发现的过程,这样就会使学生学会独立思考、获得灵感,从而体会到探索发现的乐趣。
3结束语
数学史在高等数学教育上的作用是无与伦比的,其地位也是无可替代的。学习数学史的不仅能培养学生的数学素养,还能为学生提供不同的视角去应用高等数学知识解决实际问题。数学史融入数学教学不仅能带来教学内容的新知,而且能从根本上培养学生应用数学的能力。通过数学史的学习,数学家研究解决问题的数学思维得以体现,学生就可以借鉴学习,做到知其然知其所以然,加深对内容的理解。
所以,教师应当积极的思考将数学史融入教学的有效途径,探索更加合理有效的数学教育模式,为培养出社会发展所需的综合型、创新型、应用型人才打下坚实的数学基础。
参考文献:
[1]王策三.教学论稿[M].北京:人民教育出版社,1985:89-90.
[2]王金梅.数学史在高中数学教学中的应用研究[D].内蒙古师范大学,2011.
[3]魏尔德.数学的文化价值及与其他科学的关系[J].科学月刊,1974,54.
作者简介:孙彩贤(1976,11-),籍贯:河南开封人,学历:硕士研究生,职称:讲师,研究方向:运筹学与控制论。
项目编号:lxyjy202214,项目名称:应用型人才培养中高等数学的教学质量与教学改革的探索
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