數學文化在學生數學素養的應用研究

時間:2022-06-10 10:02:03

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數學文化在學生數學素養的應用研究

摘要:文章對數學文化教育與高職學生數學素養進行簡單概述,就高職學生的數學素養培養中數學文化教育的應用原則予以闡述,針對性地就當前我國高職院校中學生數學素養培養中數學文化教育的應用提出具體措施,希望可為更好地滿足當前社會發展中在人才方面需要及高職院校的發展納言獻策。

關鍵詞:數學文化教育;培養;高職學生;數學素養;應用

當前社會經濟中,伴隨著人工智能技術的日新月異,數學的重要性在人們生產生活中愈顯愈烈,網絡、電視、廣播等信息媒介所輸出的信息與數據中,與數學知識和數學問題有關內容的信息量層出不窮。當前世界每一項高新技術的發展都或多或少有數學的支撐,高新技術的本質為數學技術,已逐漸發展為人類文化的一項重要組成。尤其在《中國學生發展核心素養》頒布后,當前高職院校教學教學工作的開展必須重視學生數學素養的培養。現階段很多學生錯誤地認為,初中、高中階段所學習的知識進入社會后幾乎不再使用。實際上,數學文化教育在學生數學素養方面具有十分重要的價值和意義,不僅關系到學生自身的成長和發展,同時還與國家在學生人才培養目標的實現方面密切相關,必須重視起來。

一基本概念闡述

(一)數學文化教育。所謂數學文化教育,指的是在數學教學的活動中,以學生的數學素養提升為根本,利用數學的方法、思維和數學知識,同時將科學、文化和教育等等內容融合,促進學生行為觀念等方面的整體發展與提升。具體表現在以下三個方面:第一,數學文化教育開展能夠滿足高職學生應用意識提升需要,高職學生畢業后需從事非常多與生產生活相聯系的工作,有著非常多與數學有關問題,如工程技術專業學生,在建筑設計方面,可應用黃金分割定律思想;在高等數學緒論介紹時,引入黃金分割概念。第二,數學文化教育開展能夠滿足學生理性思維提升需要。數學有非常多的具體知識,一般生活中很少用到這些方面知識,高職學生數學文化學習后能夠創新自身的思維,加強邏輯思維能力,支撐學生未來發展。第三,數學文化教育能夠激發學生數學學習興趣。數學本身相對枯燥和乏味,學生參與數學知識學習很難感受到樂趣,長此以往,降低學生在數學知識學習方面的積極性和主動性,難于取得理想學習效果。課堂教學中,教師必須重視教學方法的選擇,教育教學中適時給學生講授數學文化,在提高學生數學知識學習興趣的同時,拓展學生視野,培養學生思維能力。(二)高職學生需要具備的數學素養。第一,數學知識維度。高職院校學生基礎差,數學知識基礎成績低,數學和英語薄弱,數學基礎知識學習相對較為薄弱。第二,數學能力維度。高職院校學生無法實現對數學知識的熟練使用,面對問題,很多學生無法有效分析解決。第三,數學認識維度。在很多高職院校學生認識中,數學抽象難懂,而且在他們的印象中,數學與社會實踐聯系不緊密,所以在數學學習中,缺乏必要的興趣與信心。在數字化和網絡化發展中,任何高新技術的發展都需要有數學知識的支撐,高新技術的本質就是數學技術,國家之間的競爭一定程度上是數學技術競爭。因此,人的發展與整體的提升,就必須具備有良好的數學知識和數學素養,注意增強自身數學思維。

二高職數學教學中數學文化教育實施路徑

第一,高職院校教師必須對數學文化教育觀念有正確的認識。要想提高數學文化在高職數學教學中應用的有效性,教師必須要有數學文化教育觀。在教學實踐中,通過例舉及其他能夠提升學生數學學習興趣的方式,給學生傳達一個信息——數學學習的重要性。數學不僅能夠借助數字拓展和開發人體大腦,而且其嚴謹和周密的態度能夠提升人的思維能力。教師應對數學精神和思想展開深層次探究,積極更新教學觀念,落實數學文化教育,具備數學生活與數學探究精神相結合的能力。學會使用自身知識和經驗引導學生在實踐中把握數學文化,促進自身數學文化知識的豐富,將文化教育與知識教育有效融合,使用數學精神和思維解決問題,更新數學文化觀念。第二,數學教學內容中滲透數學文化。在高等數學教學中,結合高等數學教學內容,促進學生學習興趣的提高,適當穿插一些運籌學、三次分割等知識內容,增強學生理解能力。在導數講解中,可穿插牛頓、不賴你等實例。在微積分教學中,選擇性地擇取一些學生感興趣的數學模型案例,并加以補充和案例背景說明。線性代數教學方面,將密碼學的一些案例穿插進去。通過穿插教學方式提高學生數學學習興趣,實現學生數學素養的有效培養。第三,公共課教學中凸顯數學價值和作用。在數學學科方面,很多人錯誤地認為其應用價值低。教師需要利用數學文化教育,借助典型案例,深刻告知學生數學在日常生產生活中的作用與價值,如將數學理論與建模思想和社會實踐相互融合,幫助學生利用抽象理論解決實際生活問題,對數學應用價值有充分全面感受。在導數應用教學中,列舉符合實際案例,讓學生感受數學應用價值,提高學習興趣。

三基于高職學生數學素養培養的數學文化教育應用原則

(一)價值原則。數學文化教育應用中,教師不僅要進行數學知識概念的講解,而且需要在學生數學思維中做好數學本質、數學應用等方面滲透,讓學生真正感受到數學知識在各個領域的價值和作用,對數學文化教育對數學學習的作用有清楚了解。雖然數學文化內容相對廣泛,涉及面廣,必須注意其與教學內容之間的相關性。教師需要結合學生所學的數學知識做好數學文化素材的收集和選擇,有目的性地篩選一些與學生數學知識有密切聯系素材,與學生學習經驗以及學科內容等建立聯系,提高學習效率。(二)典型性原則。數學文化素材多,教師在內容和材料選擇方面需要具代表性和典型性特點,能夠發揮促進課堂教學作用。重視數學思想方法的講解,從學生生活情境方面出發,最好選擇一些現實中可能會出現的問題,在案例選擇方面確保其真實性和可靠性,發揮示范帶頭作用,讓學生從思想上感受到啟發和熏陶,方便學生找到相對應模型和事物,提高知識學習興趣,對數學與生活之間聯系有更為清楚的認識。(三)趣味性原則。學生在學習方面的興趣會給學生學習行為產生激發和強化作用,使知識學習更具趣味性,激發學生學習內部動機,不僅能夠從不同角度感受數學知識的美,同時還能夠凸顯人和事。在教學中需要注意網絡媒體的使用,確保內容直觀、生動。如穿插一些數學人物故事,提高學生在相關知識方面印象。(四)多樣化原則。數學文化教育的多樣性能夠為學生學習活動的開展提供方便。數學教學中要將數學內容直觀、形象地呈現出來,達到數學文化滲透的目的,就必須通過選擇多樣化的且能夠密切聯系日常生活及學生感興趣的素材開展教學。(五)可接受性原則。學生認知程度對教學方法和內容有較大的影響,在數學教學中,所選擇的數學文化素材不能超出學生當前的認知水平;在數學文化教育的應用中,以學生認知程度、年齡和生活經驗為基礎,盡可能地選擇學生熟悉的、可被學生所認知的數學素材開展教學。要將學生放在主體性地位,且能夠更好地與學生認知規律保持一致,讓學生在發展自身認知規律的基礎上更好地提升自己。

四基于高職學生數學素養培養的數學文化教育應用策略

(一)經驗積累策略。數學文化教育的應用首先體現在學生的親力親為,讓學生切身體驗與參與到整個數學教學活動的始終,積累數學經驗,加深對數學知識的理解。所謂數學經驗指的是學生在參與數學活動中所獲取的諸多公式化套路化的數學知識,憑借這些數學知識能夠更好地幫助學生熟悉和掌握數學教學開展中的新內容。教師還可以使用“歷史發生原理”,合理選擇教學方法,確保所設計的教學情境能夠更好符合學生認知水平,通過創設能夠與學生日常生活經驗和數學經驗有共鳴的情境。學生在數學經驗積累中可增強自身數學知識,同時還能夠進一步促進學生數學素養的提升和發展。(二)多領域多層次多角度的滲透策略。事物之間存在聯系關系,在數學教學活動中,用聯系的眼光看待各個領域中所滲透的數學知識,不斷反思和回顧,引導學生感受數學文化本質,實現數學系統內在之間的有效聯系,增強學生數學素養。高職院校以數學文化教育為基礎的數學教學活動需要將數學文化與數學課堂、數學生活等相聯系,能夠更好地利用數學文化教育實現培養學生數學素養目標。

五數學文化教育在培養高職學生數學素養的實際應用

(一)在高職數學教學活動中的應用。學生數學文化素養的培養需要落實在各個教學環節中,在數學文化素養培養方面必須確保一定的針對性,包含數學知識、數學技能以及理解等方面,并非每節課內容都與數學文化教學有關。第一,在課前預習方面。當前新版教材中數學文化方面資料非常多,可以將其中一些有較強趣味性和簡單易懂知識布置成學生的預習作業,讓學生對所需要學習內容有一個初步認識,幫助學生了解到數學文化的價值和作用,拓展學生數學文化知識面。教師還可以提前向學生發放準備好的材料,引導學生利用網絡、報刊等查找資料,提高學習主動性,對學習過程有大致了解,感受到文化熏陶。第二,課堂滲透。數學教學中涉及較多的數學思想方法以及發散性思維的有關內容,這些內容在學生數學文化素養培養方面能發揮重要作用。教師在教學中可導入相關知識講解,如在解析幾何講解方面,向學生講解笛卡爾建立解析幾何概念在數學發展方面的影響等。第三,翻轉課堂。在學生數學素養培養方面,翻轉課堂能夠取得較好的應用效果。翻轉課堂在實際應用中主要是讓學生在學習中通過自己查找內容的方式展開小組分享教學。如在“儲蓄的計算”知識講解中,主要引導學生掌握個人所得稅和存款利率等計算方法,可讓學生在學習中介紹自己知道的一些政策,在教師的帶領下由其他學生進行評價,親身感受到數學的價值。還可以通過考試等方式增強學生的數學素養,在考試考題設計方面,將數學知識與現實生活聯系、數學與學生生活密切聯系,同時對學生數學心理發展有足夠的重視。(二)在選修課程中的應用。第一,在數學問題中滲透數學文化,如尺規作圖、黃金分割、勾股定理等。第二,在數學典故中滲透數學文化,如田忌賽馬、韓信點兵、《九章算術》等。第三,在數學觀點中滲透數學文化,如“類比”“轉化”“數學機械化”等。(三)在社團活動中的應用。高職院校社團活動在學生綜合素質發展方面發揮重要價值和作用,開展豐富的教學文化活動,在數學與生活之間建立密切聯系,學會通過數學知識解決各類實際問題,實現對學生精神生活的豐富,能夠讓學生通過自身的直觀體驗,加強與他人的合作和交流,滿足數學文化教育滲透需要。數學文化活動的開展還能夠促進學生綜合素養的提高,進一步激發學生在數學學習方面熱情和主動性,具體可選擇以下幾種方式:第一,數學游戲競賽。數學不僅有非常高的實用性,同時還具有極高的趣味性,數學游戲與其他游戲相比,更多則智力性游戲,靈活性高,必須要動腦筋思考。高職院校可開展一些與數學書本知識有關的游戲和競賽,吸引學生興趣,引導學生學會主動分析和解決問題,促進學生發散性思維的培養,拓展學生知識面和數學知識。第二,數學建模。數學建模對學生專業知識要求不是十分嚴格,在從物聯網工程、工程技術管理等方面選擇建模題目,學生根據題目建立團隊撰寫論文,注意對其適當簡化后變為實際問題。通過數學建模活動,能夠使學生團隊協作以及綜合分析和解決問題的能力提高,拓展知識面,增強學生的創新精神,更好地培養高職學生數學素養。第三,數學文化故事。就講述比賽而言,數學發展中出現過許多數學家,可以運用這些數學家的故事教育學生。在故事講解方面,不能局限在數學史,還可以向著數學與文學、數學與美學等方面發展,激發學生興趣,提高學生學習主動性。

在實踐教學中發現,數學文化教育的開展能夠增強高職學生數學文化素養。在信息時代,數學學習時現代教育技術具有重要的價值,發揮積極的作用。未來高職院校教育教學活動中,必須在數學傳統文化以及數學教育現代化之間建立良好的溝通和學習平臺,更好地滿足學生數學認知結構的構建,增強學生數學文化素養,為學生未來的成長和發展打下良好基礎。

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作者:寧曉琳 單位:山西水利職業技術學院