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数学史是研究数学学科产生、发展历史的学科,它是数学的一个分支,又是科学史的一个分支,它是数学和历史的交叉学科,涉及社会学、经济学、哲学以及自然科学等.数学史以数学发展进程与规律为研究对象,追溯数学的渊源、进展,并在一定程度上可以预见到数学的未来.透过数学史,可以认真探索先人的数学思想,而这往往比掌握单纯的数学结论更为重要,更有意义.在数学教学中有意识的引入数学史实,乃至于运用数学史实对课堂教学进行改造将有指导意义.
将数学史融入数学教学早就不是什么新鲜事.国际上研究数学史与数学教学关系的主要组织是HPM,HPM的原名为“与ICMI共同合作的数学史与数学教学之间关系研究群”(IntemationalStudyGrouponRelationsbetweenhistoryandPedagogyofMathematies,简称ISGHpM).它隶属于国际数学教育委员会(theIntemationalConnssionMathematicalInstruetion,简称ICMI),是国际上一个专门研究数学史与数学教育之间关系的组织.
在我国,数学史的教育教学价值也早己被一些学者所认识,张奠宙先生认为应用数学史有助于将数学的“学术形态”转化为“教育形态”[1].但总体来说,我国关于HPM的研究现状不容乐观,一些研究者的调查表明,我国绝大多数教学老师对数学史掌握不到位或掌握很少,以至于存在对数学史认识不深,应用不当的现象.关调查显示,数学史知识的掌握和数学学习成绩关系不大(在同一份测试题分别对初中、高中、师专和本科院校进行的测试数学史知识的测试分数于数学测试的分数的相关系数分别为相关性甚低[2]),这表明仅仅把数学是当作知识来讲授或者只是用来激发学生的学习兴趣,其意义并不是很明显.
高等数学是大学重要的基础课程,它为学生日后的学习、工作打下了基础,是学生在学习其后继课程或其他理工科时用到的一个工具;更重要的是通过学习该门课,学生的自主创新能力得到提高.同时,我们还要兼顾一个问题,一些数学基础薄弱的文科生在学习高数时感到很吃力.对教师的教学和学生学习都是非常有益的;从教师方面来说,在讲数学史时,能够活跃课堂气氛,同时,将这些内定穿插于课堂中,要求教师对时间把握得当并达到一定的效果,因此在一定程度上,能够提高教师的教学能力.从学习方面来说:单一的接收数学知识比较乏味,引入数学史知识能够激发他们学习兴趣.笔者对过去一年的数学教学经验进行总结分析,提出自己的几点见解.
1高等数学课程中融入数学史的几种方法途径
笔者认为在高等数学课程中融入数学史可以采用以下几种方法途径.
(1)在教学中穿插数学家的故事和言行.
(2)在讲授某个数学概念公式时,先介绍它的历史发展.
(3)在课堂内容里渗透历史发展的观点.
对于途径(1),例如在上到麦克劳林公式时,可以顺势引入主人公的身历,麦克劳林这位著名的数学家一生是很传奇的,他11岁考上大学,15岁取得硕士学位,19位主持马里沙学院数学系,这在当时来说,他是第一个做到这么到受人瞩目的人物;他一生中第一本重要著作在他21岁时发表了,几年后,他成为了爱丁堡大学数学教授的助理,当时的他年仅27岁,牛顿对他的评价相当高.
我们在讲到与该课相对应的人物时,不妨引入该人物的故事,以提高学生学习兴趣及加深学生对该知识点的认识,并把该知识点与历史相联系,如此,能让数学课更加补充而非单调无味.比如介绍阿贝尔定理时,先介绍阿贝尔一生的遭遇:阿贝尔的一生是短暂且艰辛的,在他27岁时与世长辞,但他却在方程论方面做出了杰出的贡献,并且还是椭圆函数论的创始人之一.欧拉的故事是很多老师在讲到欧拉方程时会讲到的一个故事,讲这个故事,可以启发学生思维,让学生感触良深,从而激励自己努力学习.欧拉是历史上写论文最多的数学家,但在他28岁时噩运降临在他身上:一只眼睛失明;在56岁那一年,欧拉双目失明,妻子逝世,这样的双重打击并没有减少他对数学的热忱,他依然在奋斗.通过口述,他儿子记录的形式计算,他坚持了20年直到最后一刻.
对于途径(2),例如:在介绍牛顿一莱布尼茨公式时,可以讲述牛顿和莱布尼茨的追随者之间的争论.双方对于微积分发明的优先权问题进行了激烈争论,导致英国与欧洲大陆国家在数学发展上意见分歧,时间长达上百年.优先权的争论阻碍了数学发展进程,这无疑是科学史上的不幸.
对于途径(3),比如初学高等数学时,有部分同学会对极限,连续等概念不很理解,甚至觉得有些“多此一举”,因为很直观的概念,却要用枯燥的ε-δ语言“、”等来定义,真应了鲁