数学文化与数学史论文怎么写好写
论文的基本写作思路:就是“三段论”,即“是什么?”,“为什么?”,“怎么办?”。1、首先解释数学文化是什么, 具体概念是什么,也就是定义以及相关情况。2、详细进行论述问题, 对你要论述的问题进行展开分析、数学文化的起源,发展过程,这是重点,应当说透。3、提出论文的结论。分析了问题以后,就是怎么解决问题,也是具体对策、办法。要给人以启示、启发,看了有所收获。第1章 绪论一篇完整的论文通常由题目、摘要、目录、正文、结论、参考文献、致谢、附录等几部分构成,除外语类专业外一律采用汉语撰写。论文的总篇幅包括图表在内(附录除外),理、工、管理、文科(除外语)论文正文部分字数应不少于10000字,外语专业论文3000~5000个(外文)单词,且必须用外文撰写。第一级标题要另起一页,用三号黑体居中,行间距20磅,段前距18磅,段后距30磅,数字与标题之间空两个中文字符。正文用小四号宋体,段落行间距为20磅,段前段后均为0。首行缩进2个中文字符。第2章 正文要求论文的正文是主体部分,要着重反映自己的工作,突出新的见解,例如新思想、新观点、新规律、新研究方法、新结果等。正文可以包括:调查对象、实验和观测方法、仪器设备、材料原料、实验和观测结果、计算方法和编程原理、数据资料、经过加工整理的图表、形成的论点和导出的结论等。正文要求论点正确,推理严谨,数据可靠,文字精练,条理分明,文字图表清晰整齐。利用别人研究成果必须附加说明。引用前人材料必须引证原著文字。在论文的行文上,要注意语句通顺,达到科技论文所必须具备的“正确、准确、明确”的要求。由于研究工作涉及的学科、选题、研究方法、工作进程、结果表达方式等有很大的差异,不对正文内容作统一硬性的规定。但是,必须实事求是,合乎逻辑,层次分明。第3章 结论结论是理论分析和实验结果的逻辑发展,是整篇论文的归宿。结论是在理论分析、试验结果的基础上,经过分析、推理、判断、归纳的过程而形成的总观点。结论的措词必须严谨,逻辑性必须严密,文字必须鲜明具体。如果不可能导出应用的结论,也可以没有结论,但需进行必要的讨论。结论的内容应包含论文中研究的问题、采用的方法、得出的结果,另外可以在结论或讨论中提出建议、研究设想、仪器设备改进意见、尚待解决的问题。按照以上的顺序先把大体结构写出来,再进行细微整合即可。
1、好好坐数学。2、把心里想说的话写下来。3、论文OK了。
有关数学史的论文学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科,《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而现阶段高中学生对数学的看法大都停留在感性的层面上——枯燥、难学。数学的本质特征是什么?当今数学究竟发展到了哪个阶段?在科学中的地位如何?与其它学科有什么联系?这些问题大都不被学生全面了解,而从数学史中可以找到这些问题的答案。 日本数学家藤天宏教授在第九次国际数学教育大会报告中指出,人类历史上有四个数学高峰:第一个是古希腊的演绎数学时期,它代表了作为科学形态的数学的诞生,是人类“理性思维”的第一个重大胜利;第二个是牛顿-莱布尼兹的微积分时期,它为了满足工业革命的需要而产生,在力学、光学、工程技术领域获得巨大成功;第三个是希尔伯特为代表的形式主义公理化时期;第四个是以计算机技术为标志的新数学时期,我们现在就处在这个时期。而数学历史上的三大危机分别是古希腊时期的不可公度量,17、18世纪微积分基础的争论和20世纪初的集合论悖论,它同前三个高峰有着惊人的密切联系,这种联系绝不是偶然,它是数学作为一门追求完美的科学的必然。学生可以从这种联系中发现数学追求的是清晰、准确、严密,不允许有任何杂乱,不允许有任何含糊,这时候学生就很容易认识到数学的三大基本特征——抽象性、严谨性和广泛应用性了。 同时,介绍必要的数学史知识可以使学生在平时的学习中对所学问题的背景产生更加深入的理解,认识到数学绝不是孤立的,它与其他很多学科都关系密切,甚至是很多学科的基础和生长点,对人类文明的发展起着巨大的作用。从数学史上看,数学和天文学一直都关系密切,海王星的发现过程就是一个很好的例子;它与物理学也密不可分,牛顿、笛卡儿等人既是著名的数学家也是著名的物理学家。在我们所处的新数学时期,数学(不仅仅是自然科学)逐步进入社会科学领域,发挥着意想不到的作用,可以说一切高技术的背后都有某种数学技术支持,数学技术已经成为知识经济时代的一个重要特征。这些认识对于一个学习数学十余年的高中生来说是很有必要,也是必不可少的。 二、 学习数学史有利于培养学生正确的数学思维方式 现行的数学教材一般都是经过了反复推敲的,语言十分精练简洁。为了保持了知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。虽利于学生接受知识,但很容易使学生产生数学知识就是先有定义,接着总结出性质、定理,然后用来解决问题的错误观点。所以,在教学与学习的过程中存在着这样一个矛盾:一方面,教育者为了让学生能够更快更好的掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到知识大都是经过问题、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的。影响了学生正确数学思维方式的形成。 数学史的学习有利于缓解这个矛盾。通过讲解一些有关的数学历史,让学生在学习系统的数学知识的同时,对数学知识的产生过程,有一个比较清晰的认识,从而培养学生正确的数学思维方式。这样的例子很多,比如说微积分的产生:传统的欧式几何的演绎体系是产生不了微积分的,它是牛顿、莱布尼兹在古希腊的“穷竭法”、“求抛物线弓形面积”等思想的启发下为了满足第一次工业革命的需要创造得到的,产生的初期对“无穷小”的定义比较含糊,也不像我们现在看到的这样严密,在数学家们的不断补充、完善下,经过几十年才逐步成熟起来的。 数学史的学习可以引导学生形成一种探索与研究的习惯,去发现和认识在一个问题从产生到解决的过程中,真正创造了些什么,哪些思想、方法代表着该内容相对于以往内容的实质性进步。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,有利于学生对一些数学问题形成更深刻的认识,了解数学知识的现实来源和应用,而不是单纯地接受教师传授的知识,从而可以在这种不断学习,不断探索,不断研究的过程中逐步形成正确的数学思维方式。 三、 学习数学史有利于培养学生对数学的兴趣,激发学习数学的动机 动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学的观点讲,动机可分为两个部分;人的好奇心、求知欲、兴趣、爱好构成了有利于创造的内部动机;社会责任感构成了有利于创造的外部动机。兴趣是最好的动机。在日本中学生夺取国际IEA调查总分第一名的同时,却发现日本学生不喜欢数学的比例也是第一,这说明他们的好成绩是在社会、家长、学校的压力下获得的。中国的情况如何呢?尚无全面的报道,但河南省新乡市四所中学的高中生学习数学情况的调查发现:“我不喜欢数学,但为了高考,我必须学好数学”的学生占被调查者的比例高达21%,而对数学“很感兴趣”的只有12%。可见目前中学生的学习动机不明确,对数学的兴趣也很不够,这些都极大地影响了学习数学的效果。但这并不是因为数学本身无趣,而是它被我们的教学所忽视了。在数学教育中适当结合数学史有利于培养学生对数学的兴趣,克服动机因素的消极倾向。 数学史中有很多能够培养学生学习兴趣的内容,主要有这几个方面:一是与数学有关的小游戏,例如巧拿火柴棒、幻方、商人过河问题等,它们有很强的可操作性,作为课堂活动或是课后研究都可以达到很好的效果。二是一些历史上的数学名题,例如七桥问题、哥德巴赫猜想等,它们往往有生动的文化背景,也容易引起学生的兴趣。还有一些著名数学家的生平、轶事,比如说一些年轻的数学家成材的故事,《标准》中提到的“从阿贝尔到伽罗瓦”,阿贝尔22岁证明一般五次以上代数方程不存在求根公式,伽罗瓦创建群论的时候只有18岁。还有法国数学家帕斯卡,16岁成为射影几何的奠基人之一,19岁发明原始计算器;德国数学家高斯19岁解决正多边形作图的判定问题,20岁证明代数基本定理,24岁出版影响整个19世纪数论发展、至今仍相当重要的《算术研究》;还有的是许多出生贫穷卑微的数学家通过自己的艰苦努力,最终在的数学研究上有骄人成绩的例子,如19世纪的大几何学家施泰纳出身农家自幼务农,直到14岁还没有学过写字,18岁才正式开始读书,后来靠做私人教师谋生,经过艰苦努力,终于在30岁时在数学上做出重要工作,一举成名。如果在教学中加入这些学生感兴趣又有知识性的内容,消除学生对数学的恐惧感,增加数学的吸引力,数学学习也许就不再是被迫无奈的了。 四、学习数学史为德育教育提供了舞台 在《标准》的要求下,德育教育已经不是像以前那样主要是政治、语文、历史这些学科的事了,数学史内容的加入使数学教育有更强大的德育教育功能,我们从下几个方面来探讨一下。 首先,学习数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的中学教材讲的大都是外国的数学成就,对我国在数学史上的贡献提得很少, 其实中国数学有着光辉的传统,有刘徽、祖冲之、祖暅、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等一批优秀的数学家,有中国剩余定理、祖暅公理、“割圆术”等具有世界影响的数学成就,对其中很多问题的研究也比国外早很多年。《标准》中“数学史选讲”专题3就是“中国古代数学瑰宝”,提到《九章算术》、“孙子定理”这些有代表意义的中国古代数学成就。 然而,现阶段爱国主义教育又不能只停留在感叹我国古代数学的辉煌上。从明代以后中国数学逐渐落后于西方,20世纪初,中国数学家踏上了学习并赶超西方先进数学的艰巨历程。《标准》中“数学史选讲”专题11—— “中国现代数学的发展”也提到要介绍“现代中国数学家奋发拼搏,赶超世界数学先进水平的光辉历程”。在新时代的要求下,除了增强学生的民族自豪感之外,还应该培养学生的“国际意识”,让学生认识到爱国主义不是体现在“以己之长,说人之短”上,在科学发现上全人类应该相互学习、互相借鉴、共同提高,我们要尊重外国的数学成就,虚心的学习,“洋为中用”。 其次,学习数学史可以引导学生学习数学家的优秀品质。任何一门科学的前进和发展的道路都不是平坦的,无理数的发现,非欧几何的创立,微积分的发现等等这些例子都说明了这一点。数学家们或是坚持真理、不畏权威,或是坚持不懈、努力追求,很多人甚至付出毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31岁右眼失明,晚年视力极差最终双目失明,但他仍以坚强的毅力继续研究,他的论文多而且长,以致在他去世之后的10年内,他的论文仍在科学院的院刊上持续发表。对那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍这样一些大数学家在遭遇挫折时又是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用。 最后,学习数学史可以提高学生的美学修养。数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服。能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以引导学生领悟数学美。很多著名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理,有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,意大利著名画家达芬奇、印度国王Bhaskara、美国第20任总统Carfield等都给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所著《毕达哥拉斯命题艺术》的第二版中收集了它的370种证明,充分展现了这个定理的无穷魅力。黄金分割同样十分优美和充满魅力,早在公元前6世纪它就为毕达哥拉斯学派所研究,近代以来人们又惊讶地发现,它与著名的斐波那契数列有着十分密切的内在联系。同时,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、体积三角公式的统一美、非欧几何的奇异美等时,可以形成对数学良好的情感体验,数学素养和审美素质也得到了提高,这是德育教育一个新的突破口。
数学史与数学文化论文怎么写好写
浅谈数学文化中的和合思想和合是我国传统文化的一个重要概念。“和”是平和、和谐、祥和、协调的意思。“合”是合作、对称、结合、统一的意思。和合思想认为,整个物质世界是一个和谐的整体,宇宙、自然、社会、精神各元素都处在一个和谐的优化结构中。而数学文化系统就是一个完美的和谐优化结构。数学文化中的数学发展史、数学哲学思想、数学方法、数学美育等重要内容蕴含着丰富的和合思想。其具体体现是整体系统性、平衡稳定性、有序对称性。一、整体系统性数学公理系统的相容性数学的公理化系统具有相容性、独立性和完备性。在这三项基本要求中,最主要的是相容性。相容性就是不矛盾性或和谐性,是指各公理不能互相抵触,它们推导的真命题也不能互相矛盾,公理系统的相容性是数学系统和谐的基础,也是基本要求。除了数学各分支自身要形成相容的公理系统之外,数学还要求各分支之间互相协调,不能互相抵触。有的系统之间,还形成密切的同构关系,在不同的数学系统之间,相容性是一致的。例如欧氏几何与非欧几何(罗式几何、黎曼几何)中平行公理是互否的命题,可在欧氏几何中构造非欧几何的模型,所以可以这样说只要欧氏几何无矛盾,那么非欧几何也是无矛盾的。数学运算系统的完整性数学的运算法则、运算公式、运算结论都是完整的、准确的。特别是数学的运算语言,它把文字语言、符号语言、图像语言完全融合到一个统一体中,互相印证、互相诠释、互相转化,达到了天衣无缝的完美。当扩充数系时,要建立新的理论和运算拓广原有运算和关系时,要尽量保持原有的运算、关系的一致性,如有不一致,必须作一规定,使新系统与原有系统和谐。数学推理系统的严密性在我们日常的数学活动中,常常用到反证法,在这种方法中,往往不仅要用到系统的公理和定理,而且要用到其他分支的知识。在整个推理过程中要和谐。例如古希腊三大著名问题之一化圆为方,即作一个与给定圆面积相等的正方形。要证明用圆规和直尺不能作出等面积的正方形就需要用到数“=”的超越性。在数学上的等式、解析式中出现“=”是和谐的体现。二、平衡稳定性“和合思想”认为天地自然万物处于平衡、和谐、有序的状态。各个事物、要素互依、互涵、互补,处于全面的、立体的相互作用的过程之中。而数学的平衡稳定性很好地体现了和合思想。数学发展的平衡稳定数学科学与其它学科相比,一个重要的特点就是历史的累积性、发展的平衡稳定性。也就是说重大的数学理论总是在继承和发展原有理论的基础上建立起来的,他们不仅不会推翻原有的理论,而且总是包容原有的理论。比如天文学的“地心说”被“日心说”所代替,物理学中关于光的“粒子说”被“波动说”代替,化学中的“燃素说”被“氧化说”代替等等,而数学从来没有发生过这样的情况。这正如一位数学史家H?汉科尔所说:“在大多数学科里,一代人的建筑为下一代人所拆毁,一个人的创造被另一个人所破坏,唯独数学,每一代人都在古老的大厦上添加一层楼”。数学的这一平衡稳定性,正是数学学科能不断焕发出无限活力和强大生命力根源。数学学习过程的平衡稳定人们对知识的学习过程都含有一定的认知结构。而学生学习数学知识的过程不外乎“同化—顺应—平衡”这样一个相对稳定的过程。同化就是把新的知识纳入已有的认知结构,使原有的知识体系不断得到充实丰富。顺应就是新的知识不能纳入原有的认知结构,就要对原有认知结构进行改造和提高,从而建立新的认知结构。平衡就是同化和顺应后,都有一个巩固阶段,在这一阶段对知识的理解和内化是平衡稳定的。人们对数学知识的学习正式在“同化—顺应—平衡”这样一个循环往复的过程中发展的。数学方法的平衡稳定数学方法是认识数学客体过程中某种有规律的程序和手段,使理论用于实践的中介,各种方法都和谐地存在在数学这个共同体中。比如常用的数学思维方法:观察、分析、综合、抽象、猜想、类比、归纳、演绎;还有常用的数学解题方法:比较方法、结构方法、模型方法、构造方法、化归方法、映射反演法、几何变换法、公理化方法等。这些方法,无论是在初等数学中,还是在高等数学中;无论是在几何学中,还是在代数学中,都在广泛的运用,始终处于平衡稳定状态中,不会因时间、空间、以及学科的变化发生变异。几何变换思想和方法,就是用运动和变化的观点去研究几何对象及其相互关系,探讨图形运动过程中不变的关系、不变量和变化关系、变化量,从中找出规律。在解题过程中,对图形有关部分进行变换,化不规则为规则,化一般为特殊,化不利条件为有利条件。三、有序对称性“凡物必有合”,“合”就是对称、结合、统一。整个世界不仅和谐合理,而且阴阳和合的对称。数学的有序对称美在初等数学中研究的对称性,可以描述的是一个图形、一个式子各个部分的关系,也可以描述两个图形、式子的关系。图形、式子的变换显示着数学中的对称美。图形对称可称为狭义对称,例如中心对称图形、轴对称图形、旋转对称图形是图形位置的一种对称。显示一种对称的美。在许多概念中和方法、命题、公式、法则中也存在对称性,也可称为一种对称。在数学中,许多概念都是一正一反,相辅相成,成对出现的。例如数学运算中加与减、乘与除、乘方与开方、微分与积分等,都可认为是一阴一阳的对称;减一个负数可变成加一个正数,除可以变成乘的运算,所以说它们之间又是统一有序的。在二元运算中通过交换律、结合律、分配律来反映其对称性。数学解题过程的有序结构从文化的角度审视数学解题过程它是数学策略、数学逻辑、数学方法、数学知识、数学技能与程式化的有机结合,是一个有序结构的统一体。比如解方程过程的基本步骤是:去分母、去括号、移项合并、两边同除以未知数的系数。这是一个和谐的有序结构。破坏了这个有序结构,就会发生解题障碍。从思维过程看,它是“观察———联想———转化”这样一个有序过程。观察是联想的基础,在观察中认识所给题目的特征;联想是转化的桥梁,在联想中寻找解题途径;转化是解题的手段,在转化中确定解题方案,从而最终解决问题。数学无论是从整体和局部,形式和内容,还是结果和过程都体现着和合思想的精神和内涵。我们用“和合思想”重新认识数学,发挥数学文化在教学中的教育功能,就能有效地培养学生科学素养和文化素养。参考文献:[1]齐民友数学文化[M]长沙:湖南教育出版社,[2]张维忠数学文化与数学课程[M]上海:上海教育出版社,[3]郑毓信数学文化学[M]成都:四川教育出版社,[4]李文林数学史教程[M]高教出版社
有关数学史的论文学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科,《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而现阶段高中学生对数学的看法大都停留在感性的层面上——枯燥、难学。数学的本质特征是什么?当今数学究竟发展到了哪个阶段?在科学中的地位如何?与其它学科有什么联系?这些问题大都不被学生全面了解,而从数学史中可以找到这些问题的答案。 日本数学家藤天宏教授在第九次国际数学教育大会报告中指出,人类历史上有四个数学高峰:第一个是古希腊的演绎数学时期,它代表了作为科学形态的数学的诞生,是人类“理性思维”的第一个重大胜利;第二个是牛顿-莱布尼兹的微积分时期,它为了满足工业革命的需要而产生,在力学、光学、工程技术领域获得巨大成功;第三个是希尔伯特为代表的形式主义公理化时期;第四个是以计算机技术为标志的新数学时期,我们现在就处在这个时期。而数学历史上的三大危机分别是古希腊时期的不可公度量,17、18世纪微积分基础的争论和20世纪初的集合论悖论,它同前三个高峰有着惊人的密切联系,这种联系绝不是偶然,它是数学作为一门追求完美的科学的必然。学生可以从这种联系中发现数学追求的是清晰、准确、严密,不允许有任何杂乱,不允许有任何含糊,这时候学生就很容易认识到数学的三大基本特征——抽象性、严谨性和广泛应用性了。 同时,介绍必要的数学史知识可以使学生在平时的学习中对所学问题的背景产生更加深入的理解,认识到数学绝不是孤立的,它与其他很多学科都关系密切,甚至是很多学科的基础和生长点,对人类文明的发展起着巨大的作用。从数学史上看,数学和天文学一直都关系密切,海王星的发现过程就是一个很好的例子;它与物理学也密不可分,牛顿、笛卡儿等人既是著名的数学家也是著名的物理学家。在我们所处的新数学时期,数学(不仅仅是自然科学)逐步进入社会科学领域,发挥着意想不到的作用,可以说一切高技术的背后都有某种数学技术支持,数学技术已经成为知识经济时代的一个重要特征。这些认识对于一个学习数学十余年的高中生来说是很有必要,也是必不可少的。 二、 学习数学史有利于培养学生正确的数学思维方式 现行的数学教材一般都是经过了反复推敲的,语言十分精练简洁。为了保持了知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。虽利于学生接受知识,但很容易使学生产生数学知识就是先有定义,接着总结出性质、定理,然后用来解决问题的错误观点。所以,在教学与学习的过程中存在着这样一个矛盾:一方面,教育者为了让学生能够更快更好的掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到知识大都是经过问题、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的。影响了学生正确数学思维方式的形成。 数学史的学习有利于缓解这个矛盾。通过讲解一些有关的数学历史,让学生在学习系统的数学知识的同时,对数学知识的产生过程,有一个比较清晰的认识,从而培养学生正确的数学思维方式。这样的例子很多,比如说微积分的产生:传统的欧式几何的演绎体系是产生不了微积分的,它是牛顿、莱布尼兹在古希腊的“穷竭法”、“求抛物线弓形面积”等思想的启发下为了满足第一次工业革命的需要创造得到的,产生的初期对“无穷小”的定义比较含糊,也不像我们现在看到的这样严密,在数学家们的不断补充、完善下,经过几十年才逐步成熟起来的。 数学史的学习可以引导学生形成一种探索与研究的习惯,去发现和认识在一个问题从产生到解决的过程中,真正创造了些什么,哪些思想、方法代表着该内容相对于以往内容的实质性进步。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,有利于学生对一些数学问题形成更深刻的认识,了解数学知识的现实来源和应用,而不是单纯地接受教师传授的知识,从而可以在这种不断学习,不断探索,不断研究的过程中逐步形成正确的数学思维方式。 三、 学习数学史有利于培养学生对数学的兴趣,激发学习数学的动机 动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学的观点讲,动机可分为两个部分;人的好奇心、求知欲、兴趣、爱好构成了有利于创造的内部动机;社会责任感构成了有利于创造的外部动机。兴趣是最好的动机。在日本中学生夺取国际IEA调查总分第一名的同时,却发现日本学生不喜欢数学的比例也是第一,这说明他们的好成绩是在社会、家长、学校的压力下获得的。中国的情况如何呢?尚无全面的报道,但河南省新乡市四所中学的高中生学习数学情况的调查发现:“我不喜欢数学,但为了高考,我必须学好数学”的学生占被调查者的比例高达21%,而对数学“很感兴趣”的只有12%。可见目前中学生的学习动机不明确,对数学的兴趣也很不够,这些都极大地影响了学习数学的效果。但这并不是因为数学本身无趣,而是它被我们的教学所忽视了。在数学教育中适当结合数学史有利于培养学生对数学的兴趣,克服动机因素的消极倾向。 数学史中有很多能够培养学生学习兴趣的内容,主要有这几个方面:一是与数学有关的小游戏,例如巧拿火柴棒、幻方、商人过河问题等,它们有很强的可操作性,作为课堂活动或是课后研究都可以达到很好的效果。二是一些历史上的数学名题,例如七桥问题、哥德巴赫猜想等,它们往往有生动的文化背景,也容易引起学生的兴趣。还有一些著名数学家的生平、轶事,比如说一些年轻的数学家成材的故事,《标准》中提到的“从阿贝尔到伽罗瓦”,阿贝尔22岁证明一般五次以上代数方程不存在求根公式,伽罗瓦创建群论的时候只有18岁。还有法国数学家帕斯卡,16岁成为射影几何的奠基人之一,19岁发明原始计算器;德国数学家高斯19岁解决正多边形作图的判定问题,20岁证明代数基本定理,24岁出版影响整个19世纪数论发展、至今仍相当重要的《算术研究》;还有的是许多出生贫穷卑微的数学家通过自己的艰苦努力,最终在的数学研究上有骄人成绩的例子,如19世纪的大几何学家施泰纳出身农家自幼务农,直到14岁还没有学过写字,18岁才正式开始读书,后来靠做私人教师谋生,经过艰苦努力,终于在30岁时在数学上做出重要工作,一举成名。如果在教学中加入这些学生感兴趣又有知识性的内容,消除学生对数学的恐惧感,增加数学的吸引力,数学学习也许就不再是被迫无奈的了。 四、学习数学史为德育教育提供了舞台 在《标准》的要求下,德育教育已经不是像以前那样主要是政治、语文、历史这些学科的事了,数学史内容的加入使数学教育有更强大的德育教育功能,我们从下几个方面来探讨一下。 首先,学习数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的中学教材讲的大都是外国的数学成就,对我国在数学史上的贡献提得很少, 其实中国数学有着光辉的传统,有刘徽、祖冲之、祖暅、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等一批优秀的数学家,有中国剩余定理、祖暅公理、“割圆术”等具有世界影响的数学成就,对其中很多问题的研究也比国外早很多年。《标准》中“数学史选讲”专题3就是“中国古代数学瑰宝”,提到《九章算术》、“孙子定理”这些有代表意义的中国古代数学成就。 然而,现阶段爱国主义教育又不能只停留在感叹我国古代数学的辉煌上。从明代以后中国数学逐渐落后于西方,20世纪初,中国数学家踏上了学习并赶超西方先进数学的艰巨历程。《标准》中“数学史选讲”专题11—— “中国现代数学的发展”也提到要介绍“现代中国数学家奋发拼搏,赶超世界数学先进水平的光辉历程”。在新时代的要求下,除了增强学生的民族自豪感之外,还应该培养学生的“国际意识”,让学生认识到爱国主义不是体现在“以己之长,说人之短”上,在科学发现上全人类应该相互学习、互相借鉴、共同提高,我们要尊重外国的数学成就,虚心的学习,“洋为中用”。 其次,学习数学史可以引导学生学习数学家的优秀品质。任何一门科学的前进和发展的道路都不是平坦的,无理数的发现,非欧几何的创立,微积分的发现等等这些例子都说明了这一点。数学家们或是坚持真理、不畏权威,或是坚持不懈、努力追求,很多人甚至付出毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31岁右眼失明,晚年视力极差最终双目失明,但他仍以坚强的毅力继续研究,他的论文多而且长,以致在他去世之后的10年内,他的论文仍在科学院的院刊上持续发表。对那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍这样一些大数学家在遭遇挫折时又是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用。 最后,学习数学史可以提高学生的美学修养。数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服。能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以引导学生领悟数学美。很多著名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理,有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,意大利著名画家达芬奇、印度国王Bhaskara、美国第20任总统Carfield等都给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所著《毕达哥拉斯命题艺术》的第二版中收集了它的370种证明,充分展现了这个定理的无穷魅力。黄金分割同样十分优美和充满魅力,早在公元前6世纪它就为毕达哥拉斯学派所研究,近代以来人们又惊讶地发现,它与著名的斐波那契数列有着十分密切的内在联系。同时,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、体积三角公式的统一美、非欧几何的奇异美等时,可以形成对数学良好的情感体验,数学素养和审美素质也得到了提高,这是德育教育一个新的突破口。
写议论文,举例子再对他的事迹评论,注意分段,一定要议论大于论据
如何写好数学教育论文 华南师范大学数学系 何小亚 一、数学教育论文的基本结构 标题 (论文中心内容的概括,要求确切、恰当、鲜明、简短、精炼,一般不超过20字) 作者名(单位名、省、市、邮政编码) 摘要: [ 摘要的内容应全部源自论文本身,是论文内容的高度“浓缩”,使读者能迅速了解论文的主要内容。它要求准确、简明扼要(一般不超过300字)、独立完整、客观陈述(不能以第三者的口气进行介绍、评论,如“文章认为……”、“本文通过……”、“本文论述了……”、“本文探讨了……”、“本文首次提出了……”这些表述是不符合要求的)] 关键词: (关键词是从论文中选取出来,用以表示全文主题内容信息的单词或术语,约3—8个) 引言(开头语) 1. 选题的原因和重要性。 2. 对本课题已有研究情况的述评,如研究进展、对现有结论的评价、尚未解决的问题等。 3. 本课题研究的目的、方法、计划。 4. 本课题研究的意义和价值。 几种常见的开头方法: 内容范围开头法,即说明本文要论述的内容范围; 问题开头法,即以数学问题或研究对象所存在的问题的方式开头; 设问开头法,即以设问的形式把论文要论述的中心内容表达出来; 目的开头法,即直接把论文要达到的目的告诉读者; 背景开头法,即阐述所研究课题的历史背景; 结论开头法,即直接阐述论文的的主要结论。 正文 1 ………… 1…… 2…… 3…… 2 ………… ……… 结论与讨论(结束语) 结论部分起着总结全文、深化主题、揭示规律的作用,其内容大致为概述自己研究了什么问题,取得了什么结论,需要进一步研究的问题。 下列情况可以省略结论部分: 1. 前言部分已对结论进行了概括; 2. 结论已不言自明; 3. 验证性的论文; 4. 商榷、反驳、补充性的论文。 附录 附录是指因内容多,篇幅长而不便写入正文,但又必须向读者交代清楚的一些重要材料。因为正文中有些内容意犹未尽,列入正文中撰写又会冲淡主题,为此,在论文的最后部分以附录的方式进行弥补。附录的内容主要有座谈会提纲、问卷调查表格、测试问题、各类图表等。 参考文献 参考文献是指作者在撰写论文的过程中所引用的图书资料,包括参阅或直接引用的材料、数据、论点、词句,而必须在论文中注明出处的内容。它包括各种著作、期刊、学术报告、学位论文、科技报告、专利、技术标准等。 一般地说,在论文中引用前人的观点、数据、材料时,应按先后顺序标明数码,依次列出所引用内容的出处。 引用文献为期刊,可仿下面的例子书写: [1] 何小亚 数学应用题认知障碍的分析[J]上海教育科研,2001, 6:41- [5] 何小亚 建构良好的数学认知结构的教学策略[J]数学教育学报 2002,11(1): 引用文献为专著、论文集、学位论文、学术报告等,可仿下面的例子书写: [2] 赵振威,黄熙宗,范叙保,等 中学数学解题研究[M] 江苏: 江苏教育出版社, 96- 引用文献为报纸,可仿下例书写: [8] 谢希德 创造学习的新思路[N] 人民日报,1998—12—25(10) 上述指的是一般小论文的格式。对于毕业论文,则要按照下面的格式。 一、问题的提出 (背景、问题、你要研究什么问题……) 二、术语界定 (术语界定就是去解释规定你论文中要用到的关键术语,如“新课标”是什么意思?、“数学建模”指的是什么?、“渗透”是什么意思……) 三、研究的现状(综述同行(相关文献)的研究情况) (谁/什么文献/研究什么/什么结论/简单的评价。要以脚注的形式标明出处。文献综述最好按类别进行。 四、研究的意义(价值)及理论基础(你的理论主要是数学课程标准理论) 五、研究方法(你的方法属文献研究、比较研究、定性研究) 六、研究结果 就是以下你的正文中属于你自己研究的结果。自己的东西有多少就写多少,不一定要面面俱到。别人的结果要放在研究现状里。否则读者很难区分哪一部分是别人的,哪一部分是你的。 七、研究结论 (根据“五、研究结果”得出的结论) 八、研究展望 (研究的不足/存在的问题/进一步值得研究的问题) 二、数学教育论文的选题 1.学习研究数学教育文献 数学教育类期刊 Educational Studies in Mathematics(荷兰); Journal for Research in Mathematics Education(美); Mathematics Teaching(英); Mathematics Teacher(美); 《课程 教材 教法》(人民教育出版社) 《数学教育学报》(天津师范大学等) 《数学通报》(中国数学会,北京师范大学); 《数学教学》(华东师范大学); 《中学数学》(湖北大学); 《中学数学教学参考》(陕西师范大学); 《中学数学研究》(华南师范大学)。 2.把握数学教育研究的新动向 及时了解数学教育研究的新动向、新成果,积极参与教学改革,勇于实践,教学与科研相结合。 3.研究课程标准和新教材 九年义务教育阶段数学课程标准,高中数学课程标准,各种版本的新教材 4.研究学生学习数学的过程和教学方法 5.研究初等数学问题 对初等数学各个分支中的某些问题或某种方法进行专门的研究,比如某个定理的推广和改进,某种解题方法的提出与应用。 三、注意事项 1.结合自己的兴趣特长选择研究课题 2.注意文献资料的取舍 围绕课题选择文献资料,选择的材料应具有典型性(代表性)、 实践性、理论性和新颖性 构思与布局 在总体构思论文的框架结构时,要注意从整体上思考如何提出问 题、分析问题和解决问题,将论文分成几个部分,每一部分又细分为几个小的部分,每一小部分有哪些要点。 修改和定稿 初稿完成后,应仔细推敲,反复修改,要敢于否定自己,切忌马虎走过场。 注意创新 论文应注意创新,最忌讳因循守旧,人家写什么,自己也写什 么,跟在别人后面人云亦云。我们在撰写数学教育论文时,无论是题目、内容、论点、例证,还是解决问题的思路和方法都应该锐意创新,因为有无创新是一篇论文质量高底的重要标志。 6.不容易被刊用的稿件的特点 (1) 论述的经验、方法是众所周知的; (2) 所列举的数据有为自己评功摆好的嫌疑; (3) 选用的例证陈旧; (4) 仅仅是例证的堆砌,缺少深刻的理论分析; (5) 概念不清,逻辑推理出错; (6) 结论的推导冗长而应用面狭窄; (7) 课题过大,设计面过宽,讨论问题面面俱到,但不深入; (8) 文章过长(超过5000字)。 附件四:研究课题举例 一、一般性的研究课题 中学数学课程标准的分析研究 关于高考数学命题及答卷的研究 数学开放题研究 数学应用题研究 优秀数学教师的教育思想及教学艺术评析 数学教学改革实验研究 数学差生的成因与教学对策 学生数学能力评价研究 数学教育中的素质教育内涵 中学数学教学与学生创新意识培养 中学数学教学与学生应用意识培养 数学课程评价的理论与实践 数学语言教学研究 数学思想方法的教学研究 中学数学作业处理 运用数学方法论指导数学教学 中学生数学阅读能力的调查研究 中学生数学语言能力的调查研究 数学学习方式的调查研究 数学交流能力的调查研究 二、 高中数学新课程教学方面的研究课题 (一)在新课程理念下对原有内容的教学研究 函数教学研究 向量教学研究 立体几何教学研究 解析几何教学研究 导数及其应用教学研究 概率与统计的教学研究 不等式教学研究 三角恒等变换教学研究 (二)对新增内容的教学研究 算法教学研究 统计案例教学研究 框图、推理与证明教学研究 选修系列3教学研究 选修系列4教学研究 (三)双基与能力教学研究 新课程理念下高中数学双基教学设计研究 关于培养学生抽象、概括能力的研究 关于合情推理与演绎推理在培养学生思维能力中的作用的研究 数学新课程实施中学生自主学习的研究 数学教学中培养学生自我监控能力的研究 关于《标准》中课程内容与要求的科学性、可行性的研究 数学文化对于促进学生数学学习的研究 数学教学中渗透数学探究、研究性学习的研究 三、高中数学新课程的评价课题 对学生数学学习过程评价的研究 体现新课程理念的模块终结性评价工具与方法的开发 对选修系列3、选修系列4读书报告的评价 对数学探究、数学建模的评价 高中新数学课程课堂教学评价 高中数学教师专业化发展评价 数学新课程理念下的高考命题研究 数学教学中情感、态度、价值观的评价 关于过程性评价与终结性评价有机结合的研究 四、高中数学新课程的信息技术研究课题 信息技术的三重连环表示法(数字、图形与符号)对于数学教学的影响与作用 网络环境对于数学新课程实施的促进作用(如运用网络资源,展现数学文化) 信息技术与研究性学习的融合 运用信息技术手段,改变学生学习方式(结合具体内容研究) 信息技术对评价的形式与内容带来的影响 以信息技术为主要手段的数学课程和教学资源库的建立 信息技术对于学生数学能力(如图形直观能力、逻辑思维能力或运算能力等)的影响与促进 运用信息技术手段,展示数学知识的发生和发展过程的案例研究 信息技术与数学课程内容整合的案例开发 五、高中数学新课程的课程资源研究课题 算法的背景与实例的收集与积累 概率与统计的背景与实例的收集与积累 导数及其应用的背景与实例的收集与积累 关于高中数学选修系列3课程资源的开发与积累 关于高中数学选修系列4课程资源的开发与积累 现行高中数学新教材的比较研究 数学新课程资源的拓广与应用 网上数学资源的拓广与利用 数学教学软件的研制与开发 数学教学资源的传播与信息共享 六、高中数学新课程的研究性学习(数学建模、数学探究) 如何指导学生选择数学探究、数学建模的课题 数学探究、数学建模活动与课堂教学的关系研究 研究性学习对培养学生能力的作用 中学数学教材、教学研究的问题 1.“好”的情境的标准是什么?如何开发?若干优秀情境交流。 2.如何在一些重要的数学概念(如,函数)中,突显“数学化”过程。 2.一些重要的数学思想在中学数学中的渗透(如随机的思想、公理化的思想)。 3.统计与概率内容的系统设计及案例交流。 4.课题学习的系统设计及案例交流。 5.整理与复习的系统设计及案例交流。 6.几何内容的系统设计及案例交流。 7.发展学生推理能力的系统设计及案例交流。 8.小学、初中、高中的衔接,知识之间的联系(哪些重要的联系?如何体现?)。 9.信息技术对课程内容选择、呈现以及教师专业发展的影响。 如何体现数学的文化价值,不只局限于数学史。 教材如何体现教学内容的弹性(阅读材料、选学内容、开放问题、提供参考书籍) 教材怎样才能更好地体现数学的特点及学生的认知特点。 建立数学模型与数学的双基教学。 14.如何处理教材“留白”和学生自学(阅读)之间的关系。 教材“留白”与教师发展空间之间的关系。 对评价的思考与实践。 附二: 教学设计模板 课题名称:××××××× 教学年级:×年级 设计者:(姓名、单位、邮编、联系电话(手机或小灵通!)、E-mail等) 一、教学内容分析 1.教学主要内容 2.教材编写特点 本节课内容在单元中的地位,本节课教材编写的意图及特点等。 3.教材内容的数学核心思想 4.我的思考 下面的学习目标、活动设计、组织与实施是如何落实对教学内容分析的理解,特别是核心数学思想的落实。 说明:教学内容分析应该建立在教师良好的数学素养之上。可以在教学组内或学区中心集体研讨,或专家的指导下完成。需要注意的是,对教学内容的分析应体现在学习目标和教学过程的设计上。 二、学生分析 1.学生已有知识基础(包括知识技能,也包括方法) 2.学生已有生活经验和学习该内容的经验 3.学生学习该内容可能的困难 4.学生学习的兴趣、学习方式和学法分析 5.我的思考: 下面的学习目标、活动设计、组织与实施是如何落实对学生分析的理解。 说明:学生分析应该通过对学生的实际调研作为科学依据,不能仅凭经验判断。学生分析是个性化的工作,不能由他人的结果简单代替自己的学生分析。 已有知识基础的调研可以通过设计几个指向明确的小问题实现,对这方面的数据统计及分析是更为重要的,这种分析是教师设计和修正“学习目标”的重要依据。 学生经验、学生学习困难、学生学习兴趣等的调研可以通过访谈实现,可以是抽样,也可以是有针对性的,如对于学困生做特别的访谈,可能会发现他们身上所具有的学习要素。 调研中可以将学生测验、访谈、小组观察等结合起来。 三、学习目标(以学生为主语) 1. 知识与技能 2. 过程与方法(数学思考、解决问题) 3. 情感态度价值观 说明: 1.教学内容分析和学生分析是学习目标制定的依据和前提。因此,如果对教学内容分析的要求越透彻,对学生分析的要求越科学和规范,学习目标的设计就越不是一件简单而迅速的工作。 2.学习目标是为学生的“学”所设计,教师的“教”是为学生的学习目标的达成服务的。学习目标是个性化的,又是尊重数学学科发展需要和学生未来学习需要的。 3.学习目标的制定应从以上几个方面进行思考,但具体形式不一定逐条对应。 4.学习目标应该在下面的教学活动中得到实在的落实。特别是教学活动中设计意图应该阐释,活动及其组织与实施是如何为达成目标服务的。 四、教学活动 教学活动就是为学习目标的实现所设计的活动。包括 1.活动内容 2.活动的组织与实施 说明:指教学活动开展的具体形式,包括学生学习方式—独立学习,还是合作学习等;教师活动的开展—提问或提出任务,组织合作学习, 组织交流,讲授等;教学资源的准备等,如学具、教具、课件等。 3.活动的设计意图 说明:为教学活动和活动的组织实施进行辩护,辩护的出发点是分析它们是否促成了学生学习目标的达成。不是简单地主观臆断是为目标服务,应该有一定的理由—数学的、教学的。更不应该写成一些没有针对性,放之四海而皆准的“普遍真理”。 4. 活动的时间分配预设 说明:主要指对教学活动的时间分配预设,以便于自己检测教学设计上合理与否。 可以参考下面的表格形式,也可以用文档的形式。 活动内容 活动的组织与实施(含教师活动和学生活动) 设计意图 时间分配 五、教学效果评价 目的是检测学习目标是否实现,为进行教学反思和改进教学提供依据。 可以采取测验、访谈、课堂观察等多种方式评价教学效果。教学设计中应包括教学效果评价的方案。例如,对于知识技能目标达成度的评价,可以设计当堂课或课后能够做的1-2个小问题。 以下几点供教师思考: (1) 情境的作用是什么?应该为学习目标服务,不是仅仅追求“热闹”。 (2) 如何组织有效的教学活动,如小组活动的组织、信息技术的使用、练习的设计等,使得它们更为有效? (3) 学习目标是教学设计的核心,设计了就要努力执行和实现。所有的教学活动和教学设计都应该为促成“目标”的实现服务。 (4) 教学是需要设计的,最后达到寓教于“无形”之中。 (5) 设计应该考虑单元或更大的范围。
数学文化与数学史论文怎么写好写啊
写议论文,举例子再对他的事迹评论,注意分段,一定要议论大于论据
如何写好数学教育论文 华南师范大学数学系 何小亚 一、数学教育论文的基本结构 标题 (论文中心内容的概括,要求确切、恰当、鲜明、简短、精炼,一般不超过20字) 作者名(单位名、省、市、邮政编码) 摘要: [ 摘要的内容应全部源自论文本身,是论文内容的高度“浓缩”,使读者能迅速了解论文的主要内容。它要求准确、简明扼要(一般不超过300字)、独立完整、客观陈述(不能以第三者的口气进行介绍、评论,如“文章认为……”、“本文通过……”、“本文论述了……”、“本文探讨了……”、“本文首次提出了……”这些表述是不符合要求的)] 关键词: (关键词是从论文中选取出来,用以表示全文主题内容信息的单词或术语,约3—8个) 引言(开头语) 1. 选题的原因和重要性。 2. 对本课题已有研究情况的述评,如研究进展、对现有结论的评价、尚未解决的问题等。 3. 本课题研究的目的、方法、计划。 4. 本课题研究的意义和价值。 几种常见的开头方法: 内容范围开头法,即说明本文要论述的内容范围; 问题开头法,即以数学问题或研究对象所存在的问题的方式开头; 设问开头法,即以设问的形式把论文要论述的中心内容表达出来; 目的开头法,即直接把论文要达到的目的告诉读者; 背景开头法,即阐述所研究课题的历史背景; 结论开头法,即直接阐述论文的的主要结论。 正文 1 ………… 1…… 2…… 3…… 2 ………… ……… 结论与讨论(结束语) 结论部分起着总结全文、深化主题、揭示规律的作用,其内容大致为概述自己研究了什么问题,取得了什么结论,需要进一步研究的问题。 下列情况可以省略结论部分: 1. 前言部分已对结论进行了概括; 2. 结论已不言自明; 3. 验证性的论文; 4. 商榷、反驳、补充性的论文。 附录 附录是指因内容多,篇幅长而不便写入正文,但又必须向读者交代清楚的一些重要材料。因为正文中有些内容意犹未尽,列入正文中撰写又会冲淡主题,为此,在论文的最后部分以附录的方式进行弥补。附录的内容主要有座谈会提纲、问卷调查表格、测试问题、各类图表等。 参考文献 参考文献是指作者在撰写论文的过程中所引用的图书资料,包括参阅或直接引用的材料、数据、论点、词句,而必须在论文中注明出处的内容。它包括各种著作、期刊、学术报告、学位论文、科技报告、专利、技术标准等。 一般地说,在论文中引用前人的观点、数据、材料时,应按先后顺序标明数码,依次列出所引用内容的出处。 引用文献为期刊,可仿下面的例子书写: [1] 何小亚 数学应用题认知障碍的分析[J]上海教育科研,2001, 6:41- [5] 何小亚 建构良好的数学认知结构的教学策略[J]数学教育学报 2002,11(1): 引用文献为专著、论文集、学位论文、学术报告等,可仿下面的例子书写: [2] 赵振威,黄熙宗,范叙保,等 中学数学解题研究[M] 江苏: 江苏教育出版社, 96- 引用文献为报纸,可仿下例书写: [8] 谢希德 创造学习的新思路[N] 人民日报,1998—12—25(10) 上述指的是一般小论文的格式。对于毕业论文,则要按照下面的格式。 一、问题的提出 (背景、问题、你要研究什么问题……) 二、术语界定 (术语界定就是去解释规定你论文中要用到的关键术语,如“新课标”是什么意思?、“数学建模”指的是什么?、“渗透”是什么意思……) 三、研究的现状(综述同行(相关文献)的研究情况) (谁/什么文献/研究什么/什么结论/简单的评价。要以脚注的形式标明出处。文献综述最好按类别进行。 四、研究的意义(价值)及理论基础(你的理论主要是数学课程标准理论) 五、研究方法(你的方法属文献研究、比较研究、定性研究) 六、研究结果 就是以下你的正文中属于你自己研究的结果。自己的东西有多少就写多少,不一定要面面俱到。别人的结果要放在研究现状里。否则读者很难区分哪一部分是别人的,哪一部分是你的。 七、研究结论 (根据“五、研究结果”得出的结论) 八、研究展望 (研究的不足/存在的问题/进一步值得研究的问题) 二、数学教育论文的选题 1.学习研究数学教育文献 数学教育类期刊 Educational Studies in Mathematics(荷兰); Journal for Research in Mathematics Education(美); Mathematics Teaching(英); Mathematics Teacher(美); 《课程 教材 教法》(人民教育出版社) 《数学教育学报》(天津师范大学等) 《数学通报》(中国数学会,北京师范大学); 《数学教学》(华东师范大学); 《中学数学》(湖北大学); 《中学数学教学参考》(陕西师范大学); 《中学数学研究》(华南师范大学)。 2.把握数学教育研究的新动向 及时了解数学教育研究的新动向、新成果,积极参与教学改革,勇于实践,教学与科研相结合。 3.研究课程标准和新教材 九年义务教育阶段数学课程标准,高中数学课程标准,各种版本的新教材 4.研究学生学习数学的过程和教学方法 5.研究初等数学问题 对初等数学各个分支中的某些问题或某种方法进行专门的研究,比如某个定理的推广和改进,某种解题方法的提出与应用。 三、注意事项 1.结合自己的兴趣特长选择研究课题 2.注意文献资料的取舍 围绕课题选择文献资料,选择的材料应具有典型性(代表性)、 实践性、理论性和新颖性 构思与布局 在总体构思论文的框架结构时,要注意从整体上思考如何提出问 题、分析问题和解决问题,将论文分成几个部分,每一部分又细分为几个小的部分,每一小部分有哪些要点。 修改和定稿 初稿完成后,应仔细推敲,反复修改,要敢于否定自己,切忌马虎走过场。 注意创新 论文应注意创新,最忌讳因循守旧,人家写什么,自己也写什 么,跟在别人后面人云亦云。我们在撰写数学教育论文时,无论是题目、内容、论点、例证,还是解决问题的思路和方法都应该锐意创新,因为有无创新是一篇论文质量高底的重要标志。 6.不容易被刊用的稿件的特点 (1) 论述的经验、方法是众所周知的; (2) 所列举的数据有为自己评功摆好的嫌疑; (3) 选用的例证陈旧; (4) 仅仅是例证的堆砌,缺少深刻的理论分析; (5) 概念不清,逻辑推理出错; (6) 结论的推导冗长而应用面狭窄; (7) 课题过大,设计面过宽,讨论问题面面俱到,但不深入; (8) 文章过长(超过5000字)。 附件四:研究课题举例 一、一般性的研究课题 中学数学课程标准的分析研究 关于高考数学命题及答卷的研究 数学开放题研究 数学应用题研究 优秀数学教师的教育思想及教学艺术评析 数学教学改革实验研究 数学差生的成因与教学对策 学生数学能力评价研究 数学教育中的素质教育内涵 中学数学教学与学生创新意识培养 中学数学教学与学生应用意识培养 数学课程评价的理论与实践 数学语言教学研究 数学思想方法的教学研究 中学数学作业处理 运用数学方法论指导数学教学 中学生数学阅读能力的调查研究 中学生数学语言能力的调查研究 数学学习方式的调查研究 数学交流能力的调查研究 二、 高中数学新课程教学方面的研究课题 (一)在新课程理念下对原有内容的教学研究 函数教学研究 向量教学研究 立体几何教学研究 解析几何教学研究 导数及其应用教学研究 概率与统计的教学研究 不等式教学研究 三角恒等变换教学研究 (二)对新增内容的教学研究 算法教学研究 统计案例教学研究 框图、推理与证明教学研究 选修系列3教学研究 选修系列4教学研究 (三)双基与能力教学研究 新课程理念下高中数学双基教学设计研究 关于培养学生抽象、概括能力的研究 关于合情推理与演绎推理在培养学生思维能力中的作用的研究 数学新课程实施中学生自主学习的研究 数学教学中培养学生自我监控能力的研究 关于《标准》中课程内容与要求的科学性、可行性的研究 数学文化对于促进学生数学学习的研究 数学教学中渗透数学探究、研究性学习的研究 三、高中数学新课程的评价课题 对学生数学学习过程评价的研究 体现新课程理念的模块终结性评价工具与方法的开发 对选修系列3、选修系列4读书报告的评价 对数学探究、数学建模的评价 高中新数学课程课堂教学评价 高中数学教师专业化发展评价 数学新课程理念下的高考命题研究 数学教学中情感、态度、价值观的评价 关于过程性评价与终结性评价有机结合的研究 四、高中数学新课程的信息技术研究课题 信息技术的三重连环表示法(数字、图形与符号)对于数学教学的影响与作用 网络环境对于数学新课程实施的促进作用(如运用网络资源,展现数学文化) 信息技术与研究性学习的融合 运用信息技术手段,改变学生学习方式(结合具体内容研究) 信息技术对评价的形式与内容带来的影响 以信息技术为主要手段的数学课程和教学资源库的建立 信息技术对于学生数学能力(如图形直观能力、逻辑思维能力或运算能力等)的影响与促进 运用信息技术手段,展示数学知识的发生和发展过程的案例研究 信息技术与数学课程内容整合的案例开发 五、高中数学新课程的课程资源研究课题 算法的背景与实例的收集与积累 概率与统计的背景与实例的收集与积累 导数及其应用的背景与实例的收集与积累 关于高中数学选修系列3课程资源的开发与积累 关于高中数学选修系列4课程资源的开发与积累 现行高中数学新教材的比较研究 数学新课程资源的拓广与应用 网上数学资源的拓广与利用 数学教学软件的研制与开发 数学教学资源的传播与信息共享 六、高中数学新课程的研究性学习(数学建模、数学探究) 如何指导学生选择数学探究、数学建模的课题 数学探究、数学建模活动与课堂教学的关系研究 研究性学习对培养学生能力的作用 中学数学教材、教学研究的问题 1.“好”的情境的标准是什么?如何开发?若干优秀情境交流。 2.如何在一些重要的数学概念(如,函数)中,突显“数学化”过程。 2.一些重要的数学思想在中学数学中的渗透(如随机的思想、公理化的思想)。 3.统计与概率内容的系统设计及案例交流。 4.课题学习的系统设计及案例交流。 5.整理与复习的系统设计及案例交流。 6.几何内容的系统设计及案例交流。 7.发展学生推理能力的系统设计及案例交流。 8.小学、初中、高中的衔接,知识之间的联系(哪些重要的联系?如何体现?)。 9.信息技术对课程内容选择、呈现以及教师专业发展的影响。 如何体现数学的文化价值,不只局限于数学史。 教材如何体现教学内容的弹性(阅读材料、选学内容、开放问题、提供参考书籍) 教材怎样才能更好地体现数学的特点及学生的认知特点。 建立数学模型与数学的双基教学。 14.如何处理教材“留白”和学生自学(阅读)之间的关系。 教材“留白”与教师发展空间之间的关系。 对评价的思考与实践。 附二: 教学设计模板 课题名称:××××××× 教学年级:×年级 设计者:(姓名、单位、邮编、联系电话(手机或小灵通!)、E-mail等) 一、教学内容分析 1.教学主要内容 2.教材编写特点 本节课内容在单元中的地位,本节课教材编写的意图及特点等。 3.教材内容的数学核心思想 4.我的思考 下面的学习目标、活动设计、组织与实施是如何落实对教学内容分析的理解,特别是核心数学思想的落实。 说明:教学内容分析应该建立在教师良好的数学素养之上。可以在教学组内或学区中心集体研讨,或专家的指导下完成。需要注意的是,对教学内容的分析应体现在学习目标和教学过程的设计上。 二、学生分析 1.学生已有知识基础(包括知识技能,也包括方法) 2.学生已有生活经验和学习该内容的经验 3.学生学习该内容可能的困难 4.学生学习的兴趣、学习方式和学法分析 5.我的思考: 下面的学习目标、活动设计、组织与实施是如何落实对学生分析的理解。 说明:学生分析应该通过对学生的实际调研作为科学依据,不能仅凭经验判断。学生分析是个性化的工作,不能由他人的结果简单代替自己的学生分析。 已有知识基础的调研可以通过设计几个指向明确的小问题实现,对这方面的数据统计及分析是更为重要的,这种分析是教师设计和修正“学习目标”的重要依据。 学生经验、学生学习困难、学生学习兴趣等的调研可以通过访谈实现,可以是抽样,也可以是有针对性的,如对于学困生做特别的访谈,可能会发现他们身上所具有的学习要素。 调研中可以将学生测验、访谈、小组观察等结合起来。 三、学习目标(以学生为主语) 1. 知识与技能 2. 过程与方法(数学思考、解决问题) 3. 情感态度价值观 说明: 1.教学内容分析和学生分析是学习目标制定的依据和前提。因此,如果对教学内容分析的要求越透彻,对学生分析的要求越科学和规范,学习目标的设计就越不是一件简单而迅速的工作。 2.学习目标是为学生的“学”所设计,教师的“教”是为学生的学习目标的达成服务的。学习目标是个性化的,又是尊重数学学科发展需要和学生未来学习需要的。 3.学习目标的制定应从以上几个方面进行思考,但具体形式不一定逐条对应。 4.学习目标应该在下面的教学活动中得到实在的落实。特别是教学活动中设计意图应该阐释,活动及其组织与实施是如何为达成目标服务的。 四、教学活动 教学活动就是为学习目标的实现所设计的活动。包括 1.活动内容 2.活动的组织与实施 说明:指教学活动开展的具体形式,包括学生学习方式—独立学习,还是合作学习等;教师活动的开展—提问或提出任务,组织合作学习, 组织交流,讲授等;教学资源的准备等,如学具、教具、课件等。 3.活动的设计意图 说明:为教学活动和活动的组织实施进行辩护,辩护的出发点是分析它们是否促成了学生学习目标的达成。不是简单地主观臆断是为目标服务,应该有一定的理由—数学的、教学的。更不应该写成一些没有针对性,放之四海而皆准的“普遍真理”。 4. 活动的时间分配预设 说明:主要指对教学活动的时间分配预设,以便于自己检测教学设计上合理与否。 可以参考下面的表格形式,也可以用文档的形式。 活动内容 活动的组织与实施(含教师活动和学生活动) 设计意图 时间分配 五、教学效果评价 目的是检测学习目标是否实现,为进行教学反思和改进教学提供依据。 可以采取测验、访谈、课堂观察等多种方式评价教学效果。教学设计中应包括教学效果评价的方案。例如,对于知识技能目标达成度的评价,可以设计当堂课或课后能够做的1-2个小问题。 以下几点供教师思考: (1) 情境的作用是什么?应该为学习目标服务,不是仅仅追求“热闹”。 (2) 如何组织有效的教学活动,如小组活动的组织、信息技术的使用、练习的设计等,使得它们更为有效? (3) 学习目标是教学设计的核心,设计了就要努力执行和实现。所有的教学活动和教学设计都应该为促成“目标”的实现服务。 (4) 教学是需要设计的,最后达到寓教于“无形”之中。 (5) 设计应该考虑单元或更大的范围。
论文的基本写作思路:就是“三段论”,即“是什么?”,“为什么?”,“怎么办?”。1、首先解释数学文化是什么, 具体概念是什么,也就是定义以及相关情况。2、详细进行论述问题, 对你要论述的问题进行展开分析、数学文化的起源,发展过程,这是重点,应当说透。3、提出论文的结论。分析了问题以后,就是怎么解决问题,也是具体对策、办法。要给人以启示、启发,看了有所收获。第1章 绪论一篇完整的论文通常由题目、摘要、目录、正文、结论、参考文献、致谢、附录等几部分构成,除外语类专业外一律采用汉语撰写。论文的总篇幅包括图表在内(附录除外),理、工、管理、文科(除外语)论文正文部分字数应不少于10000字,外语专业论文3000~5000个(外文)单词,且必须用外文撰写。第一级标题要另起一页,用三号黑体居中,行间距20磅,段前距18磅,段后距30磅,数字与标题之间空两个中文字符。正文用小四号宋体,段落行间距为20磅,段前段后均为0。首行缩进2个中文字符。第2章 正文要求论文的正文是主体部分,要着重反映自己的工作,突出新的见解,例如新思想、新观点、新规律、新研究方法、新结果等。正文可以包括:调查对象、实验和观测方法、仪器设备、材料原料、实验和观测结果、计算方法和编程原理、数据资料、经过加工整理的图表、形成的论点和导出的结论等。正文要求论点正确,推理严谨,数据可靠,文字精练,条理分明,文字图表清晰整齐。利用别人研究成果必须附加说明。引用前人材料必须引证原著文字。在论文的行文上,要注意语句通顺,达到科技论文所必须具备的“正确、准确、明确”的要求。由于研究工作涉及的学科、选题、研究方法、工作进程、结果表达方式等有很大的差异,不对正文内容作统一硬性的规定。但是,必须实事求是,合乎逻辑,层次分明。第3章 结论结论是理论分析和实验结果的逻辑发展,是整篇论文的归宿。结论是在理论分析、试验结果的基础上,经过分析、推理、判断、归纳的过程而形成的总观点。结论的措词必须严谨,逻辑性必须严密,文字必须鲜明具体。如果不可能导出应用的结论,也可以没有结论,但需进行必要的讨论。结论的内容应包含论文中研究的问题、采用的方法、得出的结果,另外可以在结论或讨论中提出建议、研究设想、仪器设备改进意见、尚待解决的问题。按照以上的顺序先把大体结构写出来,再进行细微整合即可。
数学文化与数学史论文怎么写啊
有关数学史的论文学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科,《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而现阶段高中学生对数学的看法大都停留在感性的层面上——枯燥、难学。数学的本质特征是什么?当今数学究竟发展到了哪个阶段?在科学中的地位如何?与其它学科有什么联系?这些问题大都不被学生全面了解,而从数学史中可以找到这些问题的答案。 日本数学家藤天宏教授在第九次国际数学教育大会报告中指出,人类历史上有四个数学高峰:第一个是古希腊的演绎数学时期,它代表了作为科学形态的数学的诞生,是人类“理性思维”的第一个重大胜利;第二个是牛顿-莱布尼兹的微积分时期,它为了满足工业革命的需要而产生,在力学、光学、工程技术领域获得巨大成功;第三个是希尔伯特为代表的形式主义公理化时期;第四个是以计算机技术为标志的新数学时期,我们现在就处在这个时期。而数学历史上的三大危机分别是古希腊时期的不可公度量,17、18世纪微积分基础的争论和20世纪初的集合论悖论,它同前三个高峰有着惊人的密切联系,这种联系绝不是偶然,它是数学作为一门追求完美的科学的必然。学生可以从这种联系中发现数学追求的是清晰、准确、严密,不允许有任何杂乱,不允许有任何含糊,这时候学生就很容易认识到数学的三大基本特征——抽象性、严谨性和广泛应用性了。 同时,介绍必要的数学史知识可以使学生在平时的学习中对所学问题的背景产生更加深入的理解,认识到数学绝不是孤立的,它与其他很多学科都关系密切,甚至是很多学科的基础和生长点,对人类文明的发展起着巨大的作用。从数学史上看,数学和天文学一直都关系密切,海王星的发现过程就是一个很好的例子;它与物理学也密不可分,牛顿、笛卡儿等人既是著名的数学家也是著名的物理学家。在我们所处的新数学时期,数学(不仅仅是自然科学)逐步进入社会科学领域,发挥着意想不到的作用,可以说一切高技术的背后都有某种数学技术支持,数学技术已经成为知识经济时代的一个重要特征。这些认识对于一个学习数学十余年的高中生来说是很有必要,也是必不可少的。 二、 学习数学史有利于培养学生正确的数学思维方式 现行的数学教材一般都是经过了反复推敲的,语言十分精练简洁。为了保持了知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。虽利于学生接受知识,但很容易使学生产生数学知识就是先有定义,接着总结出性质、定理,然后用来解决问题的错误观点。所以,在教学与学习的过程中存在着这样一个矛盾:一方面,教育者为了让学生能够更快更好的掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到知识大都是经过问题、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的。影响了学生正确数学思维方式的形成。 数学史的学习有利于缓解这个矛盾。通过讲解一些有关的数学历史,让学生在学习系统的数学知识的同时,对数学知识的产生过程,有一个比较清晰的认识,从而培养学生正确的数学思维方式。这样的例子很多,比如说微积分的产生:传统的欧式几何的演绎体系是产生不了微积分的,它是牛顿、莱布尼兹在古希腊的“穷竭法”、“求抛物线弓形面积”等思想的启发下为了满足第一次工业革命的需要创造得到的,产生的初期对“无穷小”的定义比较含糊,也不像我们现在看到的这样严密,在数学家们的不断补充、完善下,经过几十年才逐步成熟起来的。 数学史的学习可以引导学生形成一种探索与研究的习惯,去发现和认识在一个问题从产生到解决的过程中,真正创造了些什么,哪些思想、方法代表着该内容相对于以往内容的实质性进步。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,有利于学生对一些数学问题形成更深刻的认识,了解数学知识的现实来源和应用,而不是单纯地接受教师传授的知识,从而可以在这种不断学习,不断探索,不断研究的过程中逐步形成正确的数学思维方式。 三、 学习数学史有利于培养学生对数学的兴趣,激发学习数学的动机 动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学的观点讲,动机可分为两个部分;人的好奇心、求知欲、兴趣、爱好构成了有利于创造的内部动机;社会责任感构成了有利于创造的外部动机。兴趣是最好的动机。在日本中学生夺取国际IEA调查总分第一名的同时,却发现日本学生不喜欢数学的比例也是第一,这说明他们的好成绩是在社会、家长、学校的压力下获得的。中国的情况如何呢?尚无全面的报道,但河南省新乡市四所中学的高中生学习数学情况的调查发现:“我不喜欢数学,但为了高考,我必须学好数学”的学生占被调查者的比例高达21%,而对数学“很感兴趣”的只有12%。可见目前中学生的学习动机不明确,对数学的兴趣也很不够,这些都极大地影响了学习数学的效果。但这并不是因为数学本身无趣,而是它被我们的教学所忽视了。在数学教育中适当结合数学史有利于培养学生对数学的兴趣,克服动机因素的消极倾向。 数学史中有很多能够培养学生学习兴趣的内容,主要有这几个方面:一是与数学有关的小游戏,例如巧拿火柴棒、幻方、商人过河问题等,它们有很强的可操作性,作为课堂活动或是课后研究都可以达到很好的效果。二是一些历史上的数学名题,例如七桥问题、哥德巴赫猜想等,它们往往有生动的文化背景,也容易引起学生的兴趣。还有一些著名数学家的生平、轶事,比如说一些年轻的数学家成材的故事,《标准》中提到的“从阿贝尔到伽罗瓦”,阿贝尔22岁证明一般五次以上代数方程不存在求根公式,伽罗瓦创建群论的时候只有18岁。还有法国数学家帕斯卡,16岁成为射影几何的奠基人之一,19岁发明原始计算器;德国数学家高斯19岁解决正多边形作图的判定问题,20岁证明代数基本定理,24岁出版影响整个19世纪数论发展、至今仍相当重要的《算术研究》;还有的是许多出生贫穷卑微的数学家通过自己的艰苦努力,最终在的数学研究上有骄人成绩的例子,如19世纪的大几何学家施泰纳出身农家自幼务农,直到14岁还没有学过写字,18岁才正式开始读书,后来靠做私人教师谋生,经过艰苦努力,终于在30岁时在数学上做出重要工作,一举成名。如果在教学中加入这些学生感兴趣又有知识性的内容,消除学生对数学的恐惧感,增加数学的吸引力,数学学习也许就不再是被迫无奈的了。 四、学习数学史为德育教育提供了舞台 在《标准》的要求下,德育教育已经不是像以前那样主要是政治、语文、历史这些学科的事了,数学史内容的加入使数学教育有更强大的德育教育功能,我们从下几个方面来探讨一下。 首先,学习数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的中学教材讲的大都是外国的数学成就,对我国在数学史上的贡献提得很少, 其实中国数学有着光辉的传统,有刘徽、祖冲之、祖暅、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等一批优秀的数学家,有中国剩余定理、祖暅公理、“割圆术”等具有世界影响的数学成就,对其中很多问题的研究也比国外早很多年。《标准》中“数学史选讲”专题3就是“中国古代数学瑰宝”,提到《九章算术》、“孙子定理”这些有代表意义的中国古代数学成就。 然而,现阶段爱国主义教育又不能只停留在感叹我国古代数学的辉煌上。从明代以后中国数学逐渐落后于西方,20世纪初,中国数学家踏上了学习并赶超西方先进数学的艰巨历程。《标准》中“数学史选讲”专题11—— “中国现代数学的发展”也提到要介绍“现代中国数学家奋发拼搏,赶超世界数学先进水平的光辉历程”。在新时代的要求下,除了增强学生的民族自豪感之外,还应该培养学生的“国际意识”,让学生认识到爱国主义不是体现在“以己之长,说人之短”上,在科学发现上全人类应该相互学习、互相借鉴、共同提高,我们要尊重外国的数学成就,虚心的学习,“洋为中用”。 其次,学习数学史可以引导学生学习数学家的优秀品质。任何一门科学的前进和发展的道路都不是平坦的,无理数的发现,非欧几何的创立,微积分的发现等等这些例子都说明了这一点。数学家们或是坚持真理、不畏权威,或是坚持不懈、努力追求,很多人甚至付出毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31岁右眼失明,晚年视力极差最终双目失明,但他仍以坚强的毅力继续研究,他的论文多而且长,以致在他去世之后的10年内,他的论文仍在科学院的院刊上持续发表。对那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍这样一些大数学家在遭遇挫折时又是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用。 最后,学习数学史可以提高学生的美学修养。数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服。能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以引导学生领悟数学美。很多著名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理,有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,意大利著名画家达芬奇、印度国王Bhaskara、美国第20任总统Carfield等都给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所著《毕达哥拉斯命题艺术》的第二版中收集了它的370种证明,充分展现了这个定理的无穷魅力。黄金分割同样十分优美和充满魅力,早在公元前6世纪它就为毕达哥拉斯学派所研究,近代以来人们又惊讶地发现,它与著名的斐波那契数列有着十分密切的内在联系。同时,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、体积三角公式的统一美、非欧几何的奇异美等时,可以形成对数学良好的情感体验,数学素养和审美素质也得到了提高,这是德育教育一个新的突破口。
可以解决生活的实际问题。
数学史与数学文化小论文怎么写
有关数学史的论文学习一门学科首先要弄清楚这是一门怎样的学科,《标准》明确提出要使学生“初步了解数学产生与发展的过程,体会数学对人类文明发展的作用”,而现阶段高中学生对数学的看法大都停留在感性的层面上——枯燥、难学。数学的本质特征是什么?当今数学究竟发展到了哪个阶段?在科学中的地位如何?与其它学科有什么联系?这些问题大都不被学生全面了解,而从数学史中可以找到这些问题的答案。 日本数学家藤天宏教授在第九次国际数学教育大会报告中指出,人类历史上有四个数学高峰:第一个是古希腊的演绎数学时期,它代表了作为科学形态的数学的诞生,是人类“理性思维”的第一个重大胜利;第二个是牛顿-莱布尼兹的微积分时期,它为了满足工业革命的需要而产生,在力学、光学、工程技术领域获得巨大成功;第三个是希尔伯特为代表的形式主义公理化时期;第四个是以计算机技术为标志的新数学时期,我们现在就处在这个时期。而数学历史上的三大危机分别是古希腊时期的不可公度量,17、18世纪微积分基础的争论和20世纪初的集合论悖论,它同前三个高峰有着惊人的密切联系,这种联系绝不是偶然,它是数学作为一门追求完美的科学的必然。学生可以从这种联系中发现数学追求的是清晰、准确、严密,不允许有任何杂乱,不允许有任何含糊,这时候学生就很容易认识到数学的三大基本特征——抽象性、严谨性和广泛应用性了。 同时,介绍必要的数学史知识可以使学生在平时的学习中对所学问题的背景产生更加深入的理解,认识到数学绝不是孤立的,它与其他很多学科都关系密切,甚至是很多学科的基础和生长点,对人类文明的发展起着巨大的作用。从数学史上看,数学和天文学一直都关系密切,海王星的发现过程就是一个很好的例子;它与物理学也密不可分,牛顿、笛卡儿等人既是著名的数学家也是著名的物理学家。在我们所处的新数学时期,数学(不仅仅是自然科学)逐步进入社会科学领域,发挥着意想不到的作用,可以说一切高技术的背后都有某种数学技术支持,数学技术已经成为知识经济时代的一个重要特征。这些认识对于一个学习数学十余年的高中生来说是很有必要,也是必不可少的。 二、 学习数学史有利于培养学生正确的数学思维方式 现行的数学教材一般都是经过了反复推敲的,语言十分精练简洁。为了保持了知识的系统性,把教学内容按定义、定理、证明、推论、例题的顺序编排,缺乏自然的思维方式,对数学知识的内涵,以及相应知识的创造过程介绍也偏少。虽利于学生接受知识,但很容易使学生产生数学知识就是先有定义,接着总结出性质、定理,然后用来解决问题的错误观点。所以,在教学与学习的过程中存在着这样一个矛盾:一方面,教育者为了让学生能够更快更好的掌握数学知识,将知识系统化;另一方面,系统化的知识无法让学生了解到知识大都是经过问题、猜想、论证、检验、完善,一步一步成熟起来的。影响了学生正确数学思维方式的形成。 数学史的学习有利于缓解这个矛盾。通过讲解一些有关的数学历史,让学生在学习系统的数学知识的同时,对数学知识的产生过程,有一个比较清晰的认识,从而培养学生正确的数学思维方式。这样的例子很多,比如说微积分的产生:传统的欧式几何的演绎体系是产生不了微积分的,它是牛顿、莱布尼兹在古希腊的“穷竭法”、“求抛物线弓形面积”等思想的启发下为了满足第一次工业革命的需要创造得到的,产生的初期对“无穷小”的定义比较含糊,也不像我们现在看到的这样严密,在数学家们的不断补充、完善下,经过几十年才逐步成熟起来的。 数学史的学习可以引导学生形成一种探索与研究的习惯,去发现和认识在一个问题从产生到解决的过程中,真正创造了些什么,哪些思想、方法代表着该内容相对于以往内容的实质性进步。对这种创造过程的了解,可以使学生体会到一种活的、真正的数学思维过程,有利于学生对一些数学问题形成更深刻的认识,了解数学知识的现实来源和应用,而不是单纯地接受教师传授的知识,从而可以在这种不断学习,不断探索,不断研究的过程中逐步形成正确的数学思维方式。 三、 学习数学史有利于培养学生对数学的兴趣,激发学习数学的动机 动机是激励人、推动人去行动的一种力量,从心理学的观点讲,动机可分为两个部分;人的好奇心、求知欲、兴趣、爱好构成了有利于创造的内部动机;社会责任感构成了有利于创造的外部动机。兴趣是最好的动机。在日本中学生夺取国际IEA调查总分第一名的同时,却发现日本学生不喜欢数学的比例也是第一,这说明他们的好成绩是在社会、家长、学校的压力下获得的。中国的情况如何呢?尚无全面的报道,但河南省新乡市四所中学的高中生学习数学情况的调查发现:“我不喜欢数学,但为了高考,我必须学好数学”的学生占被调查者的比例高达21%,而对数学“很感兴趣”的只有12%。可见目前中学生的学习动机不明确,对数学的兴趣也很不够,这些都极大地影响了学习数学的效果。但这并不是因为数学本身无趣,而是它被我们的教学所忽视了。在数学教育中适当结合数学史有利于培养学生对数学的兴趣,克服动机因素的消极倾向。 数学史中有很多能够培养学生学习兴趣的内容,主要有这几个方面:一是与数学有关的小游戏,例如巧拿火柴棒、幻方、商人过河问题等,它们有很强的可操作性,作为课堂活动或是课后研究都可以达到很好的效果。二是一些历史上的数学名题,例如七桥问题、哥德巴赫猜想等,它们往往有生动的文化背景,也容易引起学生的兴趣。还有一些著名数学家的生平、轶事,比如说一些年轻的数学家成材的故事,《标准》中提到的“从阿贝尔到伽罗瓦”,阿贝尔22岁证明一般五次以上代数方程不存在求根公式,伽罗瓦创建群论的时候只有18岁。还有法国数学家帕斯卡,16岁成为射影几何的奠基人之一,19岁发明原始计算器;德国数学家高斯19岁解决正多边形作图的判定问题,20岁证明代数基本定理,24岁出版影响整个19世纪数论发展、至今仍相当重要的《算术研究》;还有的是许多出生贫穷卑微的数学家通过自己的艰苦努力,最终在的数学研究上有骄人成绩的例子,如19世纪的大几何学家施泰纳出身农家自幼务农,直到14岁还没有学过写字,18岁才正式开始读书,后来靠做私人教师谋生,经过艰苦努力,终于在30岁时在数学上做出重要工作,一举成名。如果在教学中加入这些学生感兴趣又有知识性的内容,消除学生对数学的恐惧感,增加数学的吸引力,数学学习也许就不再是被迫无奈的了。 四、学习数学史为德育教育提供了舞台 在《标准》的要求下,德育教育已经不是像以前那样主要是政治、语文、历史这些学科的事了,数学史内容的加入使数学教育有更强大的德育教育功能,我们从下几个方面来探讨一下。 首先,学习数学史可以对学生进行爱国主义教育。现行的中学教材讲的大都是外国的数学成就,对我国在数学史上的贡献提得很少, 其实中国数学有着光辉的传统,有刘徽、祖冲之、祖暅、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等一批优秀的数学家,有中国剩余定理、祖暅公理、“割圆术”等具有世界影响的数学成就,对其中很多问题的研究也比国外早很多年。《标准》中“数学史选讲”专题3就是“中国古代数学瑰宝”,提到《九章算术》、“孙子定理”这些有代表意义的中国古代数学成就。 然而,现阶段爱国主义教育又不能只停留在感叹我国古代数学的辉煌上。从明代以后中国数学逐渐落后于西方,20世纪初,中国数学家踏上了学习并赶超西方先进数学的艰巨历程。《标准》中“数学史选讲”专题11—— “中国现代数学的发展”也提到要介绍“现代中国数学家奋发拼搏,赶超世界数学先进水平的光辉历程”。在新时代的要求下,除了增强学生的民族自豪感之外,还应该培养学生的“国际意识”,让学生认识到爱国主义不是体现在“以己之长,说人之短”上,在科学发现上全人类应该相互学习、互相借鉴、共同提高,我们要尊重外国的数学成就,虚心的学习,“洋为中用”。 其次,学习数学史可以引导学生学习数学家的优秀品质。任何一门科学的前进和发展的道路都不是平坦的,无理数的发现,非欧几何的创立,微积分的发现等等这些例子都说明了这一点。数学家们或是坚持真理、不畏权威,或是坚持不懈、努力追求,很多人甚至付出毕生的努力。阿基米德在敌人破城而入危及生命的关头仍沉浸在数学研究之中,为的是“我不能留给后人一条没有证完的定理”。欧拉31岁右眼失明,晚年视力极差最终双目失明,但他仍以坚强的毅力继续研究,他的论文多而且长,以致在他去世之后的10年内,他的论文仍在科学院的院刊上持续发表。对那些在平时学习中遇到稍微繁琐的计算和稍微复杂的证明就打退堂鼓的学生来说,介绍这样一些大数学家在遭遇挫折时又是如何执著追求的故事,对于他们正确看待学习过程中遇到的困难、树立学习数学的信心会产生重要的作用。 最后,学习数学史可以提高学生的美学修养。数学是美的,无数数学家都为这种数学的美所折服。能欣赏美的事物是人的一个基本素质,数学史的学习可以引导学生领悟数学美。很多著名的数学定理、原理都闪现着美学的光辉。例如毕达哥拉斯定理(勾股定理)是初等数学中大家都十分熟悉的一个非常简洁而深刻的定理,有着极为广泛的应用。两千多年来,它激起了无数人对数学的兴趣,意大利著名画家达芬奇、印度国王Bhaskara、美国第20任总统Carfield等都给出过它的证明。1940年,美国数学家卢米斯在所著《毕达哥拉斯命题艺术》的第二版中收集了它的370种证明,充分展现了这个定理的无穷魅力。黄金分割同样十分优美和充满魅力,早在公元前6世纪它就为毕达哥拉斯学派所研究,近代以来人们又惊讶地发现,它与著名的斐波那契数列有着十分密切的内在联系。同时,在感叹和欣赏几何图形的对称美、尺规作图的简单美、体积三角公式的统一美、非欧几何的奇异美等时,可以形成对数学良好的情感体验,数学素养和审美素质也得到了提高,这是德育教育一个新的突破口。
可以解决生活的实际问题。
数学的文化价值 一、数学是哲学思考的重要基础 数学在科学、文化中的地位,也使得它成为哲学思考的重要基础。历史上哲学领域内许多重要论争,常常牵涉到有关对数学的一些根本问题的认识。我们思考这些问题,有助于正确认识数学,正确理解哲学中有关的争论。 (一)数学——-根源于实践 数学的外在表现,或多或少人的智力活动相联系。因此在数学和实践的关系上,历来有人主张数学是“人的精神的自由创造”,否定数学来源于实践其实,数学的一切发展都不同程度地归结为实际的需要。从我国殷代的甲骨文中,就可以看到那时我们的祖先已经会使用十进制计数方法他们为适应农业的需要,将“十干”和“十二支”配成六十甲子,用以记年、月、日,几千年的历史说明这种日历的计算方法是有效的。同样,由于商业和债务的计算,古代的巴比伦人己经有了乘法表、倒数表,并积累了许多属于初等代数范畴的资料。在埃及,由于尼罗河泛滥后重新测量土地的需要,积累了大量计算面积的几何知识。后来随着社会生产的发展,特别是为适应农业耕种与航海需要而产生的天文测量,逐渐形成了初等数学,包括当今我们在中学里学习到的大部分数学知识。再后来由于蒸汽机等机械的发明而引起的工业革命,需要对运动特别是变速运动作更精细的研究,以及大量力学问题出现,促使微积分在长期的酝酿后应运而生。20世纪以来近代科学技术的飞速发展,使数学进入一个空前繁荣时期。在这个时期数学出现了许多新的分支:计算数学,信息论,控制论,分形几何等等。总之,实践的需要是数学发展的最根本的推动力。 数学的抽象性往往被人所误解。有些人认为数学的公理、公设、定理仅仅是数学家头脑思维的产物。数学家靠一张纸、一支笔工作,和实际没有什么联系。 其实,即使就最早以公理化体系面世的欧的几里德几何而言,实际事物的几何直观和实践中人们发展的现象,尽管不合乎数学家公理化体系的各式,却仍然包含着数学理论的核心。当数学家把建立几何的公理体系当作自己的目标时,他伯头脑中也一定联系到几何作图和直观现象。一个人,即使是很有天赋的数学家,能在数学的研究中获得具有科学价值的成果,除了他接受严格的数学思维训练以外,他在数学理论研究的过程中,必定会在问题的提出、方法的选择、结论的提示等诸多方面自觉或不自觉地受到实践的指引。可以这么说,脱离了实践,数学就会成为无源之水,无本之木。 其实,即使就最早以公理化体系面世的欧几里德几何而言,实际事物的几何直观和实践中人们发现的现象,尽管不合乎数学家公理化体系的程式,却仍然包含着数学理论的核心。当数学家把建立几何的公理体系当作自己的目标时,他的头脑中也一定联系到几何作图和直观现象。一个人,即使是很有天赋的数学家,能在数学的研究中获得具有科学价值的成果,除了他接受过严格的数学思维训练以外,他在数学理论研究的过程中,必定会在问题的提出、方法的选择、结论的提示等诸多方面自觉或不自觉地受到实践的指引。可以这么说,脱离了实践,数学就会变成无源之水,无本之木。 但是,数学理性思维的特点,使它不会满足于仅研究现实的数量关系和空间形式,它还努力探索一切可能的数量关系和空间形式。在古希腊时期,数学家就超越了在现实有限尺度精度内度量线段的方法,觉察到了无公度量线段的存在,即无理数的存在。这其实是数学中最困难的概念之一—连续性、无限性的问题。直到两千年以后,同样的问题导致极限理论的深入研究,大大地推动了数学的发展。试想今天如果还没有实数的概念,我们将面临怎样的处境。这时人们无法度量正方形对角线的长度,也不会解一元二次方程:至于极限理论与微积分学更不可能建立即使人们可以像牛顿那样应用微积分,但是在判断结论的真实性时会感到无所适从。在这种状况下,科学技术还能走多远呢?又如在欧几里德几何产生时,人们就对其中一个公设的独立性产生怀疑。到19世纪上半叶,数学家改变这个公设,得到了另一种可能的几何一一非欧几里德几何。这种几何的创立者表现了极大的勇气,因为这种几何得出的结论从“常理”来说是非常“荒唐”的。例如“三角形的面积不会超过某一个正数”。现实世界似乎没有这种几何的容身之地。但是过了近一百年,在物理学家爱因斯坦发现的相对论中,非欧几里德几何却是最合适的几何。再如,20世纪30年代哥德尔得到了数学结论不可判别性的结果,其中的某些概念非常抽象,近几十年却在算法语言的分析中找到了应用。实际上,许多数学在一些领域或一些问题中的应用,一旦实践推动了数学,数学本身就会不可避免地获得了一种动力,使之有可能超出直接应用的界限。而数学的这种发展,最终也会回到实践中去。 总之,我们应该大力提倡研究和当前实际应用有直接联系的数学课题,特别是现实经济建设中的数学问题。但是我们也应该在纯粹科学和应用科学之间建立有机的联系,建立抽象的共性和丰富多彩的个性之间的平衡,以此来推动整个科学协调地发展。 (二)数学—充满了辩证法由于数学严密性的特点,很少有人怀疑数学结论的正确性。相反,数学的结论往往成为真理的一种典范。例如人们常常用“像一加一等于二那么确定”来表示结论不容置疑。在我们的中小学的教学中,数学更是只准模仿、演练、背诵。数学真的是万古不变的绝对真理吗? 事实上,数学结论的真理性是相对的即使像1+1=2这样简单的公式,也有它不成立的地方。例如在布尔代数中,1+1=0!而布尔代数在电子线路中有广泛的应用。欧几里德几何在我们的日常生活中总是正确的,但在研究天体某些问题或速度很快的粒子运动时非欧几何却是适宜的。数学其实是非常多样化的,它的研究范围也随着新问题的出现而不断扩大。如同一切科学一样,数学家们如果死守着前辈的思想、方法、结论不放,数学科学就不会进步。把数学的严密性和公理化体系看作一种“教条”是错误的,更不能像封建时代的文人对待孔夫子说的话:“真理”已经包含在圣人说过的话里,后人只能对其作诠释。数学发展的历史可以证明,正是数学家特别是年轻数学家的创新精神,敢于向守旧的思想挑战,数学的面貌才得以不断地更新,数学才成长为今天这样一门蓬勃发展、富有朝气的学科。 数学的公理化体系从来也不是不容怀疑、不容变化的“绝对真理”欧几里德的几何体系是最早出现的数学公理化体系,但从一开始就有人怀疑其中的第五公设不是独立的,即该公设可以从公理体系的其他部分推出。两千多年来人们一直在寻找答案,终于在19世纪由此发现了非欧几何。虽然人们长时期受到欧几里德几何的束缚,但是最终人们还是接受了不同的几何公理体系。如果历史上某些数学家多一点敢于向旧体系挑战的革新精神,非欧几何也许还可能早几百年出现 数学公理化体系反映了内部逻辑严密性的要求。在一个学科领域内,当有关的知识积累到一定程度后,理论就会要求把一堆看来散乱的结果以某种体系的形式表现出来。这就需要对己有的事实再认识、再审视、再思索,创造新概念、新方法,尽可能地使理论能包括最一般、最新发现的规律。这实在是一个艰苦的理论创新过程。数学公理化也一样,它表示数学理论已经发展到了一个成熟的阶段,但并不是认识一劳永逸的终结。现有的认识可能被今后更深刻的认识所代替,现有的公理也可能被今后更一般化、包含更多事实的公理体系所代替。数学就在不断地更新过程中得到发展。 有种看法以为,应用数学就是把熟诵的数学结论套到实际问题上去,以为中小学的教学就是教给学生这些万古不变的教条。其实数学的应用极充满挑战性,一方面不但需要深切地认识实际问题本身,另一方面要求掌握相关数学知识的真谛,更重要的是要求能创造性地把两者结合起来。 就数学的内容来说,数学充满了辩证法。在初等数学发展时期,占统治地位的是形而上学。在该时期的数学家或其他科学家看来,世界由僵硬的、不变的东西组成。与此相适应,那时数学研究的对象是常量,即不变的量。笛卡尔的变数是数学中的转折点,他把初等数学中完全不同的两个领域一一几何和代数结合起来,建立了解析几何这个框架具备了表现运动和变化的特性,辩证法因此进入了数学。在此后不久产生的微积分抛弃了把初等数学的结论作为永恒真理的观点,常常做出相反的判断,提出一些在初等数学的代表人物看来完全不可理解的命题。数学走到了这样一个领域,在那里即使很简单的关系,都采取了完全辩证的形式,迫使数学家们不自觉又不自愿地转变为辩证数学家。在数学研究的对象中,充满了矛盾的对立面:曲线和直线,无限和有限,微分和积分,偶然和必然,无穷大和无穷小,多项式和无穷级数,正因为如此,马克思主义经典作家在有关辩证法的论述中经常提到数学。我们学一点数学,一定会对体会辩证法有所帮助。