教材中的数学史与课堂教学融合的前期准备工作
(一)提高教师的数学史水平
德国诗人、学者歌德曾经有一句名言:“一门科学的历史就是这门科学本身”。如果把科学这两个字换成数学,可以得到同样蕴含丰富哲理的一句话“数学的历史就是数学这门学科本身”。对于一个数学教师来讲,要教好数学就应该懂得数学的历史,通过文章之前的调查内容证明,教师具有的数学史水平决定了教材中数学史与课堂融合的质量。所以,提高教师的数学史水平是完善课堂教学的前提。
从实际情况出发,教育相关部门和教师自身可以从以下几个方面入手提高教师的数学史水平:
(1)师范院校的数学专业要开设数学史课程,已经开设相关课程的学校要重视学生掌握知识的程度。因为师范数学教育专业培养的是未来的数学一线教师和教育工作者,所以院校如果能把数学史学习作为必修课程,并设立统一的标准和要求、规范知识范围、进行严格考试,才能造就出对数学史有着准确理解的数学教育工作者。
(2)为已经参加工作的教师提供适用有效的继续教育。时代在进步,走在教育教学工作前沿的一线教师更要紧跟时代步伐,不断学习,提高自身素养。继续教育作为后期培训工作,不能走形式主义,要具有实质性地开展工作。在继续教育工作中,关于数学史知识的部分不能囫囵吞枣、泛泛而谈,应该系统讲解并全面分析数学史知识的相关内容,尤其要重点讲解高中教材中涉及的数学史史料并进行关联知识的拓展。在讲解数学史知识时不能只单纯得介绍原理和内容,同时也要将关联的历史背景、研究原因、发展历程、应用价值、现实作用等详细介绍。这样才能让继续教育发挥真正的价值,才能让教师在继续教育中弥补自身知识的欠缺。当教师在充分理解数学知识的理论实质和文化内涵之后,才能在课堂上呈现数学史的完美融入。
(3)教师可以通过翻阅数学史著作、查阅数学史资料来进行自主学习,尤其重视数学教学过程中所涉及的数学史内容。现在部分年长的教师在工作之前并没有系统地学过数学史知识,他们摄取数学史知识的来源绝大多数是后期的继续教育和自主学习,需要比较全面而权威的数学史著作或者文献,教科书涉及的数学史史料更要格外留心。除此之外,部分系统学习过数学史基础的教师也可能会由于时间关系而逐渐遗忘,不能做到铭记数学史知识具体内容的每个重要环节。若有教辅资料可供教师学习参考,就可以使教材中的数学史更科学、更恰当、更精确得呈现在课堂之中。
为了将教材中的数学史更好地融入课堂之中,需要教师做好充分的准备,同时也需要有丰富充足而又准确的教辅资料为师生提供参考,这是将教材中的数学史与课堂融合的坚实基础和有力后盾。
(二)设计教辅资料
职教数学经过几次的教学改革,教科书中的数学史及数学文化知识所占的比例也越来越多。但是,教师将教材中的数学史与课堂进行融合并不是一味地照本宣科,教师结合多媒体课件将书本的文字转换成生动的语言表达出来时,需要一定的学识底蕴和资料辅助。这时,实用的教辅资料就体现的非凡的价值。所以,保证可以将教材中的数学史切实融入课堂的另一个主要因素就是有合理的教辅资料。基于此情况下,数学史教辅资料的合理设计就显得尤为重要,可以从以下两个方面入手:
(1)准备阶段:
设计教辅资料的第一阶段就是收集数学史及数学文化的资料。可以从数学形成时期、初等数学时期、变量数学时期、近现代数学时期等几个不同时期纵向搜集数学史资料。特别需要留心的是:初等数学时期的几何发展、变量数学时期的解析几何产生,不仅因为它们在教科书中占有着大比例的知识点,更因为它们在数学界具有决定性的地位。关于中国古代的数学史料可以从两汉、魏晋南北朝、宋元及近现代文明等不同时期进行搜集。不同的历史阶段,可以展现出不同时期的数学进展与突破。
在搜集材料过程中,了解不同时期数学文化和数学家故事的同时,还可以广泛阅读一些值得深思的中外数学史著作,为设计教辅资料提供重要素材,例如:《九章算术》、《数书九章》、《周髀算经》、欧几里得的《几何原本》、黎曼的《几何基础》、高斯《算数研究》等。
(2)设计阶段:
教辅资料的设计阶段主要有两个方面需要注意:数学史内容的选择、数学史知识内容的顺序编排。
世界经过几千年的变换,在数学的历史长河中,具有标志性的人物、事件。书籍数不胜数,教辅资料的设计内容不可能泛泛而谈。回顾设计教辅资料的目的:并不是为了纯粹的进行历史讲述,而是为了教师在授课过程中有资料可查,是为了学生在自主学习过程中有资料可依,是为了起到辅助师生更好学习数学知识的作用。例如:在教材关于函数符号的引入介绍只有简单一句话“函数符号 y=f(x)是由德国数学家布莱尼茨在 18 世纪引入的”。若教师想在讲函数概念的时候渗透函数符号引用的历史,以布莱尼茨的钻研精神激励学生乐于探究知识,而教材中的一句话不足以满足教师的授课要求,此时就体现出了教辅资料的存在意义。因此,为了能突出教辅资料的教学实用性,在设计教辅资料的时候要注意以教材中的数学史知识为主要框架,扩充内容要围绕教材中所涉及的数学史知识进行。同时,为了教学方便与需要,教辅资料中数学史内容的顺序及章节分布要符合教科书的编排顺序。
只有教辅资料的汇编从内容重点和知识顺序两方面均与数学教材编排相匹配,才能真正让数学史知识起到辅助教学的作用,让学生在学习数学知识内容和方法技巧的同时,形成全面而正确的数学思维与数学价值观。