人类是动物进化的产物,最初也完全没有数量的概念。但人类发达的大脑对客观世界的认识已经达到更加理性和抽象的地步。这样,在漫长的生活实践中,由于记事和分配生活用品等方面的需要,才逐渐产生了数的概念。比如捕获了一头野兽,就用1块石子代表。捕获了3头,就放3块石子。"结绳记事"也是地球上许多相隔很近的古代人类共同做过的事。我国古书《易经》中有"结绳而治"的记载。传说古代波斯王打仗时也常用绳子打结来计算天数。用利器在树皮上或兽皮上刻痕,或用小棍摆在地上计数也都是古人常用的办法。这些办法用得多了,就逐渐形成数的概念和记数的符号。 数的概念最初不论在哪个地区都是1、2、3、4……这样的自然数开始的,但是记数的符号却大小相同。 古罗马的数字相当进步,现在许多老式挂钟上还常常使用。 实际上,罗马数字的符号一共只有7个:I(代表1)、V(代表5)、X(代表10)、L(代表50)、C代表100)、D(代表500)、M(代表1,000)。这7个符号位置上不论怎样变化,它所代表的数字都是不变的。它们按照下列规律组合起来,就能表示任何数: 1.重复次数:一个罗马数字符号重复几次,就表示这个数的几倍。如:"III"表示"3";"XXX"表示"30"。 2.右加左减:一个代表大数字的符号右边附一个代表小数字的符号,就表示大数字加小数字,如"VI"表示"6","DC"表示"600"。一个代表大数字的符号左边附一个代表小数字的符号,就表示大数字减去小数字的数目,如"IV"表示"4","XL"表示"40","VD"表示"495"。 3.上加横线:在罗马数字上加一横线,表示这个数字的一千倍。如:""表示 "15,000",""表示"165,000"。 我国古代也很重视记数符号,最古老的甲骨文和钟鼎中都有记数的符号,不过难写难认,后人没有沿用。到春秋战国时期,生产迅速发展,适应这一需要,我们的祖先创造了一种十分重要的计算方法--筹算。筹算用的算筹是竹制的小棍,也有骨制的。按规定的横竖长短顺序摆好,就可用来记数和进行运算。随着筹算的普及,算筹的摆法也就成为记数的符号了。算筹摆法有横纵两式,都能表示同样的数字。 从算筹数码中没有"10"这个数可以清楚地看出,筹算从一开始就严格遵循十位进制。9位以上的数就要进一位。同一个数字放在百位上就是几百,放在万位上就是几万。这样的计算法在当时是很先进的。因为在世界的其他地方真正使用十进位制时已到了公元6世纪末。但筹算数码中开始没有"零",遇到"零"就空位。比如"6708",就可以表示为"┴ ╥ "。数字中没有"零",是很容易发生错误的。所以后来有人把铜钱摆在空位上,以免弄错,这或许与"零"的出现有关。不过多数人认为,"0"这一数学符号的发明应归功于公元6世纪的印度人。他们最早用黑点(·)表示零,后来逐渐变成了"0"。 说起"0"的出现,应该指出,我国古代文字中,"零"字出现很早。不过那时它不表示"空无所有",而只表示"零碎"、"不多"的意思。如"零头"、"零星"、"零丁"。"一百零五"的意思是:在一百之外,还有一个零头五。随着阿拉数字的引进。"105"恰恰读作"一百零五","零"字与"0"恰好对应,"零"也就具有了"0"的含义。 如果你细心观察的话,会发现罗马数字中没有"0"。其实在公元5世纪时,"0"已经传入罗马。但罗马教皇凶残而且守旧。他不允许任何使用"0"。有一位罗马学者在笔记中记载了关于使用"0"的一些好处和说明,就被教皇召去,施行了拶(zǎn)刑,使他再也不能握笔写字。 但"0"的出现,谁也阻挡不住。现在,"0"已经成为含义最丰富的数字符号。"0"可以表示没有,也可以表示有。如:气温0℃,并不是说没有气温;"0"是正负数之间唯一的中性数;任何数(0除外)的0次幂等于1;0!=1(零的阶乘等于1)。 除了十进制以外,在数学萌芽的早期,还出现过五进制、二进制、三进制、七进制、八进制、十进制、十六进制、二十进制、六十进制等多种数字进制法。在长期实际生活的应用中,十进制最终占了上风。 现在世界通用的数码1、2、3、4、5、6、7、8、9、0,人们称之为阿拉伯数字。实际上它们是古代印度人最早使用的。后来阿拉伯人把古希腊的数学融进了自己的数学中去,又把这一简便易写的十进制位值记数法传遍了欧洲,逐渐演变成今天的阿拉伯数字。 数的概念、数码的写法和十进制的形成都是人类长期实践活动的结果。 随着生产、生活的需要,人们发现,仅仅能表示自然数是远远不行的。如果分配猎获物时,5个人分4件东西,每个人人该得多少呢?于是分数就产生了。中国对分数的研究比欧洲早1400多年!自然数、分数和零,通称为算术数。自然数也称为正整数。 随着社会的发展,人们又发现很多数量具有相反的意义,比如增加和减少、前进和后退、上升和下降、向东和向西。为了表示这样的量,又产生了负数。正整数、负整数和零,统称为整数。如果再加上正分数和负分数,就统称为有理数。有了这些数字表示法,人们计算起来感到方便多了。 但是,在数字的发展过程中,一件不愉快的事发生了。让我们回到大经贸部2500年前的希腊,那里有一个毕达哥拉斯学派,是一个研究数学、科学和哲学的团体。他们认为"数"是万物的本源,支配整个自然界和人类社会。因此世间一切事物都可归结为数或数的比例,这是世界所以美好和谐的源泉。他们所说的数是指整数。分数的出现,使"数"不那样完整了。但分数都可以写成两个整数之比,所以他们的信仰没有动摇。但是学派中一个叫希帕索斯的学生在研究1与2的比例中项时,发现没有一个能用整数比例写成的数可以表示它。如果设这个数为X,既然,推导的结果即x2=2。他画了一个边长为1的正方形,设对角线为x ,根据勾股定理x2=12+12=2,可见边长为1的正方形的对角线的长度即是所要找的那个数,这个数肯定是存在的。可它是多少?又该怎样表示它呢?希帕索斯等人百思不得其解,最后认定这是一个从未见过的新数。这个新数的出现使毕达哥拉斯学派感到震惊,动摇了他们哲学思想的核心。为了保持支撑世界的数学大厦不要坍塌,他们规定对新数的发现要严守秘密。而希帕索斯还是忍不住将这个秘密泄露了出去。据说他后来被扔进大海喂了鲨鱼。然而真理是藏不住的。人们后来又发现了很多不能用两整数之比写出来的数,如圆周率 就是最重要的一个。人们把它们写成 π、等形式,称它们为无理数。 有理数和无理数一起统称为实数。在实数范围内对各种数的研究使数学理论达到了相当高深和丰富的程度。这时人类的历史已进入19世纪。许多人认为数学成就已经登峰造极,数字的形式也不会有什么新的发现了。但在解方程的时候常常需要开平方如果被开方数负数,这道题还有解吗?如果没有解,那数学运算就像走在死胡同中那样处处碰壁。于是数学家们就规定用符号"i "表示"-1"的平方根,即i=,虚数就这样诞生了。"i "成了虚数的单位。后人将实数和虚数结合起来,写成 a+bi的形式(a、b均为实数),这就是复数。在很长一段时间里,人们在实际生活中找不到用虚数和复数表示的量,所以虚数总让人感到虚无缥缈。随着科学的发展,虚数现在在水力学、地图学和航空学上已经有了广泛的应用,在掌握和会使用虚数的科学家眼中,虚数一点也不"虚"了。 数的概念发展到虚和复数以后,在很长一段时间内,连某些数学家也认为数的概念已经十分完善了,数学家族的成员已经都到齐了。可是1843年10月16日,英国数学家哈密尔顿又提出了"四元数"的概念。所谓四元数,就是一种形如的数。它是由一个标量 (实数)和一个向量(其中x 、y 、z 为实数)组成的。四元数的数论、群论、量子理论以及相对论等方面有广泛的应用。与此同时,人们还开展了对"多元数"理论的研究。多元数已超出了复数的范畴,人们称其为超复数。 由于科学技术发展的需要,向量、张量、矩阵、群、环、域等概念不断产生,把数学研究推向新的高峰。这些概念也都应列入数字计算的范畴,但若归入超复数中不太合适,所以,人们将复数和超复数称为狭义数,把向量、张量、矩阿等概念称为广义数。尽管人们对数的归类法还有某些分歧,但在承认数的概念还会不断发展这一点上意见是一致的。到目前为止,数的家庭已发展得十分庞大。
还有呢,由这道题你想到的?这道题会有几种变型?
哇靠!!要1500个字,累死人了!!鄙视啊啊!!!!
这道数学题让我成长要1500个字,已经不是小小论文,很有创意
物理学是研究物质运动最一般的规律、物质基本结构及其相互作用的科学,我整理了初中物理科学论文,有兴趣的亲可以来阅读一下!
物理教学:坚持科学本质
摘要:阐述在物理教学中必须坚持科学本质教育,而不能把物理教学当做是知识的简单灌输和应试技巧的专门传授;以及在教学实践中如何对学生进行潜移默化的科学教育,提高学生科学素养,使学生形成科学的价值观和态度,使之受益终身。
关键词:物理;坚持;科学本质;学生;受益终身
物理学是研究物质运动最一般的规律、物质基本结构及其相互作用的科学,[1]是自然科学的重要组成部分。发展至今,物理学科既有悠久的科学史,又有飞速跃进的现代高科技;既与日常生活紧密联系,又饱含辨证唯物的科学思想;既有严格求实的科学实验,又有严密准确的逻辑推理。简而言之,物理的本质是科学,物理教学理所当然是科学的教育和探索,包括科学理论和技术﹑科学方法和思维﹑科学文化和人文精神等多方面的价值教学,而绝不是知识的简单灌输和应试技巧的专门传授。这是物理教学的基本原则。
国际应用物理联合会曾对20世纪物理教育进行了深刻的反思:“如果所有的学生都要学物理,那么物理教育的主要目标应该放在大多数的未来公民的兴趣和需要上,而不是放在将进一步学习物理而成为科学家或工程师的少数精英分子身上。如果物理教育是为更多学生的全面发展服务的,那就应当重视物理学家的工作成果在社会上、技术上的应用;重视物理学的哲学和物理学的历史;重视蕴含于我们文化之中的物理学方法;重视物理学家这个专业群体的特点,如支持、贡献社会的方式等。”[2]笔者在物理教学实践中也深深体会到:在课堂教学中立足于物理的科学本质教育,进行潜移默化的科学渗透,对于培养学生正确的科学思维、研究方法以及人生观、世界观的确立有着极其重要的作用;而学生正确的方法、信念、准则的形成和强化,又可以转化为学生学习物理的强大内驱力和坚实基础,进一步激发学生学习物理的兴趣和积极性,树立投身科学探究的伟大抱负。
一、以宝贵的科学精神感染人
著名物理学家钱三强先生在《物理学史》的序言中写到:“物理学发
展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,这块宝地很值得我们去开垦,这些精神财富很值得我们去发掘。”[3]在科学探索的进程中,并不总有认可、赞美,而是要能够承受来自舆论、宗教、传统观念各方面的压力。因此,伟大的科学家是有献身精神的。今天我们在赞叹伽里略的伟大,学习他的诸多理论时,更应该让学生感知伽里略用生命自由捍卫真理的勇气,理解到科学成功背后的艰辛,培养他们坚持真理的可贵信念和执着精神。
今天我们在广泛的应用电力,那么在学习“电磁感应”时,教师应该不失时机的讲述法拉第是怎样花费了十年的心血,经历了无数次的实验、失败、再实验、再失败的坎坷历程,终于首先发现了“电磁感应” 现象,开辟了人类应用电力的新纪元。从而让学生深刻体会到物理前辈不断求新探索,勇于自我反思,不屈不挠的惊人毅力,培养他们尊重失败、升华失败的科学态度和“从荆棘中收获科学成果”的坚强意志。
在物理学的发展过程中,科学是铁面无私的,科学研究是认真严谨的,但科学的发展和传续是温馨感人的,处处闪耀着“前人栽树,后人乘凉”的人性光环和崇高精神。正如牛顿所言:“如果说我比别人看的远些,那是因为我站在巨人的肩膀上”。在教学“开普勒三大定律”时,开普勒的伟大成就固然令人赞叹,但我们也应该让学生了解这一伟大成就背后的重要奠基人——第谷。第谷几十年如一日的持续观测,孜孜不倦的提高观测的精确性,实事求是的真实记录,最后在生命弥留之际,毫无保留的将全部珍贵的一手资料赠与开普勒。从第谷身上令学生深受感动的不仅是他求真务实的科学态度,更是他甘为人梯,默默奉献的伟大精神。
二、以辩证的科学思想启迪人
物理学科蕴含丰富的辨证唯物主义思想,在物理教学中渗透辩证的科学思想,可以潜移默化的启迪学生并使之:逐步认识到物理学理论的发展历程是动态发展的变化过程;切实体验到科学理论的不断进化、完善;深刻领悟到没有任何一个物理学理论可以被看作是最终完满的,人们在一定条件下的物理学认识只能是近似的、相对的。从而促使他们养成独立思考的习惯,提高认识科学问题的敏锐性和辩证性,使他们的思想沉浸在好奇之中,永不闭塞怀疑的目光。
三、以创新的科学思维塑造人
“授人以鱼,不如授人与渔”,正如著名数学家波利亚所说:“教师在课堂上讲什么当然重要,但学生想的是什么更为重要。思想应当是在学生的头脑中产生出来,教师要做一名真正的优秀的思想助产婆。”因此,塑造具有良好的思维习惯和创新科学思想的当代高中生是中学物理教育的核心价值。在教学中,教师应做到:“确立一个理念——以学生发展为本;落实两个重点——培养学生的创新思维和实践能力;实现三个转变:(1)教师角色的转变——由单纯的知识传授转变为教学活动的指导者和组织者,(2)学生学习地位的转变——由学习的客体转变为学习的主人,(3)教学方式的转变——由教师的主导变为学生的自主合作探究。[4]
教师要为学生创设丰富多彩接近实际的情景,激发学生提出有一定数量和质量的问题,启发学生根据不同的条件、从不同的角度、用不同的方法,引发不同的思路,甚至采用相互对立的思路去解决同一个问题,鼓励学生根据一定的需要,灵活多变的组合相关因素,提出可能可行的设想,可以通过生生交流,师生讨论共同探讨设想是否可行,能否解决问题,在这基础上得出设想的答案,答案可以不是单一的,而是多样的,甚至是开放式的。这样的方法有助于培养学生的创新能力,特别是当学生学会设定虚拟条件,根据解决问题的需要提出有价值的新方法时,他们的创造性思维就会在科学的殿堂自由翱翔,创造性能力同时获得质的飞跃。
四、以严谨的科学实验锻炼人
物理学的形成与发展是以实验为基础的,作为一门实验科学,它源于实验,发展于实验,在实验中得到检验,验证,并上升为高层次的科学理论。在课堂教学中,充分发挥实验的作用,不仅可以激发学生的学习兴趣,培养学生的观察能力;而且在实验中,通过学生的手脑并用,获得观察能力、实验操作能力、数据处理能力等多方面的锻炼,使科学知识与生活实践紧密结合,让学生学以致用,养成学生严谨踏实的科学作风。
物理实验主要分为演示实验、分组实验和课外实验,在教学中要充分发挥各类实验的优势,找准实验的着力点,有的放矢进行设计操作。物理实践活动要着力发挥教师的主导作用,突出学生的主体地位,应充分相信学生,使学生主动参与,让学生独立设计实验,利用物理实验,使学生在不断的实践锻炼中获得综合能力的有效提升。
五、以非凡的科学成就鼓舞人
物理学在悠久的发展过程中,人才辈出,灿如星空,杰出的人才创造伟大的成就。我国古代许多的物理学家,对物理发展有过很大的贡献,不少研究成果长期居世界领先地位。如指南针的发明与应用,不仅在我国古代军事、生产、日常生活中起过重要作用,且对促进东西方文化的交流和世界的发展都卓有功绩。这充分体现了中华民族自古以来的非凡才华和智慧,值得我们每一位炎黄子孙为之感到骄傲和自豪。
随着科技的发展,社会的进步,物理在人类生活的各个领域发挥着越来越重要的作用。在物理教学中,有意识的展示我国当代科技发展成就:例如我国近代著名的力学家、火箭专家钱学森,对我国火箭导弹和航天事业的迅速发展作出了不朽的贡献,被称为“中国的导弹之父”。 如今 “神舟”系列火箭飞船的成功发射圆了中国人的飞天梦,我国成为世界上第三个独立掌握载人航天技术和能够独立开展空间科学试验的国家。又如最近我国大亚湾中微子实验国际合作组在北京宣布,大亚湾中微子实验发现了一种新的中微子振荡,并测量到其振荡几率。这一重要成果是对物质世界基本规律的一项新的认识,对中微子物理未来发展方向起到了决定性作用,并将有助于破解宇宙中的“反物质消失之谜”。[5] ……这一系列的科学成就介绍怎不让我们的学生心潮澎湃,深受鼓舞?民族自信,爱国之情,热爱科技之心怎不油然而生?
总之,物理作为一门重要的基础科学,科学内涵悠久深远,科学素材层出不穷。物理课堂教学中必须坚持科学本质教育,深度挖掘适合教学的“科学题材”, 有效调动学生的学习积极性,让物理课堂焕发科学活力,让我们的每一节物理课都闪耀科学之光,去感染,去鼓舞学生,让学生得到锻炼,获得启迪,促进自我塑造,从而不断提高学生的科学素养,使学生逐步形成科学的价值观和态度,并使之受益终身!
参考文献:
[1] 阎金铎﹑田世昆.中学物理教学概论[M]. 北京:高等教育出版社,1997:35.
[2] 汪明.课堂教学中物理文化教育价值刍议[J]. 物理教学,2011(12):39
[3] 郭奕玲,沈慧君.物理学史[M]. 北京:清华大学出版社,2005:1-2
[4] 徐全学.提高物理教师技能的几点建议[J]. 物理教学,2011(11):21.
[5] 金良快.我国发现新的中微子振荡 有助破解反物质消失之谜. 新华社,2012年03月09日
点击下页还有更多>>>初中物理科学论文
孩纸你省中的吧
物理学家,是指探索、研究世界的组成与运行规律的科学家。这是我为大家整理的关于物理学家学术论文,仅供参考!
对物理学家失误的解读
摘 要:通过在物理教学中客观介绍物理学家的失误,从而正确认识科学发展的曲折和科学家付出劳动的艰辛,并在实际探究的过程中体验物理学家研究问题的方法,发展科学探究所必需的创新思维,从而提高学生科学探究的能力。
关键词:失误;科学探究;创新思维
中图分类号:G420 文献标识码:A
文章编号:1992-7711(2012)10-081-1
在物理教学中,我们更多地介绍了物理学家成功的、正确的一面,而往往忽略了他们的失误。在物理教学中客观介绍物理学家的失误,通过对他们在特定历史条件下酿成失误原因的剖析,对中学物理教学具有积极的意义。
一、在物理教学中客观介绍物理学家的失误
事实上,物理大师也会走弯路,有失误。在物理学发展的过程中,这样的事例可以说是屡见不鲜的。发现放射性元素的贝克勒尔认为要找到比铀的放射性还要大得多的元素是不大可能的;牛顿推算光在介质中的速度比真空中大;电磁波的发现者赫兹由于实验的局限而错误地认为阴极射线不带电。
中子发现的历史更值得回顾。在查德威克发现中子前,在实验中已有迹象表明在核中可能存在一种中性子。例如,1930年德国物理学家玻特和他的学生利用α粒子轰击铍元素时,发现产生了一种穿透力极强的射线。后来居里夫人的女儿I?居里和她的丈夫约里奥对这种射线进行了研究。他们将这种射线射到石蜡上,测到了有反冲质子从石蜡放出,他们认为这反冲质子是由这种不带电的的射线所轰击出来的。但遗憾的是约里奥-居里夫妇和玻特等人都没能抛弃传统的旧观念,而断言为这种射线正是大家所知的Υ射线。太可惜了!尤其对约里奥-居里夫妇而言,只要根据打出质子的动能,仔细地推算一下,假如入射粒子是Υ光子的话,那么它的能量将达几十兆电子伏,要比实验测得的这种未知中性粒子的能量大得多,于是就会发现,这种未知中性粒子不可能是Υ射线。可惜旧的传统观念太深了,以致快到手的成果丢掉了。在正电子的发现过程中,同样的失误又一次发生在约里奥-居里夫妇身上,使他们成了正如恩格斯所描述的“当真理碰到鼻子尖上的时候,还是没有得到真理”的人。
纵观物理学家们的失误,造成他们作出错误分析或错失了重大科学发现的主要原因有两个:一是科学发现和创造是人类向未知领域不断探索的一个过程,而这个过程必然是复杂的、艰难曲折的,在这样的过程中出现一些失误是难免的;二是传统思想的束缚,科学发现和创造需要丰富的想象力,需要新思想、新观念,因循守旧、墨守成规就不可能作出科学发现,但突破传统观念总是非常不容易。
二、在物理教学中介绍物理学家失误的积极意义
在物理教学中,教师引导学生认识物理学家的失误,分析失误的原因,似乎会使学生产生对科学的怀疑,对科学家的不敬,在时代呼唤更多创新人才的今天,这并非不是一件好事,将有利于学生体会到人类认识自然,改造自然是个曲折艰苦的过程,是个反复修正、反复深化的过程;有利于确立不怕挫折的信念,增强学习中的毅力;有利于学生打破思维定势,活跃课堂气氛,培养创新思维能力;有利于树立学生挑战权威,服从真理的求知精神。
当然,仅仅介绍物理学家的失误,并不能达到上述目的,更要注意向学生讲述物理学家对待失误和挫折的科学态度和不屈的探索真理的精神。约里奥-居里夫妇不仅错失了发现中子的良机,后来又错失了发现正电子的机会。但他们从失败中吸取教训,始终以饱满的工作热情、坚忍不拔的意志投入研究工作,功夫不负有心人,他们终于在1934年获得了20世纪中最重要的发现之一——人工放射性,并荣获了诺贝尔物理学奖。中国科学家王淦昌教授因为自身或客观条件的限制在发现中子、验证中微子存在等物理研究方面几次和诺贝尔奖擦肩而过,但他并没有放弃对科学热诚的追求,而是进一步拓展研究领域,在众多领域里提出了自己独到的见解,直到年逾90,仍不时到研究室去,他提出的激光引发氘核出中子的想法,成为惯性约束核聚变的重要科研项目,一旦实现,这将使人类彻底解决能源问题。
在物理教学中引导学生辨别物理学家的失误和科学上的也是值得重视的一个方面,法国物理学的权威布朗洛发现N射线就是一场巨大的。对科学史上的揭示显然可以使学生正确理解物理学家的失误,而激发学生对科学家们由衷的敬佩。在实际的教学中我们似乎更应该让学生在进行相关科学探究的实践中重复物理学家的失误,比如在讲电磁感应相关内容时,笔者有意安排了这样的实验,将电流表的表面背对学生,在插入磁铁后,让学生跑到讲台后看指针的读数,学生看过常常露出不解的神情,“指针没动啊!”可磁铁确实在线圈中啊!如此,模仿了当年科拉顿所做实验的情景,并设置了相关的问题使学生明白科拉顿的失误和法拉第的成功在创新思想上的不同之处。
三、在物理教学中介绍物理学家失误的几点反思
1.介绍物理学家的失误,促进新的课程资源不断生成。
正视并合理开发日常教学中的错误资源可以丰富课程内容,激发学生的参与热情,促进新的课程资源不断生成,对师生创造性智慧的激发会起到十分重要的作用。为此,我们可以利用学生的错误激发认知冲突,促进学生思维碰撞;抓住学生因知识经验和思维方式不同而出现的错误的观点和想法,引导学生合作交流,促进生成;不轻易剥夺学生自主发现错误的机会,为教学的有效介入创造最佳时机。
2.介绍物理学家的失误,促进教师更好地锤炼教学艺术。
既然物理学家都可以有失误,对我们教师来说在教学中的失误也就没必要去遮遮掩掩。在教学中,教学双方也会因为各种情况而发生错误,错误可能来自学生,也可能来自教师。对于学生的错误,我们常常能从容应对,对于自己的失误,我们也不能回避,而是要认真反思,究其原因,寻其策略,从而提高教学设计能力和课堂教学水平。错误的价值有时并不在于错误本身,课堂教学中的错误,对学生来说是一次很好的锻炼机会,对老师来说也可以是一次机遇,在生成性的教学中教师正确处理失误是可以锤炼教学艺术,提高自身的专业水平的。
物理学家阿伯拉罕・派斯和他的物理学史著作解读与述评
摘 要:本文主要是对阿伯拉罕・派斯进行评述,探究其对于整个物理学做出的巨大贡献。与此同时,从其著作方面入手,加强关于著作方面的科学解读,希望能够充分继承这位伟大物理学家的精神,对其贡献进一步探究,从而推动整个物理学的不断发展。
关键词:阿拉伯罕・派斯 物理学史 著作 解读 评述
2000年,作为做出杰出贡献的一位伟大物理学家,同时又是一位科学史作家,阿伯拉罕・派斯不幸去世。派斯去世的原因,主要是心脏病发作,他最后的时光在哥本哈根度过,终年82岁。
派斯,1918年出生于荷兰,属于传统犹太人。派斯的中小学教育始于阿姆斯特丹。随后,凭借着自身优异的学习成绩,他非常顺利地进入大学继续学习和深造。1938年派斯顺利毕业,并获取了两个学位,一是物理学,二是数学。但派斯并没有满足于此,而是来到乌得勒支大学,进行个人学术的进一步深造,追随导师乌伦贝克。后来乌伦贝克定居美国,因此派斯的硕士毕业论文,由罗森菲尔德进行有效指导并完成。最终派斯在1940年硕士顺利毕业,取得了相应的硕士学位。然而在当时,德国已经发动世界大战,并逐渐占领荷兰。第二年,德国宣布,7月14日之后,整个荷兰的任何一所大学,严格禁止犹太人考取博士。这件事无疑影响了派斯,他努力赶写博士论文,限期真正到来之前,他最终顺利完成论文答辩。
纵观派斯的整个求学生涯,真是十分不易。然而,派斯随后将要面对的处境更加危险和艰难。当时,纳粹分子对犹太人进行压迫,这也使当地诸多物理学家,为免于遭受迫害而选择逃避,离开了培养自己的大陆。但是派斯不同,他没有离开故土荷兰。也正因为如此,战争爆发后,派斯提心吊胆,整天需要东躲西藏。访问他的当地物理学家也越来越少,除了克拉默斯,派斯较为重要的朋友。克拉默斯访问时,一般都带科学文献,两个人进行物理学知识的相关探讨。克拉默斯本来在莱顿大学承担教授职务,但后来,犹太人解雇现象较为严重,教授对德国人的残暴行为进行了抗议,德国占领大学之后,勒令当局关闭了学校。这对派斯的日常研究,即量子电动力学,造成了极大的不便。每当回首往事,派斯都感到非常不堪。荷兰当地犹太人,包括派斯的妹妹,普遍开始被抓,然后进入死亡集中营,遭到德国人残酷的杀害。而派斯自己,幸运的是能够免于这场灾难。灾难具体情况,详见其自传体著作《欧美记事》。
第二次世界大战结束之后,1946年,派斯到达哥本哈根。在那里,派斯会见了波尔,与其一家人相处融洽。与此同时,他与波尔展开了知识方面的沟通,彼此交流十分惬意。在波尔的大力推荐下,1946年秋,派斯前往美国进行访问和调查,访问的具体地点为普林斯顿,当地的一家高等研究所,但是在当时,这个研究所成立时间不长,物理学的相关研究并没有取得杰出成果。不过研究所的物理学家鉴于自身多年的经验,告诫派斯,研究过程中,如果一味闭门造车,是绝对行不通的,需要广泛涉猎。派斯听取了同行的建议,决定不再回欧洲,留下来潜心研究物理学。
派斯刚刚来到美国的时候,量子电动力学的研究取得了革命性的进展,理论物理学也得到了极大的发展。1947年,设尔特岛会议顺利召开,派斯有幸受邀参加。在这次会议上,施温格做出了科学量子力界的报告,报告非常详细。与此同时,“费曼图”这一理念得以提出。
派斯深深明白,量子电动力学领域,今后势必具有广阔的发展前景,但是这似乎已经和自己的关系不是那么密切了。尽管这方面的雄心有一定的挫败,但是派斯并没有被真正击败,而是转向宇宙线的相关领域。派斯变得更加努力,在加强探索的同时秉承更加积极的态度,针对现象进行科学合理的解释。基于此,派斯得以明确自身的方向,并着眼于基本粒子,研究工作也得到了充分的贯彻落实。
派斯经过大量研究,逐渐提出了协同产生规律等方面的内容,这在日后得到了有效证明和确立。后来,新量子数即奇异数,诞生并发展,关于这方面,派斯曾经与盖尔曼展开过合作,但是实验研究最终失败。
派斯仍然不放弃进行研究,最终提出了K介子混合理念。基于物理学本质来说,量子力学得到了充分诠释,态叠加原理也得到了完善。但是很多物理学家不禁产生了疑问,粒子混合究竟能否符合实际?然而,我们如果站在量子力学角度进行分析,透过基本粒子的本质,会发现观察量具有自带属性的特点,本身存在相应特征和形态。在态叠加原理的应用过程中,守恒电子数一旦满足这一相同条件,粒子混合就能实现。经过派斯等人的共同努力,K介子系统问题得到了充分解决。在这之后,粒子混合不断涌现。不久,科学界又提出了量子排这一概念。通过量子排方面的科学研究,粒子物理学得到了更快的发展,最终在一定程度上推动了原子物理学的发展,并对其形成一定反哺。基于此,量子力学概念得到普及和推广。量子排现象之所以提出较晚,很大一部分原因是人们不敢对其进行大胆想象。
派斯在其他领域同样做出过一定贡献,比如G宇宙领域。然而,在70年代末,派斯逐渐转向物理学史,注重加强这方面的探索和研究,朝着作家的方向发展,并在这方面进展顺利,例如爱因斯坦传记得到了广泛好评,波尔传记也同样大获成功,中文出版量相当可观。还有关于基本粒子方面的科学史巨著《基本粒子的物理学史》的中译本也问世。派斯造诣十分高深,熟知理论物理,对物理学史的叙述表现出一种深刻的洞察。除此之外,派斯语言能力超强,除了母语荷兰语外,他还熟悉地掌握了英语、法语、德语、丹麦语,这为他的科学史研究提供了极大的便利。
派斯的物理学著作,内容更加凸显真实性,如对科学界出现的错误等都进行了如实体现。特别是曾经承受的挫折、物理学走过的弯路,以及物理学家在长期探索过程中经历的迷惘、物理学家个人存在哪些不足等,他都较为直率地指出。
比方说,在爱因斯坦传中,派斯对爱因斯坦的不成熟之处以及其研究中走过的弯路、犯过的错误都进行了毫不客气的说明。再比如,书中指出,马赫原理虽然没有对物理学理论起过推动作用,但它仍然可能是未来的研究课题。
虽然派斯对波尔十分尊重和爱戴,但在波尔传记中对其并未有讳言。比方说,在量子力学领域波尔失误不少,尤其是波尔还曾否定已经被广泛认可的能量守恒定律,对此派斯在书中也如实进行了记录。除此之外,他还指出了哥本哈根阵营中泡利、狄克拉等人对波尔的不满之词。
由此可见,派斯在潜心著作的过程中,始终秉承公允的态度,并且敢于分析伟大物理学家的不足,敢于说出真话,态度十分端正,因而学术界对其十分认可和重视。派斯尤其重视书名,绞尽脑汁之后,才能拟定完成,而且一定要别出心裁。
1963年,派斯最终选择离开普林斯顿大学,来到了纽约,进入洛克菲勒大学工作,直到退休。1990年,派斯同他的第三任妻子――丹麦人类学家尼可莱森结婚,结婚之后,派斯每年往来穿梭于纽约和哥本哈根之间。2000年,派斯的《科学英才:20世纪物理学家群像》问世,这部著作是派斯从个人视角对自己所认识的物理学家进行的速写,是他的最后一部著作。
参考文献:
[1] 史明宇,陈绍军.“社会事实”与“自然物质”客观性存在的条件比较――社会学与量子力学的对话[J].理论月刊,2013(2).
[2] 刘昊淼.浅析量子力学无限方势阱――通过无限深势阱来理解量子力学非定域性[J].神州(上旬刊),2013(9).
[3] 胡化凯.20世纪50―70年代中国对哥本哈根学派量子力学诠释的批判[J].科学文化评论,2013,10(1).
[4] 张占新,莫文玲,王凤鸣等.通过计算氢原子的玻尔半径,加深对量子力学的理解[J].大学物理,2011(30).
[5] 朱安远,朱婧姝,郭华珍等.20世纪最伟大的科学巨匠――阿尔伯特・爱因斯坦(下)[J].中国市场,2013(46).
唉呀妈呀,一群苦逼娃,加上我一个,俺也是高一四班的……
八十年前,在苦难深重的中国,一个伟大的政党诞生了。她就是中国共产党,八十六年的风雨历程, 八十六年的光辉灿烂,使我们的党成为中国工人阶级的先锋队,同时是中国人民和中华民族的先锋队, 是建设有中国特色社会事业的领导核心,他代表中国先进生产力的发展要求,代表中国先进文化的前进方向, 代表中国最广大人民的根本利益。我们把党比做母亲,他用乳汁哺育我们长大;她把幸福留给我们,把苦难留给自己。为了新中国的解放, 为了能让老百姓过上好日子,有那么多党的优秀儿女,他们不惜抛头颅洒热血。献出自己宝贵而年轻的生命—— 方志敏在狱中写出了《可爱的中国》后从容的走上刑场;年仅15岁的刘胡兰在敌人的铡刀下,面不改色心不跳: 董存瑞手拖炸药包在敌人的碉堡下拉响了导火线;丘少云为了不暴露目标在烈火之中纹丝不动;黄继光面对敌人 喷火的机枪口,英勇的扑了上去……还有许多许多的英雄他们并不乞求名垂青史,却只希望祖国能够和平安康, 这种默默无闻的,无私奉献的精神,不正是中国共产党精神的浓缩么?共和国的旗帜,正因为有了他们的热血 和忠心而更加鲜艳 他们以自己的行动证明党在人民心中的地位。他们以无上的心得谱出一首感人至深的党的赞歌。在党的领导下,中华人民共和国成立了。社会主义实现了改革开放成功了,香港、澳门回归了。正因为有 党的领导,我们中华民族已经由半殖民地半封建社会发展成为初步繁荣昌盛的“新中国”。是党!带领我们走向新世纪的道路;是党!用生命换来了现在和平安康的社会;是党!…… 党啊!您是一盏明灯,永远照亮我们前进的路;党啊!您是一位伟大的母亲,哺育着千千万万的中华儿女们; 党啊!您伟大的功绩将雕刻在中国历史的丰碑上将永远留在我的心中。我们要努力学习,奋发向上,以优异的成绩,为党争光,为党添彩!
中国共产党第十八次全国人民代表大会,是中国共产党在全面建设小康社会的关键时期和顺应改革开放、加快经济发展模式转变的攻坚时期所召开的一次十分重要的会议。党的十八大提出了很多新思想、新理论,特别是对党员教育工作也做出了一系列新部署、新要求。加强党员理想信念教育,是保持党的先进性,推动党的各项工作,做好党的执政能力建设的基础。而目前党员教育工作有很多问题亟待解决,我们必须努力把握党员教育规律,健全党员教育长效机制,不断探索完善新形势下加强党员理想信念教育的途径,坚定党员的理想信念,增强党的战斗力。随着社会经济的腾飞与科学技术的进步,保持党员的先进性与模范性是事关我国社会主义事业前途命运的一项首要战略任务。而加强和改进党员教育是是加强党的建设的内容和途径,也是提高党员素质的根本且最有效措施。因此我们必须针对当下党员教育工作中存在的问题有针对性地进行改进。
中国,是一个响亮的名字,是一个振奋人心的名字。正如拿破仑所说“中国是一头巨大的狮子,不要惊动他,让他沉睡吧,他只要一惊醒,将会震动全世界”。没错,中国的出现,造就了五千年的历史与文明,中国的崛起,改写了全人类的历史。翻开那一张张记载着中国历史的书页,100多年前,中国开始了它那饱受屈辱、不堪回首的历史,1840年起英国像中国发起了鸦片战争,1842年8月中国被迫与英国签订了可耻的城下之盟---《南京条约》,它是中国近代史上第一个丧权辱国的不平等条约。割让香港,赔款2100万银元,开放广州、福州、厦门、宁波、上海五处为通商口岸。1854~1856年英国与法国又找出借口,开始了侵华战争。而事情并非这样结束了,1860年法、英国再次侵占中国,将圆明园洗劫一空,纵火焚烧,1901年,八国联军、比利时、西班牙、荷兰又与清签订了屈辱的《辛丑条约》。割辽东半岛、台湾及其附属岛屿、澎湖列岛给日本,赔偿日本军费2亿两白银。中国,一个原本让每个国家都朝拜的文明古国,却包含着许许多多不堪回首的屈辱历史,那一张张签订的合约,一个个屈辱,都让每个中国人铭记在心中,一个落后的国家只得挨打,看那一位位才华横溢的诗人却为祖国得不到统一,而在哭泣!我仿佛看见了陆游临终前在哭泣,泪中包含着祖国因得不到统一的无奈;我好似看见了杜甫在哭泣,泪中又包含着因看不到国强的失落;我又好似隐约看见了李白在哭,泪中好似包含着才华横溢,却得不到重用,而郁郁寡欢的感慨。是呀!一个又一个,一代又一代,千古文人的泪,对后人却是一种激励,激励我们奋发图强,现在的中国人早已摆脱了“东亚病夫”的称号,在一步步想着更好的目标发展。中国就是一部史书,任凭风雨的击打,任凭心中的怨恨,任凭刀枪的碰撞,它也依然在我们心中伫立,它也依然抵住“寒冷‘与“诱惑”一直抵达它想要到的地方。捧一股清泉,浸透明日的梦想,仿佛生的火焰,燃尽昔日的光芒。洒一线生机,承托古今的辉煌,恰似沉默千年后蓦然地回首。唱一曲永恒,萦绕梦想的翅膀,宛如未来的饿光芒刺穿黑夜的黄昏。中国的国学是一曲永远也谱写不完的诗歌。
拿到《铭记历史,圆梦中华》这本书,看着题目,我对“铭记”不是很懂,于是就翻开字典,字典上写着:形容牢记、刻骨铭心、铭诸肺腑。妈妈说“铭记”就是深深地记在心里,永远不忘记;那铭记历史又是什么呢?历史就是过去的事实,唯有牢牢的记住过去的历史,才能以史为鉴,发展、强大。翻开书本,我看到了受人欺负、多灾多难的祖国。1931年9月18日夜,日本关东军的一个小分队,在沈阳北面柳条湖南满铁路上放了炸药,炸毁了一小段铁路,并将3个中国军人的尸体放在上面,诬称中国军队想炸死他们的借口发动侵略战争,此事件称“九一八事变”,从此事起,日本侵略者正式开始侵略中国......1937年日本侵略者占领南京,对南京进行“无差别级”的轰炸,还进行了长达6个星期惨绝人寰的南京大屠杀,他们实行“杀光、烧光、抢光”的政策,三十万同胞惨死,所到之处尸横遍野、血流成河......领土陆续沦陷,全中国弥漫着战争的硝烟,中国人民陷入了苦难的深渊......
在大学数学教学中,数学文化是一个非常重要的组成部分,是学习数学的精髓。下面是我为大家整理的,供大家参考。
一、在数学教学中渗透语言的艺术美
斯托利亚曾说:“数学教学也就是数学语言的教学。”数学作为一门逻辑性非常强的学科,虽然和其他学科相比具有其特殊性,但其语言和其他学科语言一样,也是一门艺术,因此,数学教学语言的艺术技巧显得非常重要。为此,数学教师要不断锤炼自己的语言,用精准、简明、形象、生动的数学语言激发学生的兴趣、启迪学生思维,并积极鼓励学生不断探索,可以有效地优化数学教学效果。如:在学习高中数学必修一幂函式性质时,我很神秘地说:同学们,你们知道的365次方和的365次方分别约等于多少?当同学们不知所措时,我给出答案:的365次方约等于,的365次方约等于,并解释这道题蕴含的哲理是:的365次方也就是说你每天进步一点,即使只有,一年365天后,你将进步很大,远远超过1;的365次方也就是说你每天退步一点点,即使只有,一年365天后,你将远远小于1,几乎接近于0,远远被人抛在后面。通过这样的语言,学生很快认识了幂函式的值如何随底数变化而变化。同时鼓励同学们珍惜时间,不断努力,坚持下去,一定会有进步。富有艺术之美的语言在数学教学中具有强大的生命力,教师要创造机会,让学生体会艺术的语言给我们带来的数学之美,让学生在语言中逐渐理解、提升。
二、在数学教学中感受、欣赏艺术美
通过讲解共轭复数、对称多项式、对称矩阵等,让学生感受数学代数对称之美;通过讲解轴对称、中心对称、互补、互逆、相似等,让学生感受数学几何对称之美等。在学习选修内容《数系的扩充与复数》时,讲到历史上曾一度被看做是“幻想中的数”的虚数,由于它带有某种奇异色彩,更能使学生产生幻想和揭示其奥妙的欲望,这也正是数学的神秘之美。学生在教师充满艺术美的教学中感美、欣赏美,学生的学习劲头倍增,必定会达到意想不到的效果。
三、在数学教学中建立艺术化教学环境
在学习高中数学必修五数列知识时,我请一位同学用电子琴现场表演节目,同学们一下子就被这个新颖、独特的课前引入吸引,在观看表演后不禁问,老师葫芦里卖什么药。接着我简要介绍电子琴的键盘,让学生了解到琴的键中其中5个黑键恰好就是著名的斐波那契数列中的前几个数。在同学们追问什么是斐波那契数列时,我说:同学想知道什么是斐波那契数列,那么就要先学习好是数列,这样一步一步带领学生探索知识。教育家罗伯特•特拉弗斯说:“教学之所以被称为具有独特的表演艺术,它区别于其他任何表演艺术,就是由教师与那些观看表演的人的关系所决定的。”毫无疑问,掌握一定课堂教学艺术的教师,就能够取得较好的教学效果。
四、总结
综上所述,把艺术教育巧妙地渗透到数学教学中,使数学教学的课堂变得丰富多彩,充满活力,让学生在学习数学知识的同时促进艺术教育的发展。
一、限制职业学校数学教学发展的主要因素
一学生数学基础普遍较差
从职业学校的生源来看,学生以初中生为主。他们对数学基础知识的掌握普遍较差,缺少数学学习的积极性和自信心。大部分学生对数学思想的掌握不够全面,没有清晰的数学思维和逻辑,对数学中的很多概念性知识的理解不到位,缺少解决综合问题的能力。由于训练量的缺失,很多学生的运算能力不过关,很容易在数学运算中出现错误。
二数学课程安排不尽合理
近些年来,职业学校纷纷提高了对专业课程教学和实习的重视,为专业课程安排了更多的教学课时。这大大压缩了数学教学的时间,使得职业学校数学教师们面临着课时少、内容多的难题。很多数学教师只能将教学重心放到追赶教学进度上,对于很多重难点做不到细致的讲解,课堂练习的机会更是少之又少,从而大大影响了数学课堂的教学质量。
二、职业学校数学课堂教学的改革方向
一深化思想认识,端正学生学习态度
要想真正提高职业学校数学课堂教学质量,必须从思想认识上提高重视程度,从学校和学生两个层面配合数学教学工作。职业学校在保证专业课程教学时间的同时,还要尽量增加数学教学的课时,避免出现教学时间少、教学任务重、数学教师满负荷工作的现象。教师要加强与学生的交流,充分了解学生对数学课程的看法,教会学生数学学习的方法,帮助学生端正数学学习的态度,让学生能够自觉配合教师工作,更积极地参与到数学教学中。
二转变教学方式,激发学生学习兴趣
深化职业学校数学课堂教学改革必须加快教学方式的转变,数学教师要注重培养学生学习主动性和积极性,改变传统“一言堂”的灌输式教学,突出学生的主体地位,将课堂还给学生。为此,数学教师在课堂中要注重角色的转变,从课堂的主导者转变为引导者,通过构建情境、设定问题等方式让学生对教学内容进行自主探究,让学生在不断的学习成功中获得自信,从而达到激发学生学习兴趣,提高学生课堂参与度的目的。
三注重能力培养,灵活安排内容
职业学校数学课程不仅是为了提高学生数学运算能力,还要为学生日后的专业实习和工作打好基础。数学教师在安排课堂教学内容时,虽然做到了面面俱到,各类数学知识点都有涉及,但这种重理论轻应用的教学安排,使得数学的实用性和灵活性受到限制。所以,在职业学校数学课堂教学改革中,数学教师要灵活安排教学课堂内容,将数学教学与教育实际相结合,提高专业的针对性,针对不同专业的学生安排不同的教学内容和教学方式,提高学生在专业范畴内解决问题的能力,让数学真正为学生的专业学习、工作提供帮助。
四改善师生关系,实现课下教学拓展
良好的师生关系对激发学生学习积极性、提高课堂学习质量有重要帮助。数学教师在课堂教学中,要努力利用生动、幽默的课堂语言拉近与学生的距离,消除学生对数学学习的恐惧感和牴触情绪,对于学生面临的数学难题,教师要耐心解答。除了在课堂学习中的帮助,教师在平时的生活中也要加强与学生的沟通,加深与学生之间的感情,并及时了解学生对教师教学方法的想法,以便及时对教学方法和教学内容进行调整,提高数学课堂的教学效果。数学课程是职业学校不可或缺的基础课程。深化职业学校数学课堂教学改革必须从深化思想认识、转变教学方式、注重能力培养、改善师生关系等方面入手,达到激发学生学习积极性、提高数学课堂的教学质量的目的,让职业学校为社会提供更多的创造性人才和实用型人才。、
数学史是研究数学科学发生发展及其规律的科学,简单地说就是研究数学的历史。下文是我为大家整理的关于大学数学史论文的范文,欢迎大家阅读参考!
数学史的教育功能
摘要数学史作为数学学科中的一部分,它不仅揭示了数学知识发展的来源,也揭示了数学学科对于人们发展科学文化知识的巨大作用。数学史的教学已经成为了目前学校教育工作中的一部分,利用数学史的教学可以引导学生们提高对数学学科学习的兴趣,培养创新思维,从了解数学史的根源开始,主动发现数学学科中的奥秘。针对这一系列问题,本文从四大方面分析了数学史对于数学教育工作中的功能体现,从而引起数学教育工作者的高度重视。
关键词数学史教育功能创新思维功能体现
1 数学史的教育功能之一 ——提高学生们学习数学的兴趣
兴趣是最好的老师,有了兴趣学生才会对数学冰冷的美丽产生出火热的激情。然而,为了提高学生们学习数学的兴趣,不仅仅是鼓励和题海战术这么简单,我们应该采取引导与教育相结合的方式,青少年时期正是疑问多、想法多的阶段,我们应该抓住学生们的这一特点,从解除疑问的角度来引导学生们接受和爱好数学的学习。让学生们在了解数学史的基础上,深刻记忆数学定义、定理的模型与应用。
例如:数学老师在课堂上讲授无理数的概念时,若只是将无理数的概念硬性地传授给学生,学生们似乎已经记住了无理数的特征,也能够正确判断哪些数是无理数,哪些数不是无理数,然而,这只是课堂中的短暂记忆,无法给学生们留下深刻的印象,无法在学生们的脑子里留下长久的烙印。因此,我们可以从介绍无理数的历史发展入手,将生动的无理数来源的历史背景讲授给学生们,引起学生们学习无理数的兴趣,加深对这一知识点的记忆。
2 数学史的教育功能之二——培养学生们的数学应用意识
数学的主要功能是应用科学,数学是一种工具,是所有学科中最具前瞻性和科学性的自然科学,从数学知识的本身来看是十分枯燥乏味的,表面来看,学生们在课堂中所接受的是已经由大量科学家所发现和证明了的科学结晶,这些结果的产生是具有强大科学依据的,每一个结晶诞生的背后都有一个久远的历史故事,它不仅验证了科学的可靠性,同时也说明了世界奥秘的可知性。二十一世纪的青少年是与新时代接轨的一代,在学习的过程中只是了解学科的表面是不够的,我们要从数学史的教育抓起,深入探讨数学学科的伟大,从根本上培养学生们的数学应用意识,加大学习数学知识的深度与广度。
例如:我国古代名著 《孙子算经》上有这样一道题:今有鸡兔同笼,从上面看有三十五头,从下面看有九十四足,问笼子里鸡有几只?兔有几只?这道题对学生来说是十分有趣的,既让他们掌握了方程的基本思想,又让他们感觉到学习的新知识的价值所在;
又例如:在《九章算术》中记载了一道有趣的数学题:有一个边长为一丈的正方形水池,在池中央长着一根芦苇,芦苇露出水面1尺,若将芦苇拉到池边中点处,芦苇的顶端恰好到达水面。问水有多深?芦苇有多长?这是一道作为《探索勾股定理》的习题,通过练习,同学们可以在熟练应用勾股定理的同时,体会到勾股定理在实际问题中的应用。
再例如:公元三世纪我国数学家赵爽证明了勾股定理的弦图。老师在课堂上对于这种验证方法的介绍,可以通过数学知识重组再创造,分析当年数学家赵爽的探索过程,使其证明思路逐渐展现在如今的课堂中,帮助学生们理解与掌握勾股定理的内容与应用。
从以上例子中可以看出,数学史的诸多命题历史悠久,具有说服力和兴趣性,我们在利用数学史知识讲授数学课程的时候,既能够为学生们介绍大量的数学历史故事,让学生们深入了解数学中各种定理、模型的来源,加深对其的记忆,又能够扩大学生们的知识面,让学生们了解到数学(下转第189页)(上接第139页)学科的科学性和前瞻性,从认识历史、认识科学家、认识世界的角度学习科学文化知识是现如今加强学生们素质教育的关键。
3 数学史的教育功能之三——提高学生们的数学素养
对于任何一门学科的学习,都应该拥有这门学科的学习精神,数学是一门体现人类文明发展史的学科,它融汇了人类智慧的结晶,在历史悠久的中国,有着成千上万的科学家前仆后继,为数学学科的发展作出了卓越的贡献。数学史作为数学学科中的一部分,是如今提高学生们的素质、普及数学科学知识、增强个人科学素养的关键学科。老师应该在传授数学知识的同时,将数学的发展、科学家的成就、每一项成果的来之不易一并传授给学生们,让学生们认识到数学知识的可贵、数学知识的力量、数学知识的魅力。例如:在浙教版《义务教育课程标准实验教科书-数学》的六册书的阅读材料中,介绍了法国的笛卡尔、费马;中国的杨辉;德国的卢道夫等不少历史上的数学家及其重要成果。提高了学生们的学习兴趣,扩大了学生们的知识面,从实际案例中启发学生们学习科学文化知识的重要性。从而提高了学生们的数学素养。
4 数学史的教育功能之四——培养学生们对世界观的正确认知
从数学悠久的历史来看,中国从古至今涌现出了一批优秀的数学家,刘徽、祖冲之、祖咂、杨辉、秦九韶、李冶、朱世杰等,他们的数学成就流传至今,为中国的科学事业奠定了坚实的基础,为后代人对认识世界、改造世界的观念提供了强有力的科学依据。数学是一门自然科学,是上千万科学家智慧的结晶,是科学的真理体现,是对大千世界正确的认识,它是客观存在的科学,是唯物主义的认证。因此,作为数学教育工作者,有责任、有义务在传授知识的同时,培养学生们正确的世界观、人生观、价值观,相信科学,杜绝唯心主义,摆脱迷信思想,利用数学史的介绍勉励学生们对科学文化知识的正确认知,对世界观的正确理解。
总之,数学史在数学教学中的渗透,从提高学生们学习数学的兴趣,培养学生们的数学应用意识,提高学生们的数学素养,培养学生们对世界观的正确认知这四个方面来看是十分重要的。将数学的抽象运算方法融入到数学史的介绍当中,开阔学生们的思路,增强学生们科学知识结构的形成,是目前提高青少年素质教育的关键。我们要加大力度完善数学教学的模式,增加数学史教学的课程安排,有效实施文化教育与素质教育的适当结合,从而提高数学教学的整体质量。
参考文献
[1]范良火.义务教育课程标准实验教科书.数学(七年级上册~九年级下册)浙江教育出版社,2005.
[2]全日制义务教育数学课程标准解读(实验稿).北京师范大学出版社,2008.
[3]李正银.数学史与数学教育[J].海南师范学院学报,(3):98-10.
[4]王鹏飞.尝试错误数学教法[J].中学数学参考,1998(7).
[5]高慧明.在暴露思维过程中培养探究能力[J].数学教学通讯,2004(7).
[6]叶莉.浅谈小学数学课堂教学总结的价值和方法.理工,2012(3).
数学史在大学数学教学中的意义与价值
摘 要: 如今,越来越多的教育工作者对数学史教育在数学教学中的多方面作用给予了充分认可。本文结合大学数学教学的特点,着重探讨了数学史在大学数学教学中的意义与价值。
关键词: 数学史 高等数学 教学改革
1.数学史
数学史是研究数学概念、数学方法和数学思想的起源与发展,以及其与社会政治、经济和一般文化的联系的一门科学,蕴涵了丰富的数学思想的历史。它不仅追溯数学内容、思想和方法的演变、发展过程,而且探索影响这种过程的各种因素,以及历史上数学科学的发展对人类文明所带来的影响。数学的发展绝不是一帆风顺的,数学的发展在不同的历史阶段,受到政治、宗教等各种社会因素的干扰。历史上无理量的发现,微积分和非欧几何的创立,乃至费马大定理的证明,等等,无一不是数学家们经历了曲折艰难最终探索出来的。因此,数学史研究对象不仅包括具体的数学内容,而且涉及历史学、哲学、文化学、宗教等社会科学与人文科学内容,是一门交叉性学科。
2.数学史在大学数学教学中的意义与价值
我国的数学教学一直注重形式化的演绎数学思维的训练,而忽视了培养学生对数学作为一门科学的思想体系、文化内涵和美学价值的认识。但由于受传统教学课时和内容上的安排的影响,大学数学的教学往往存在课时少,内容多的矛盾。广大教师为了完成教学任务,达到“会考试”的效果,往往在课堂上只注重数学知识的传授,而忽视了数学的思想性和趣味性。目前数学史的教育价值也早已被一些学者所认识。2005年在中国召开了“第一届数学史与数学教育会议”,由此看出,充分发掘数学史在数学教学中的作用越来越受到重视。要发展数学史教育首先要提高人们对数学史教育重要性的认识,虽然目前学术界对数学史教育在数学教学的功效引起一定的重视,但这并不够。数学并不是一些枯燥定理的堆砌,而是人类文明、人类文化高度发展的结晶。
数学家庞加莱说:“若欲预见数学的将来,正确的方法是研究它的历史和现状。”数学史是人类文明给后人留下的路标,具有独特的教育功能。数学史的学习在大学数学教学中的意义与价值主要体现在以下几个方面。
(1)数学史是数学文化的最佳载体
传统的数学教学一般只涉及数学的两个层面:数学的概念、命题,数学的思想和方法。现如今,数学作为一种文化现象,早已是常识,那么,我们就应该用较为宽泛的眼光来看数学或数学文化。数学作为人类创造的文化之一,它并不是超文化的。数学课程应适当反映数学的历史、应用和发展趋势。数学文化除了数学知识本身,还包括数学对推动社会发展的作用,数学的社会需求,社会发展对数学发展的推动作用,数学科学的思想体系,数学的美学价值,数学家的创新精神,等等。数学史正是数学文化教育的最佳载体。
(2)数学史是激发兴趣的有效途径
几乎所有学科都强调激发学生学习兴趣的重要性,而数学学科尤为突出,在著名数学家成才规律的探索中,中外学者不约而同地将“对数学浓厚的兴趣”列为第一位要素。在教学过程中,要善于激发学生对数学学科的兴趣,正如爱因斯坦所言:“兴趣是最好的老师。”大学阶段的学生无论是逻辑思维能力还是自控能力都已经基本发展成熟,且大学阶段的数学知识内容已经非常注重体系的严密性和完整性,学习方式也从中学时期的“要我学”变成“我要学”,学习兴趣显得尤为重要。
纵观数学发展史,许多数学名家并非一开始就是从事数学研究的,很多人是因偶然的机会而对数学产生了兴趣,才走上了专业化发展道路。解析几何的创始人笛卡尔,从小游手好闲,偶遇一次街头数学问题悬赏解答,强烈的兴趣使他对数学入了迷,那年他已经近二十岁了。
数学史上的许多经典问题,仍然吸引了一代又一代数学学习者投入其中,如欧拉研究过的七桥问题,我国的七巧板游戏等,都是激发学生学习兴趣的良好素材,在教学中要有意识地发掘其教育价值。
(3)数学史是理解数学的必由之路
数学课程通常给出的是一个系统的逻辑论述,好像从这一结论到那一个定理是很自然的事情,其实历史的发展并非一帆风顺,通过数学史的学习可以使同学们认识到,一个学科的发展是从点滴积累开始的,有的甚至需要几百年时间。比如我们熟悉的四色原理从产生到最终解决花了三百多年,在解决问题过程中,衍生出了众多应用数学的分支,从不同侧面影响着社会生活。
从数学史看,数学成果的流传主要是数学思想方法的流传,所以我们在学习知识的过程中,只有了解数学研究的历史背景,分析前人的方法,才能透过现象看本质,得到有益的启示,激发出思想的火花,并真正学会“像数学家那样思考”。
(4)数学史是思想教育的良好素材
数学史在课本中的反映是经过提炼的,自然淡化了发展中艰苦漫长的历程。通过数学史的学习,同学们会获得学习的勇气,不会因为学习中的挫折而沮丧。中外数学家刻苦钻研,严谨创新和为了科学事业而勇于献身的例子比比皆是,在解决数学史上的三大危机时,许多数学家甚至为此付出了生命,这些都是极好的思想教育的材料。
欧拉终身为数学奋斗,所有的领域都留下欧拉研究的痕迹,长期的劳累使他双目失明,在此以后的17年,仍忘我地献身于数学研究。牛顿出身于农民家庭,1661年考入剑桥大学。1665年,伦敦地区流行鼠疫,剑桥大学暂时关闭。牛顿回到了家乡,在乡村幽居了两年,终日思考各种问题、探索大自然的奥秘。他平生的三大发明――微积分、万有引力、光谱分析都萌发于此。后来牛顿在追忆这段峥嵘的青春岁月时,深有感触地说:“我的成功当归功于精力的探索。”“没有大胆的猜想就做不出伟大的发现。”学生听了数学家的事迹,必然会备受鼓舞,从而认识到只有经过自己奋斗,才能取得成就。通过这些数学史实和事例能够帮助学生树立超越世界数学先进水平的胆识,培养学生的科学态度和优良品质。
3.结语
数学史是人类的认识史、发明史和创造史,其中蕴涵着可供后人借鉴的巨大思想财富,广大教育工作者已经认识到它的重要作用。数学史可以将逻辑推理还原为合情推理,将逻辑演绎追溯到归纳演绎,通过挖掘历史上数学家解决问题的真谛学生不仅可以学到具体的现成的数学知识,而且可以学到“科学的方法”,更深刻地领略数学文化。在大学数学教学中融入数学史对强化课堂效果是一种很行之有效的做法,会起到良好的作用。最后引用19世纪英国数学家格莱舍的一句话作为结语:“任何企图将一种科目和它的历史割裂开来,我确信,没有哪一种科目比数学的损失更大。”
参考文献
[1]靳玉乐.现代教育学[M].四川教育出版社,2006.
[2]张奠宙,李士,李俊.数学教育学导论[M].高等教育出版社,2003.
[3]杨泰良.以史为鉴 注重反思[J].数学通报..
[4].数学家谈数学本质[M].北京大学出版社,1989.
[5]李心灿.微积分的创立者及其先驱[M].高等教育出版社,2002.
2017大学数学论文范文
由于特殊函数是数学分析中的一种重要工具,因此特殊函数的学习及应用非常重要。但是特殊函数往往不是用一种方法就能解决的,它是多种方法的灵活运用,也是各种思想方法的集中体现,因此难度较大。下面是我整理的关于几类特殊函数的性质及应用的数学论文范文,欢迎大家阅读。
几类特殊函数的性质及应用
【摘要】本文将对数学分析中特殊函数,诸如伽玛函数、贝塔函数贝塞尔函数等超几何数列函数,具有特殊的性质和特点,在现实中得到大量的运用的函数。本文主要以简单介绍以上三种特殊函数性质,及其在其它领域的应用,诸如利用特殊函数求积分,利用特殊函数解相关物理学问题。本文首先以回顾学习几类常见特殊函数概念、性质,从而加深读者理解,然后以相关实例进行具体分析,从而达到灵活应用的目的。
【关键词】特殊函数;性质;应用;伽马函数;贝塔函数;贝塞尔函数;积分
1.引言
特殊函数是指一些具有特定性质的函数,一般有约定俗成的名称和记号,例如伽玛函数、贝塔函数、贝塞尔函数等。它们在数学分析、泛函分析、物理研究、工程应用中有着举足轻重的地位。许多特殊函数是微分方程的解或基本函数的积分,因此积分表中常常会出现特殊函数,特殊函数的定义中也经常会出现积分。传统上对特殊函数的分析主要基于对其的数值展开基础上。随着电子计算的发展,这个领域内开创了新的研究方法。
由于特殊函数是数学分析中的一种重要工具,因此特殊函数的学习及应用非常重要。本文归纳出特殊函数性质、利用特殊函数在求积分运算中的应用、特殊函数在物理学科方面的应用,利用Matlab软件画出一些特殊函数的图形,主要包含内容有:定义性质学习,作积分运算,物理知识中的应用,并结合具体例题进行了详细的探究和证明。
特殊函数定义及性质证明
特殊函数学习是数学分析的一大难点,又是一大重点,求特殊函数包含很多知识点,有很多技巧,教学中可引导学生以探究学习的方式进行归纳、总结;一方面可提高学生求函数极限的技能、技巧;另一方面也可培养学生的观察、分析、归类的能力,对学生的学习、思考习惯,很有益处。
特殊函数性质学习及其相关计算,由于题型多变,方法多样,技巧性强,加上无固定的规律可循,往往不是用一种方法就能解决的,它是多种方法的灵活运用,也是各种思想方法的集中体现,因此难度较大。解决这个问题的途径主要在于熟练掌握特殊函数的特性和一些基本方法。下面结合具体例题来探究特殊函数相关性质及应用。
2.伽马函数的性质及应用
伽马函数的定义:
伽马函数通常定义是:这个定义只适用于的区域,因为这是积分在t=0处收敛的条件。已知函数的定义域是区间,下面讨论Г函数的两个性质。
Г函数在区间连续。
事实上,已知假积分与无穷积分都收敛,则无穷积分在区间一致收敛。而被积函数在区间D连续。Г函数在区间连续。于是,Г函数在点z连续。因为z是区间任意一点,所以Г函数在区间连续。
,伽马函数的递推公式
此关系可由原定义式换部积分法证明如下:
这说明在z为正整数n时,就是阶乘。
由公式(4)看出是一半纯函数,在有限区域内的奇点都是一阶极点,极点为z=0,-1,-2,...,-n,....
用Г函数求积分
贝塔函数的性质及应用
贝塔函数的定义:
函数称为B函数(贝塔函数)。
已知的定义域是区域,下面讨论的三个性质:
贝塔函数的性质
对称性:=。事实上,设有
递推公式:,有事实上,由分部积分公式,,有
即
由对称性,
特别地,逐次应用递推公式,有
而,即
当时,有
此公式表明,尽管B函数与Г函数的定义在形式上没有关系,但它们之间却有着内在的联系。这个公式可推广为
由上式得以下几个简单公式:
用贝塔函数求积分
例
解:设有
(因是偶函数)
例贝塔函数在重积分中的应用
计算,其中是由及这三条直线所围成的闭区域,
解:作变换且这个变换将区域映照成正方形:。于是
通过在计算过程中使用函数,使得用一般方法求原函数较难的问题得以轻松解决。
贝塞尔函数的性质及应用
贝塞尔函数的定义
贝塞尔函数:二阶系数线性常微分方程称为λ阶的贝塞尔方程,其中y是x的未知函数,λ是任一实数。
贝塞尔函数的'递推公式
在式(5)、(6)中消去则得式3,消去则得式4
特别,当n为整数时,由式(3)和(4)得:
以此类推,可知当n为正整数时,可由和表示。
又因为
以此类推,可知也可用和表示。所以当n为整数时,和都可由和表示。
为半奇数贝塞尔函数是初等函数
证:由Г函数的性质知
由递推公式知
一般,有
其中表示n个算符的连续作用,例如
由以上关系可见,半奇数阶的贝塞尔函数(n为正整数)都是初等函数。
贝塞尔函数在物理学科的应用:
频谱有限函数新的快速收敛的取样定理,.根据具体问题,利用卷积的方法还可以调节收敛速度,达到预期效果,并且计算亦不太复杂。由一个函数的离散取样值重建该函数的取样定理是通信技术中必不可少的工具,令
称为的Fourier变换。它的逆变换是
若存在一个正数b,当是b频谱有限的。对于此类函数,只要取样间隔,则有离散取样值(这里z表示一切整数:0,)可以重建函数,
这就是Shannon取样定理。Shannon取样定理中的母函数是
由于Shannon取样定理收敛速度不够快,若当这时允许的最大取样间隔特征函数Fourier变换:
以下取样方法把贝塞尔函数引进取样定理,其特点是收敛速度快,且可根据实际问题调节收敛速度,这样就可以由不太多的取样值较为精确地确定函数。
首先建立取样定理
设:
其中是零阶贝塞尔函数。构造函数:
令
经计算:
利用分部积分法,并考虑到所以的Fourier变换。
通过函数卷积法,可加快收敛速度,使依据具体问题,适当选取N,以达到预期效果,此种可调节的取样定理,计算量没有增加很多。取:
类似地
经计算:
经计算得:
则有:设是的Fourier变换,
记则由离散取样值
因为,故该取样定理收敛速度加快是不言而喻的,通过比较得,计算量并没有加大,而且N可控制收敛速度。
例,利用
引理:当
当
因为不能用初等函数表示,所以在求定积分的值时,牛顿-莱布尼茨公式不能使用,故使用如下计算公式
首先证明函数满足狄利克雷充分条件,在区间上傅立叶级数展开式为:
(1)
其中
函数的幂级数展开式为:
则关于幂级数展开式为: (2)
由引理及(2)可得
(3)
由阶修正贝塞尔函数
其中函数,且当为正整数时,取,则(3)可化为
(4)
通过(1)(4)比较系数得
又由被积函数为偶函数,所以
公式得证。
3.结束语
本文是关于特殊函数性质学习及其相关计算的探讨,通过对特殊函数性质的学习及其相关计算的归纳可以更好的掌握特殊函数在日常学习中遇到相关交叉学科时应用,并且针对不同的实例能够应用不同的特殊函数相关性质进行证明、计算,从而更加简洁,更加合理的利用特殊函数求解相关问题。有些特殊函数的应用不是固定的,它可以通过不止一种方法来证明和计算,解题时应通过观察题目结构和类型,选用一种最简捷的方法来解题。
参考文献:
[1] 王竹溪.特殊函数概论[M].北京大学出版社,,90-91.
[2] 刘玉琏.数学分析讲义(下册)[M].高等教育出版社,2003,331.
[3] 刘玉琏.数学分析讲义(下册)[M].高等教育出版社,2003,331.
[4]王坤.贝塔函数在积分计算中的应用.[J]科技信息,2012(34)
[5] 王纪林.特殊函数与数学物理方程[M].上海交通大学出版社,2000,96-98.
[6] 陶天方.由特殊函数表达的快速取样定理 [J]. 上海大学学报(自然科学版),1997,8(4):368-371.
[7]饶从军,王成.让数学建模活动促进数学教学改革[J].中央民族大学学报(自然科学版),2004,2.
[8]赵宜宾.一类特殊函数定积分的求解[J].防灾技术高等专科学校学报,2010,1(3):38-39.
[9]董林.降次公式的探究—兼论一个猜想的证明[J].教学通报,.
[10] 李德新.利用对称原理计算定积分的三种方法[J].高等数学研究,2004,7(6):41—42.
[11]翟忠信,龚东山.高等数学的教与学[J].高等理科教育,2004(6):29—34.
[12]胡淑荣. 函数及应用[J]. 哈尔滨师范大学学报.2002,18(4):12~15.
数学离不开生活,生活中处处有数学,它来源于生活又应用于生活。把数学教学与生活联系起来,使学生在不知不觉中感悟数学的真谛。下面是我为大家整理的小学 六年级数学 教学论文,希望对大家有所帮助! 小学六年级数学教学论文篇1:培养数学应用意识及实践 培养学生的数学应用意识和实践能力 《数学课程标准》指出:“数学教学,应从学生已有的知识 经验 出发,让学生亲身经历参与特定的教学活动,获得一些体验,并且通过自主探索,合作交流,将实际问题抽象成数学模型,并对此进行解释和应用。”基于此认识,我认为在新教材的教学中,应体现以下几点: 一、 源于生活,创设轻松愉快的学习情境 苏霍姆林斯基指出,教师在教学中如果不想方设法使学生产生情绪高昂和智力振奋的内心状态,而只是不动情感的脑力劳动,就会带来疲倦。因此,我们的教学应营造一种轻松愉快的情境,使学生乐此不疲地致力于学习内容。 数学离不开生活,生活中处处有数学。在教学中,以教材为蓝本,注重密切数学与现实生活的联系,创设轻松愉快的数学情境。 现实的学习情境,可以激发学生学习数学的兴趣,充分调动学生学习的积极性和主动性,诱导学生积极思维,使其产生内在学习动机,并主动参与教学活动。如教学“认位置”,以学生眼前的教室为情境,为学生提供了一个观察生活中人与人、人与物、物与物之间位置关系的场景,让学生在从指定观察到自由观察、换位观察的过程中不断加深对知识的认识和理解,使他们不光会表述物体间的位置关系,还能感受到物体间位置关系的相对性,从而使学习变成一种主动探索的过程。 心理学研究表明:比起现实情境来,幻想的情境更能激发学生丰富的情感,给他们带来深刻的内心体验。 儿童 最富于想象和幻想,儿童的世界最是千奇百怪、色彩斑澜。儿童感兴趣的“现实生活”,成人常常不可理喻,就像教材中的“小兔采蘑菇”、“青蛙跳伞”、“小蜜蜂采蜜”等,我们认为不合逻辑常理,孩子们却兴趣盎然。因此,我们需要保有一颗纯真的童心,善于从儿童的生活经验和心理特点出发,努力避免成人化的说教,这样,才能捕捉到一幅幅令他们心动的画面,设计出一个个可亲可近的情境。 例如教学“比一比”通过学生喜爱的卡通形象――蓝猫邀请大家参观客厅来导入新课,学生兴趣盎然;引导学生发现猫大哥客厅里的数学秘密,学生兴趣高涨。又如教学“统计”,借助媒体创设大象过生日的情境,并以此为线索展开学习活动,提高学生的学习兴趣。 二、 用于生活,培养学生的应用意识和实践能力 新课程强调人人学有价值的数学,人人学有用的数学。因此,数学学习必须加强与生活实际的联系,让学生感受到生活中处处有数学。 数学只有回到生活中,才会显示其价值和魅力,学生只有回到生活中运用数学,才能真实地显现其数学学习水平。 如在教学“比一比”时,通过找教室周围的物体的长短高矮的比较,使学生学会用数学的眼光观察周围事物。 如在学习“认位置”后,回家观察一下自己的卧室,并用上下、前后、左右描述一下卧室内物体的相对位置关系,然后说给爸爸妈妈听。观察一下自家房屋周围、村庄周围都有些什么,到学校后,和小伙伴交流。 又如在学习了“统计”后,问学生你准备统计什么?这一环节充分利用学生已有的生活经验,把所学的知识应用到生活中去,解决身边的数学问题,了解数学在现实生活中的作用,从而使学生体会到学习数学的重要性,学而有用的喜悦感,数学与生活的联系得到了最好的体现。 使学生感受数学与生活的密切联系,能运用生活经验对有关的数字信息作出解释并初步学会用具体的数描述现实世界中的简单现象,是课程标准中规定的第一学段的教学目标之一。一年级的小孩子正如他们在课堂上所说的那样,“我把我的书包分类清理好了”、“我学会了数数,上次家里来了好多客人,我就知道摆多少双筷子了”、“我学了加减法,就可以帮助妈妈上街买菜,不会算错钱了”,也就像家长说的那样,“我的孩子回家把他的玩具和他书包里的书都分类收拾好了,真不错!”“我的孩子现在都会自己看钟去上学了”。可见,新教材在培养学生数感和应用意识,培养学生的自理能力和劳动意识,体现学习有价值的数学等方面取得了初步的成效。 总之,数学离不开生活,生活中处处有数学,它来源于生活又应用于生活。来于生活、归于生活的知识才是有价值的知识。把数学与生活联系起来,使学生在不知不觉中感悟数学的真谛。 小学六年级数学教学论文篇2:浅谈数学的创造性学习 什么是数? 开天辟地之初,人类就开始与数打交道。数即是数目的意思。正如《汉书·律历志上》云:“数者,一十百千万也。” 数进入数学体系就成为它的最基本概念之一,数的概念是随着人类的生产和生活实践的不断发展而逐渐形成的,并且永无止境地发展着。从古至今,以自然数为开端,接着是有理数与无理数、正数与负数、实数与虚数,直至复数,共同构成数的概念不断拓展的系列。每一次拓展都是一次创造思维的跃升。 什么是数学? 数学是研究现实世界的空间形式和数量关系的科学。古时候,人类在生产和生活实践中便获得了数的概念和一些简单几何形体的概念。自此开始,到16世纪,创立了包括算术、初等代数、初等几何和三角的初等数学。17世纪引入变量概念是数学发展史中的转折点,这使得运动和辩证法进入数学,开始研究变化中的量与量之间相互制约关系和图形间的相互变换。近年来,由于数学在自然科学和技术领域的广泛应用,又由于计算技术的迅猛发展,数学对人类认识自然和改造自然的重要作用也显示得更加清楚了。至今,现代数学已经形成了包括数理逻辑、数论、代数学、几何学、拓扑学、函数论、泛函分析、微分方程、概率论、数理统计、计算数学及边缘学科运筹学、控制论等在内的庞大体系。 与数的发展一样,数学发展史也是创造思维不断发展的历史。 数学是中小学生的主科。数学学习是中小学生增长学习能力和创造能力的广阔天地。 一.驴唇怎能对得上马嘴呢 阴错阳差的巧事,张冠李戴的误会,在大千世界,这等笑话,时有发生。可是,在数学课上,难道也会发生驴唇不对马嘴的事情吗? (一)平地起风雪 话题是从一道浅显的代数题引发的。这是一个发生在某中学初一新生的一节数学课上的小 故事 。快下课时,老师出了一道题:“若a为自然数,说出a以后的7个连续自然数。”一个小女孩举手抢答:“a,b,c,d,e,f,g。”话音刚落,便引起哄堂大笑,老师也愕然了。女孩觉察到,自己的答案,驴唇不对马嘴。出了笑话,落个满脸通红。 接着,一个男孩起来补正:“a+1,a+2,a+3,a+4,a+5,a+6,a+7。”尔后,下课铃响了。 事情平平常常。一个女孩答错了题,一个男孩纠正过来,全班同学都明白了正确答案。下课,大家就都散了。 那么,这件事是否到此就算了结了呢? 请思考10分钟,然后,发表你的见解。 单兵——我看是了结了。老师完成了教学任务,学生也完成了学习任务。 焦小敏——如果说没有了结,那就是老师还得 教育 同学们,不要把这事当成奚落那位小姑娘的笑柄。 张娟——还有,班上的同学也有义务鼓励那位小姑娘。 赵老师——直截了当地说,我认为没有了结。因为任何结果都有原因。小姑娘答成“a,b,c,d,e,f,g”这是她思维的结果。那么,她一定有个由此及彼的思维过程,其中深藏着错误的原因。老师与那个小姑娘的任务是找出原因,避免再错。如若不然,再遇类似问题,也许她又答成“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚” 呢。 肖冬春——我同意这种看法。换句话说,知道男孩答案正确,并不等于找到自己的错误原因。 韩小彧——前面几位同学的发言,从不同的角度,各有各的道理。但是,又都有一个绝对化的框框束缚着。这就是姑娘的答案一无是处;小男孩的答案绝对正确,天衣无缝。这个框框正是上面5个发言的潜在的共同前提。当然,错误答案之正确部分及正确答案之不足部分,如果真有,我现在还未想出。 赫峰——她提出的问题,是一条崭新的思路,很有启发。我发现小姑娘的答案中有一个合理的因素,7个字母与题目要求的7个自然数合得上。 曹博——这么说来,错误答案中的合理因素,可不止这一个。题目要求“a以后”,按照英语字母表由b到g都在a以后。 姚树——题目要求“连续”,按英语字母表,从a到g是连续的,并没断开,也没跳跃。 祝越——7个符号都可以表示自然数。这一点。也是符合题目要求的。 李河——这么说来,“a以后”、“7个”、 “连续”、“自然数”4大要素都合乎题目要求,错在哪里呢? 讨论至此,真是平地起风云。看来已经结束的问题,却又引出一片新话题。况且本来被公认为绝对错误的答案,现在却找不到一点破绽了。 (二)罕见的对话 正像大家的看法一样,当堂听课的主任觉察到:这件事并未结束。 下课后主任与老师讨论,老师认为“a+1”到“a+7”是唯一正确的答案,全班已懂,教学任务已告完成。主任又去问学生。大家说那个小女孩在小学时,特别喜欢英语。主任领悟了:小学时只是在 英语学习 中才见到过a,题目似乎要求写出“a以后的7个”来,自然,a,b,c,d,e,f,g”在头脑中出现了,又在口中说出了。这正是心理学上所说的副定势起了作用。 尔后,主任将女孩找到办公室。先肯定她喜欢英语,大胆举手的优点,接着是双方一连串的对话。 “那题明白了吗?” “明白了。” “你的答案呢?” “全错了。” “一点对的地方也没有?” “没有。” “一丁点儿都没有?” “没有。” “真的吗?” “我没想过。”(唉!没有想过就坚定地认为自已全错了!) “现在想想看。” “想不出。” “b,c,d,e,f,g,不是在a以后吗?” “是”。 “字母不是说了7个吗?” “是”。 “7个字母,排列有序,为什么不跳着说呢。” “题目上说……” “你看,‘a以后’、‘7个’、‘连续’,都有了。这些字母又都能表示自然数。那么,哪有错的地方呢?” “咦,怎么没有错的地方了呢?” 最后,在主任启发下,发现了错误:对于这些字母,没有给出符合题意的数学含义。一句话,把英语字母转化为数学符号的任务,没有完成。 找出错误原因,就能纠正错误。简单说,将7个英语字母赋予符合题意的数学含意就是了。这样,找到了与众不同的答案:若a为自然数,令a'=a+1,b=a+2,c=a+3,d=a+4,e=a+5,f=a+6,g=a+7,则a',b,c,d,e,f,g”便是正确答案。 就是这样,正确与错误之间,只有一小撇之差。 还应指出,运用这种灵活变通的 思维方式 ,求解此题,正确答案是无穷尽的。即使是“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚”,只要将其赋予符合题意的数学含义,也能成为正确答案。这么看来,把“a+1,a+2,a+3,a+4,a+5,a+6,a+7”看成唯一正确答案,失之于思维呆板,并且导致片面性和绝对化。 (三)深刻的启示 中小学生在数学学习中,错误常见,改错也常见。但是,这样的改错方式从未见过。 这样的改错方式给我们的启示是深刻的,是多方面的。 1.在变通性的动态思考中更深刻地掌握数学新原理 掌握数学概念和原理,运用相关概念、原理解答数学问题,从而获得系统的数学知识,提高思维能力,这是数学学习的基本任务。 用符号表示数是代数学的根本特点。在小学算术中只用阿拉伯数字表示固定的具体数目。而在中学代数中,就要用抽象符号表示多种多样的数学含义。用符号表示数的课题,是代数起始课的重点和难点。上面的题,正是为了使学生掌握这个代数原理而设计的。 两种改错方式对理解原理的作用是不同的。先看一般方式: a,b,c,d,e,f,g→a+1,a+2,a+3,a+4,a+5,a+6,a+7 再看变通方式: a,b,c,d,e,f,g→令a'=a+1,b=a+2,c=a+3,d=c+4,e=a+5,f=a+6,g=a+7→a',b,c,d,e,f,g 后者增加“令a'=a+1,……,g=a+7”的一步,同时也就增加了“a'~g”的新的答案形式,最后回到“a+1,……,a+7”的答案。中间增加两步推导,都运用了“符号表示数”的原理。这样,也就加深了对这一原理的理解。 总之,对比两种处理方式,后者更有利于数学知识的掌握和学习能力的提高。 2.创造思维能力在运用中得到增长 运用变通性方式改错,不仅有利于学习能力的提高,也有利于创造思维能力的增长。 变通性改错方式,加大了思维难度,是进行 发散思维 而获得的结果。当然,这也不是唯一的结果。更为重要的是:原来被认为解法唯一,现在变成无穷了。这就启发我们提出问题: (1)数学概念和数学原理统统都是永恒不变的吗?其表述方式是唯一的吗? (2)被认为只有一种解答 方法 的数学题是统统都不会有第2、第3种解决方法吗? 当我们对这两个问题得出“不见得”的结论时,那么对今后的数学学习产生的影响,也就在其中了。即不以固定方式掌握数学概念、原理和题目解法为满足,而还要运用创造思维的发散性、灵活性,对每一个数学课题予以审视,积极发掘可能蕴含着的新内容、新方法、新的推理和新的表达方式。 这样坚持下去,就会收到数学学习能力与创造思维能力同步超常增长的效果。 小学六年级数学教学论文篇3:小学数学活动课的开设原则 原则之一 小学数学活动课,必须以小学生的个性要素得到发展为宗旨,设计教学目标、教学内容与教学 方法。《课程方案》对小学阶段的教育提出了明确的培养目标,这个培养目标包括两方面内容:一方面是为体 现小学阶段性质和任务而设计的国家要求,也就是国家关于知识和能力的质量标准;另一方面是为体现小学生 身心发展规律的个性发展要求。落实到小学数学课,国家质量标准就是要求小学生具有初步的运算技能、逻辑 思维能力和空间观念,以及运用所学数学知识解决一些简单的实际问题的能力这四项,这个任务主要由小学数 学的学科课(或者叫必修课)来担当。至于发展小学生个性的要求,《课程方案》明确提出主要由活动课来担 当,其教学目标就是“增强兴趣,拓宽知识,增长才干,发展特长”。有人会提出,这个要求在学科课所包含 的实际活动中就能做到,或者开展课外活动就可以实现。我认为这是误解。诚然,小学数学学科课所包含的实 际活动,诸如观察、实验、练习等,也能培养学生某些个性要素,但它服务的目的不同,它只是为学科课的教 学目标而服务的一种教学手段,是学科课教学活动的一部分,没有具体教学时间的界限;而小学数学活动课应 是以发展学生个性要素为首要目标的课型,每节课教学时间与学科课的教学时间相配合。还有,活动课也不同 于课外活动:①活动课属于课程的范畴,课外活动则是“在教学大纲范围之外由学生自愿参加的各种教育活动 的总称”,它不属于课程的范畴;②活动课有一定的结构性,它有特定的教学目标、内容和活动方式,而且教 学内容的广度和深度随着年级的上升而具有层次性,而课外活动则没有这种有序的要求;③活动课的设计和实 施要具有一定的规范,那就是活动课必须有教学纲要和活动课指导书,并严格按此规范实施教学进程,而课外 活动则不具备这个要求。 原则之二 小学数学活动课,必须淡化选拔教育,做到“人人受益”。小学阶段的教育是义务教育的初级 阶段的教育,国家教委副主任柳斌同志指出:“义务教育是国民教育,普及教育,平等教育,应当强调其普及 性,淡化其选拔性。”这个要求不仅在小学阶段的教育活动中要落实,更要在各科的教学活动中落实。学科类 课程的教学活动做到人人受益,比较好操作,因为学科类课程所担负的国家关于知识和能力的各项规定,由统 一的大纲和教材所列举,由国家规范的教学、考查等计划予以落实和检查。而活动课是以培养个性特征为标志 的新课型,系统的操作硬件尚在建立之中,有一定的难处。但是,我们应当这样理解:小学数学活动课所说的 “人人受益”,不应当以分数、成绩的提高来理解,应当从学生的个性要素得到发展予以解释。从活动课参予 程度讲,不要像组织数学课外活动小组那样,只允许少数数学 爱好 者参加,而应要求每个学生都参加。从活动 课的课程设计讲,在学科课为每个学生打好共同基础的条件下,为发展学生的个性特长、 兴趣爱好 提供发展空 间;从活动课的教学效果讲,通过小学数学活动课,有的学生数学知识、能力和爱好都得到提高,这是受益。 通过小学数学活动课,有的学生数学知识和能力提高不甚明显,但是通过数学的橱窗对观察课外天地,观察实 际生活的兴趣产生了,这也是受益。更有甚者,通过小学数学活动课,虽然没有引起学习数学的兴趣,但这种 活动课教学尝试在学生记忆中留下思维印象,能成为今后处理问题的一种思维参考,这也应该说是受益。纵或 阻塞了他们对数学的爱好,但通过小学数学活动课促使他们去爱好 其它 学科,也同样属于受益之列。一言以蔽 之,小学数学活动课的受益,就是指小学生的个性要素,主要指兴趣和情感,通过数学的载体而得到发展。 原则之三 小学数学活动课,必须注意小学生身心发展的特点,充分保护“童心”。小学生的年龄阶段( 6~11、12岁), 在心理学上称为儿童期(或称学龄早期)。这一阶段,小学生不但身体发育进入了一个相对 平稳阶段,而且由于从一个备受家庭保护的幼儿变成必须独立完成学习任务、承担一定社会义务的小学生,这 就促使儿童心理特征产生质的飞跃,概括起来,就是产生了在幼儿期没有的“好奇、好动、好胜”的“童心” 。这三个“好”只有“好奇”“好动”充分得到发展,“好胜”的儿童价值特征才能得以建立。但是要注意, 要使“好奇”“好动”的心理状态健康成长,就必须从以下两个方面予以控制:①调控环境,促使小学生总是 保持向上振奋的心理状态。小学生向上振奋的心理状态的形成是立足于好奇感,而好奇感的永恒程度又依赖于 环境(包含教学环境)对小学生接受知识是否有一种愉快感。因此建立一种愉快接受教育的氛围是调控环境的 关键。小学数学活动课基于数学学科的抽象特点,愉快教育氛围的建立,特别要注意杜绝成人期望值的强加与 过量过高数学材料的灌输。就是说,不要设想通过小学数学活动课的教学,个个都成为数学神童;也不要认为 ,实施小学数学活动课教学,就是灌输小学数学之外使小学生难以接受的成人处理数学的材料。②树立模仿典 型,促使小学生形成稳固的知识、能力体系和健康的行为与习惯。小学生的“好动”,是建立在模仿基础上的 好动,通过模仿,一旦成为小学生稳定的心理成分,就左右小学生健康心理的形成。因此为了促使小学生形成 稳固的知识、能力体系和健康的行为习惯,我们的教学活动就应当提供学生认为有趣的、益于拓广知识的模仿 典型。小学数学活动课所提供的模仿典型,就是根据数学的特征以及小学生的知识、能力条件,通过游戏、观 察、拼图、制作、不完全归纳等思维及操作办法,让学生得到学科课内所没有的、又能激发学生求知兴趣的数 和形的一些结论(但是不要证明)。这些结论,要求学生都记住它是次要的,掌握得到的过程则是教会模仿的 本意。只有这样,“好动”的心理特点才可以说在数学活动课里得到健康地培育。 原则之四
关于数学论文范文2000字
现如今,大家或多或少都会接触过论文吧,论文是我们对某个问题进行深入研究的文章。如何写一篇有思想、有文采的论文呢?下面是我整理的数学论文范文2000字,供大家参考借鉴,希望可以帮助到有需要的朋友。
论文题目: 学生自主学习能力培养提升小学数学课堂教学效果
摘要: 在新课程理念的指引下,小学数学课堂呈现充满教育契机的、富有挑战性的新气象,在注重小学生全面发展的能力培养下,对小学生自主学习能力、交流合作能力和创新思维能力的培养成为教育重点,这要求教师具有教学的智慧,对学生有深入的了解,在这样的教育氛围之下,才可以培养出学生的创意想象和创造性、探究性思维,在自主学习的过程中增强知识性的体验,创设出最佳的课堂效果。
关键词: 自主学习能力;创新思维;小学数学
在全新的教育理念下,教育视角由原来的“要我学习”转为了“学会学习”,教师在对小学生能力培养的过程中,注重小学生全面素质的培养,包括自主学习能力和创新思维能力,使小学数学的教学课堂展现出主动参与的学习过程,数学课堂在学生的主体行为下显露出智慧的光芒,这就需要教师在教学过程中要采用适合小学生的方式和策略,注重学生学习的过程,而不是学习的结果,发挥出小学生自主探索和自由发现的天性,促进学生健康全面的发展。
一、小学数学教学中的现状及反思
小学生由于其年龄特点和个性特征,呈现出对新异、生动的事物有强烈好奇的兴趣,而且大多数小学生都有强烈的求知欲、自尊心和好胜心。教师在教学过程中要根据小学生的年龄特点和个性,培养学生的自主学习能力,但是,目前小学数学教学尚存在些许不足,需要我们加以反思。
(一)情境教学中过多地引入情境,丧失了教学目标
一些数学教师在课堂引入时,过多地运用了情境,而分散了小学生的注意力。如:在课堂导入时,教师突发奇想,要用“喜羊羊与灰太狼”作为课堂导入情境,学生睁大眼睛,竖起耳朵,开展了斗智斗勇的想象,却忘记了教师是在上数学课。又如:在一年级《加减混合》的数学计算中,教师想用“春游”作为情境导入数学课堂,可是在运用情境时过多地介绍了风景,使学生沉溺于风景的想象中而偏离了数学课堂的传授目标,缺失了数学教学目的。
(二)成人化的想象对小学生缺乏新奇的吸引性
数学教师在进行教学课堂的情境创设时,用成人的眼光和视角去进行设想,忽视了童趣和纯真的眼睛,简单的情境创设平淡无奇,缺乏挑战性。例如:在小学数学教学中《7的乘法口诀》一课,教师用“一个星期有几天”来进行问题式的课堂导入,这对于学生而言缺乏新奇,对乘法口诀也缺乏记忆。
(三)课堂教学中“数学味”的弱化和缺失
在小学数学的教学课堂中,教师利用各种情境创设导入教学,却没有及时地将情境引入到数学知识的学习当中,弱化了数学学科所应有的“数学味”,使学生自主性学习的兴趣降低。如:在《统计》的数学知识教学中,教师通过分组教学的形式,让学生开展讨论和记录,可是学生们却停留在小组成员间体重的比较讨论等内容,而没有真正进入到数学统计知识的学习之中来。
二、自主学习的概念及其重要性
在小学数学的教学中,学生要通过能动的创造性活动,在教师的指导为前提下实现以学生为主体的良性发展。学生可以通过多种途径和手段,自主地有选择地学习,并创造性对所学的知识进行整合和内化,从而达到自主学习能力水平。小学生进行自主学习的重要性主要体现在以下几方面。
(一)提高数学知识吸收的质量
自主学习的方式是积极主动的方式,是小学生进行自主习惯的培养方式,它在激起求知欲望的前提下,转化为认知的内驱力,激发出学习的内在动机,并将之内化为学习习惯,真正提高数学知识吸收的主动性。
(二)为后续的数学知识学习奠定基础
小学阶段是数学知识学习的起始阶段,在这一关键阶段中,要培养学生的自主学习习惯,用他们自发的数学学习兴趣和自主发现的能力,掌握学习数学知识的策略,为后续数学更高层次的学习奠定基础。
(三)自主发现和自主学习能力的培养
小学生多数都有一双好奇的眼睛,他们对周围的世界很好奇,也拥有自主发现的能力,在这一过程中,对其自主发现的能力挖掘越多,那么,学生自主学习的能力就越强,自主学习的习惯就容易产生知识性的迁移。
三、自主性学习的小学数学课堂教学策略
小学数学的自主性学习课堂教学充分发挥了学生的主体性,以学生的自主探究和实践能力和创新思维能力为宗旨,在良好的教学氛围和自主参与的环境下,实现多种形式的自主性学习,在不同的活动中获取数学知识,掌握小学数学知识学习的一般规律和学习方法。
(一)数学课堂有效导入,激发学生的自主参与性
合适而有效的数学情境导入,是进行高效数学课堂的有效方法和途径,要在课堂导入的过程中创造良好的氛围,用宽松、愉悦、智慧的方式激发学生对数学知识的自主性学习过程,其具体方法如下。
1.以生活为教学情境进行数学知识的迁移。生活是无痕的,生活对学生的体验是最深刻的体验,而“生活中的数学”与“数学中的生活”又是紧密相联和息息相关的,学生在生活的体验中感知到数学的价值,可以在身临其境的体会中感受到数学的奥妙,数学情境的生活度越高,学生内在的生活体验越容易被激活,数学知识掌握的程度就越深。例如:在“人民币的认识”教学中,让学生们进行分组进行人民币的购买情境,把不同的物品贴上不同的价格标签,再由分组的学生进行不同面值的假人民币的购买情境,使学生在购买的过程中体会到数字的变换。[1]
2. 以游戏为教学情境激发学生的自主性参与意识。游戏环节是小学生最乐于参与和互动的环节,数学教学可以适当地引入游戏环节,使小学生增强对数学知识的学习兴趣,感受到数学探索的成功体验。如:在小学50以内的加法练习中,不是单纯让学生进行数字的相加,而可以采用“邮递员送信”游戏的形式,增添学生的学习自主性,教师可以事先准备好标有不同两位数的信箱,并准备不同加法练习题的信封,选择几名学生作“送信邮差”,将这些信封和信箱匹配,学生在争先恐后的选择中掌握了数学知识,它犹如一块无形的磁石,深深地吸引着小学生的数学知识的注意力,增强了趣味性和主动性。
3.以故事导入引导学生进行自主性的学习。小学生都酷爱故事,因此教学中可以利用故事增加数学的趣味性,引导学生用创意的思维想象,进行自主性的学习。例如:在一年级的数学“10以内的数字”的教学中,为了让学生建立起数字的相关概念的学习,可以引入故事进行形象的学习:在0~9的数字王国里,数字9发现自己是最大的,于是就很神气和骄傲,它对其他数字说:“你们都是小不点儿,都比我小,所以你们都要听我的。”其他的数字为了消灭它的嚣张气焰,商量好让数字1和0组成一个新的两位数,数字9看到后低下了头,意识到了自己的错误,于是,再也不狂妄自大了,和大家成为了好朋友。学生们在教师故事的讲述中,也展开了对数字的思维和想象,认识到了10以内数字的基数、序数意义,进行自主性的认知学习。[2]
4.用数学问题引导学生进行自主性的学习。问题可以调动学生的积极性,让学生在带着困惑、怀疑和探索的心理,进行数学知识的自主性学习,这也是教学引入策略之一。在问题设置的数学教学中,要注意问题提出的难易程度,要根据学生的思维层次进行问题的导入,逐渐进入数学知识的学习,而不能以深奥、难解的问题来给教学设置障碍,使学生缺乏探究的动力和兴趣。
(二)师生共学———尝试自主参与的探究学习过程
教师对学生的教育,流传着一句名言:告诉的知识,容易忘记;分析出来的知识,可以记住;自主参与的知识,就会真正理解。这意味着只有让学生自己动手、动脑自主参与,才能在动手实践、自主探索、合作交流的过程中,掌握数学知识的内化,培养自主学习能力。
1.引导学生进行自主性的探索学习。在数学“认识钟表”一课中,为了让学生对其有数学性的认知,需要引导学生进行对实物钟表的观察、触摸与参与,让小学生在观察的过程中注意到长针和短针的区别,并观察相邻两个数字之间的大小相等的格,学生在对钟表的触摸、观察和实践操作的过程中,完成了对数学知识的认知。
2.根据学生层次进行小组合作式自主式学习。小组合作必须在教师的指导和辅导之下完成,要引导学生仔细观察、对比,如在“长方形”的认知中,要各小组进行分组比赛,寻找出最多的长方形者获胜,在大家踊跃参与的过程中,教师要引导学生注意观察长方形和正方形的区别,通过对比、测量等不同手段,了解对生活中“长方形”的认知,如:课本、长方形的长桌、黑板的形状等,大家在分组合作的过程中掌握了数学知识的规律,并主动性地获取了相应的知识。
(三)数学知识的应用———巩固数学知识的自主性探索
小学生在教学的过程中掌握了基本的数学概念和规律,教师还要将数学知识进行巩固和运用,要充分利用“温故而知新”的记忆特点,对数学知识进行巩固和实际应用。例如:在数学“做一做”的课后练习中,可以组织学生进行同桌互检式的巩固,还可以进行板演练习、课堂评价的方式进行巩固,这样可以激励学生自主进行数学知识的实践性的巩固和运用,将更多的数学知识转化为内在的知识。在知识的巩固过程中要灵活加以整合和运用,如小学生学习完了图形这一课,对三角形、圆形、长方形、正方形、平行四边形等进行准确的认知后,就要进行灵活多变的图形拼板练习,让学生通过对不同图形的修剪和粘贴,进行图形自由空间的想象和布局,增强数学知识的应用能力。
四、结束语
小学数学教学的重点在于培养学生的自主学习能力,根据小学生的年龄特点和思维层次,进行动手、动脑的习惯培养,在生活引入、故事引入、游戏引入、情境引入的教学策略之下,用自主性、参与性、积极性进行数学知识的感知,并在自主探索、交流合作的过程中增加对数学知识的学习和巩固,提升小学数学的课堂教学效果。
参考文献:
[1]牟瑛.营造充满探索的数学课堂环境[J].商业文化(学术版),2010,(08).
[2]张大明.引导自主探究促进主动发展[J].成功(教育),2010,(04).
[3]周波儿.数学教学中如何捕捉和利用“动态生成”[J].山西师范大学学报(自然科学版),2010,(S1).
随着科技的进步和社会的发展,数学这一基础学科已与其他学科相结合,且应用愈来愈广,已渗透到生产和生活的各个方面。我国从1992年开始举办大学生数学建模竞赛。近年来,大学生数学建模竞赛迅猛发展,为高等数学的应用型教学指引了方向,同时也激发了大学生的创新思维,锻炼了大学生的实践能力,受到了社会各界人士的关注和好评。
一、数学建模和大学生数学建模竞赛
何为数学建模?有人认为,数学模型即以现实世界为目的而做的抽象、简化的数学结构;也有人认为,数学模型就是将现实事物通过数学语言来转化为常见的数学体系。事实上,数学建模是运用数学知识从实际课题中抽象、提炼出数学模型的过程,主要方法是通过合理假设、引进自变量、借助各种数学工具实现对现实事物的数字化转变,进而描述或解决实际问题。
那么,受广大高校师生青睐的大学生数学建模竞赛又是什么呢?数学建模竞赛是全国大学生参与规模最大的课外科技活动,从一个侧面反映一个学校学生的综合能力,为学生提供了展示才华的舞台。大学生数学建模竞赛具有一定的开放性和应用性,同时兼具一定的综合性和挑战性。成果以一篇论文的形式上交,要求必须包含完整的建模步骤,包括问题的提出、模型的假设、变量的引入、建模过程、模型求解与分析、模型检验及应用。
二、大学生数学建模竞赛与课程教学培训中存在的问题
通过对山西工商学院历年来参加大学生数学建模竞赛的选手及其相关指导老师进行调查、走访,并考察其他高校的'情况,笔者发现,相比往年的成绩,各大高校在近几年的竞赛成绩上有了飞速的提高,在学校的组织和鼓励下,参赛人数逐年递增,数学建模教学每年都在不断改革,同时除了参加竞赛,还在课堂外实践了数学与生产实际的结合过程。然而,通过参阅文献和访谈笔录资料,笔者也总结了近几年来大学生数学建模竞赛及竞赛培训教学中存在的相关问题。
第一,参赛学生的学习能力和综合素质有待提高。在思想品质方面,数学建模的参赛过程极其艰苦,需要学生具备意志力、求知欲、团队意识。我们的队员往往在此三方面表现一般。同时,在数学能力方面,学生的数学基础知识储备不足,软件处理的方法单一,实际问题转化为数学结构的创新思维并不能良好地展现。
第二,根据上述学生所表现出的问题不难发现,教师团队在数学建模培训教学过程中,教学观念滞后,创新能力有待提高,教学模式亟待突破,数学建模的教师团队应当做好学生的表率,要吃苦耐劳,要通力合作。
第三,正因为上述问题,数学建模培训也出现了弊端。培训方式单一,培训只讲求深入而不探索广度,培训时间安排不合理,培训的内容与建模竞赛不对接。
第四,经过调查发现,部分高校对组织数学建模竞赛的前期工作没有给予足够的重视,少数高校在竞赛的组织和开展中急功近利。另外,大多数高校在数学建模教学教育的过程中缺乏完整的制度和保障体系。
三、大学生数学建模课程教学培训策略
大学生建模竞赛除了能为部分大学生及其指导老师和高校获得荣誉外,更能培养大学生综合运用所学专业的意识,提升大学生的创新思维和抽象思维,以及自主学习能力和团队协作能力。因此,在数学建模课程教学培训中,应做好如下工作。
(一)教师层面
首先,数学建模课程教学培训应当以创新为起点。建模不是凭空而来的,教师要引导学生从生活实际中抽象出数学模型,真正在选题上下功夫,培养学生的创新思维。
其次,数学建模课程教学培训应当以数学知识体系为基础。教师不能仅仅将自己的专业知识传授给学生,数学博大精深,自身要不断涉猎新知识,不仅要注重数学学习的深度,更应当拓展数学学习的广度,为数学建模竞赛打下坚实的基础。
最后,数学建模课程教学培训应当回归实践。建模的目的是为了解决实际问题,无论多么复杂的数学模型,最后都要落到解决后的结果中。因此,教师既要教会学生建模,又要教会学生将建模的方法真正应用于解决实际问题,做到学以致用。
(二)学校层面
首先,制定系统的数学建模课程体系,包括合理的学时、学制,保证学生的学习,不能在竞赛前急抓一批学生现学现用。
其次,学校要做好数学建模竞赛的宣传和指导工作,尽量保证每位学生都能于在校期间参加比赛,获得锻炼。
最后,学校要时刻以学生为主,不能一味地为了获奖而出现教师代替学生的现象。
参考文献:
[1]刘建州.实用数学建模教程[M].武汉:武汉理工大学出版社,2004.
[2]李尚志.数学建模竞赛教程[M].南京:江苏教育出版社,1996.
[3]赫孝良.数学建模竞赛赛题简析与论文点评[M].西安:西安交通大学出版社,2002.
摘要:随着我国基础教育的不断改革和完善,创新形势下的课程标准已经逐渐落实,相比于以往的教育机制,新课程标准更加关注学生的发展能力,鼓励教师根据学生的特点开展教育活动,进而全面提高我国的教育质量和教学效率。新课程标准要求教师在制定教学计划时要准确定位自己和学生之间的关系,以便于开展更加高效的课堂教育。
关键词:小学数学;高效课堂;教学策略
数学是一门逻辑思维较强的学科,因此数学基础教育质量极其重要。高效的小学数学课堂不仅可以让学生的成绩得到有效提高,还能让学生在生活中体会到数学的魅力,加强学生对于理性思维的拓展和延伸,同时还能将学生对数学的兴趣调动起来。
1重视学生对数学概念的理解
学生开始接受小学教育的年龄在6周岁左右,该年龄阶段的孩子对故事的兴趣比公式的兴趣大的多,因此,教师可以在数学课程开始之前让学生先了解该节课程涉及到的历史故事,让学生不要认为数学是很难理解的课程,让学生在更加放松的心态中去完成教学任务。传统教育中,数学教师都会给学生大量的题目来巩固知识点和公式,部分学生在还没有完全理解课堂内容时就开始做题,答案准确率肯定很难得到保障。因此,教师应当重视学生对数学概念的理解程度,让学生先理解数与数之间的关系再开始做习题。同时,教师应当在课堂上为学生留出提问和解疑的时间,教师在和学生的问答互动中拉近彼此之间的距离,提高学生对数学的认知度和敏感度。
2积极开展数学情境教学模式
数学课程的开展必须要有严谨的逻辑性作为支持,如果教师只用数字的形式为学生讲解无实物情境下的运算知识,很难让学生理解这个运算在生活中的价值,而且单纯的思维计算会对小学生产生很大的困扰,小学生更倾向于涉及到生活经验的数学情境模式。教师在开展运算知识点授课的过程中,可以使用不同种类的水果来创建情境教学的条件,将水果的价格和数量制定好,让学生随意取用一部分水果来计算这些水果的总价格。学生在计算水果价格的时候会减轻对数学的抵触,把思维的重点放在水果的种类和形状上,教师可以在学生分组计算的同时查看学生对于价格结果的讨论情况,发现公式以及口诀上的问题及时提出并解决,让学生在不知不觉中牢记乘法和加法的运算规律,减轻公式记忆法的枯燥和乏味,促进小学数学高效课堂教学质量的提高。
3培养学生课前预习的好习惯
数学是一门实践性质很强的学科,解题过程中需要对课题内容及运算方式进行思考,而这个过程需要学生在课前预习环节中掌握,教师应提前告诉学生即将学习的单元和知识点,让学生在有准备的情况下,更有信心的参与到数学课堂中来。教师可以鼓励学生在陪同家长购物时关注买卖运算的方式,然后在课堂上将自己的理解和发现的问题进行阐述,教师可以在与家长互动之后将学生反馈的问题一一解答,并就超市买卖中遇到的问题和课本上的知识点有效结合,让学生了解到数学在生活中的作用,学生在预习的过程中也会加深对运算公式的印象,进而提高学生对数学的兴趣和学习效率,让小学数学教学质量更加高效。
4鼓励学生从多角度解决问题
数学并非一种固定思维的学科,很多数和图形的运算都不止一种解题方式,虽然正确的答案只有一个,但是其过程有着很灵活的多变性,因此,教师应当在数学课堂上鼓励学生以不同的形式来解决问题。教师在发现学生的答案与标准答案不同时,应该首先询问学生的解题思路,而不是直接否定学生的答案,否则很容易打消学生对于数学学习的积极性。在教学条件允许的情况下,教师应当尽量使用解题方式不唯一的例题,让学生了解到集思广益的效果,在之后的课堂小组讨论中也能更加用心,有助于活跃教学气氛和教学效果,做到高效的小学数学课堂教学。综上所述,学生对于科目的兴趣和能力都不是与生俱来的,教师的引导和鼓励会使学生在课堂上的表现更加优秀。在开展小学数学课程的过程中,教师应当注重数学概念、课堂情境、课前预习以及思维扩展带来的高效影响,为学生探索欲和求知欲的提高做出贡献。
参考文献
[1]杨小生.小学数学高效课堂教学的“三三”策略[J].现代中小学教育,2011(11):21~23.
[2]潘海燕.探究小学数学数与代数的高效课堂教学策略[J].中国校外教育,2015(02):72.
[3]王粉粉.新课程背景下小学数学高效课堂教学策略探究[D].延安:延安大学,2016.
随着国家素质教育目标的提出和新课程改革的推行,探究式教学开始在小学数学教学中逐渐被推广,数学的教学在小学生的教育中占据着至关重要的地位。下面是我为大家整理的小学数学小论文,供大家参考。
课堂教学设计,是解决教学问题的一种特殊设计活动,课堂教学设计不仅是一门科学,更是一门艺术,其中学生对教学内容的认知是课堂教学的重心,是教学活动的中心,更是达到课堂教学目的的重要保证。数学作为小学基本课程之一,担负着学生基础数理逻辑思维和抽象思维培养的重任。下面笔者就小学数学课堂教学设计认知能力培养的方法创新谈几点看法。
一、小学数学课堂教学设计中认知能力培养的现状与问题分析
(一)小学数学课堂教学设计认知能力培养的现状
创新趋势已经显现。随着经济发展科技进步,教学硬件设施逐步高科技化,教师队伍整体素质提升,对先进教学设施地运用逐步常态化,同时针对小学生的年龄特点在课堂教学设计中进行了认知能力培养方法的探索,取得了一定的成效。课堂教学设计仍以依赖型为主。目前在我国的教育尤其是基础教育中,由于学生的学习技能欠缺,基础薄弱,数学课堂教学设计仍以依赖型为主。在依赖型的教学设计中,认知能力培养的重要性被忽视,讲授的知识大多只局限于课本和测验中,学生的学习内容与生活实际割裂,这种情况下虽然教师能够更容易地控制课堂进度,在短期内取得相对较好的教学效果。但长远来看不利于学生学习能力和运用知识能力的培养,更不利于学生学习兴趣的养成。
(二)小学数学课堂教学设计认知能力培养存在的问题
在教学思维方式上的创新存在不足。目前,大多数教师在数学课堂学生认知能力培养方法设计上的创新多为形式创新,过于追求新器材多媒体教学,花哨的设计使学生一时无法抓住关键,复杂的教具让数学课变成了手工课、观影课,课堂教学设计的创新若只停留在“形”上,对教学目的的实现反而会产生不利的影响。对学生学习能力把握有偏差。学生在每个年龄阶段的学习能力和表现特点都不同,数学作为一门相对抽象和枯燥的学科。如果教师对学生学习能力把握有偏差,没有按照学生学习能力所能达到的水平进行课堂教学设计,就很容易造成认知能力培养方法的失败,无法真正达到教学目的。对学生认知主动性培养不足。多数教师都以完成教学目标为目的,而在教授知识的同时将培养学生学习主动性放在相对次要的位置,这就容易导致前文所说的依赖型学习方式无法改变,学生对数学这门课程的认知只能停留在一门学科而不是一个兴趣上。
二、小学数学课堂教学设计中认知能力培养方法的创新方向
(一)教学思维方式的创新
思维决定思路,方式决定方法,教育教学创新中思维方式的创新至关重要。教师的教学思维方式很大程度上将影响学生的思维水平。推动教学思维方式的创新,要使教师真正认识到教学思维方式创新的重要性。针对小学数学课程的特点和学生特点,在教学研讨活动中要积极学习先进经验,发扬探索精神,改进教学方式,为数学课堂教学设计中认知环节的创新打好基础。通过动手操作培养认知能力,帮助学生思维。根据小学生年龄特点,数学课堂教学要重视操作认知,学生在操作过程中动用手、口、脑等多种感官,积极思维,也有助于发展思维。设计北师大版小学数学三年级下册图形的运动(轴对称)一课时,注重让学生动手把心形卡、五角星、银杏树叶按教师要求对折,帮助学生认知对折后重合,从而了解这样的图形是轴对称图形。学生常常是一边操作一边思考,他们亲身经历了所学知识的发生发展过程,认知、掌握学习知识的方法和途径。通过思考问题培养认知能力,激活学生思维。问题是思维的动力。小学生需要在教师的引导下组织自己的思维活动。因而教师要在教学中精心设计具有启发性、思考性的问题,可以激活学生思维的浪花,调动学生思维的主动性和创造性。通过思考、讨论教师提出的问题,正确把握小学生的认知需求,激发学习兴趣、获得数学知识和技能。
(二)在课堂教学设计中科学运用认知能力培养方式
小学数学课堂教学设计要围绕教学目标来开展,认知能力培养作为课堂教学设计的一个重要部分,要始终坚持既定的教学目标,准确分析教学内容中的重点、难点,针对小学生知识水平和数学课程特点,摒弃过于繁复和抽象的认知概念,使认知能力培养方式符合教学需要,维护课堂教学设计的整体性、层次性、延续性和针对性。教学厘米的认识,让学生认识一厘米有多长时,我借助直尺上“厘米”这个长度单位,指导学生测量一个手指的宽度、衣服上纽扣的宽度,帮助学生建立“一厘米”的表象,让学生的认知活动直观、具体,初步感知长度单位、感受生活中处处有数学。
(三)认知能力培养要多与生活实际相联系
小学生由于表达和理解能力的限制,对于相对抽象的数学概念很难理解和掌握,因此,在教学中认知能力的培养更要注意与实际生活相联系。教师要养成换位思考的习惯,多从学生的角度想问题,选取学生普遍能够理解的例子进行讲授,由生活实际展开,提炼知识点,再与生活实际相联系,形成环状记忆,当学生在生活中再次遇到相关事物时自然会联想到相应的数学知识点,这将有助于学生真正掌握相关知识,活学活用,又能减少机械记忆复习所消耗的时间和精力,更有助于学生学习能力的提升。设计北师大版小学数学三年级下册《长方形面积》时,有意从猜一猜两位粉刷匠叔叔谁刷的墙面大导入新课,在学生获得长方形面积计算公式之后,让他们通过分别计算两块墙面的面积来验证课前的猜测。拓展练习时,注意设计应用性练习题:1.学校给老师新发了一张办公桌,长140厘米、宽80厘米。教师想给整个桌面铺上玻璃,要买多大玻璃板?2.班里小亮家要装修新房,客厅的长6米、宽4米,需要买多少平方米的地板?如果一平方米90元,需要多少钱?在数学教学中,充分创设生活情境、营造氛围,能够加深学生对所学知识的体验和认知,将所学知识转化为能力。让数学教学生活化、日常生活课堂化,用数学、学数学,引导学生用已有的认知解决实际问题,丰富学生生活体验,有利于帮助学生养成用数学的眼光看待身边事物的习惯,有利于提高学生的数学素养。
(四)注意观察学生的反馈
无论什么样的课堂教学设计,最终都要落在实践上,都要经过学生反馈的检验。数学课堂教学认知能力的培养,在科学分析学生学习能力和基础知识水平的基础上,设计出的创新型认知方案,实践过程中要注意收集学生的反馈,比如学生喜欢那个部分不喜欢那个部分,哪一类学生适应这种方案哪一类学生不适应,在创新方案下教学目标达到的比例是否有所提升等,根据收集到的反馈对既有方案进行改良,然后继续进行实践,再收集、再改良、再实践。教育上的创新不能是一蹴而就的,认知能力培养的创新应该是一个螺旋式上升的过程,在不断积累反馈的过程中,达到质的飞跃。
新课程改革强调学生在获取知识技能、构建知识体系、达成知识目标过程中的情感体验,这种体验就是数学情感。它是学生数学学习过程中的态度,是获得成功时的内心体验和心理感受,更是明确学习动机、激发学习兴趣以及克服困难和探索新知的意志品质,它贯穿于学习活动的始终。数学学习逻辑性、系统性强,要求学生思维严谨、缜密,为了避免学生因枯燥而产生厌烦和畏惧的心理,有些教师常用数学家的事迹、数学趣味故事等灵活多样的方法激发学生的兴趣,把数学情感、数学文化渗透于课堂,以培养学生良好的意志品质、积极的情感态度和严谨的思维习惯,从而使数学课堂更高效,使小学数学教学不仅成为引导学生获得数学知识和技能的过程,也成为学生感受、体验和领悟的过程,更成为对学生情感、态度和价值观进行感染、渗透的过程。
一、利用认知过程进行数学情感渗透
小学数学教学目标的达成有两条主线构成。一条是获得知识和技能(结果)的明线,另一条是大胆质疑、积极探索、取得成功的情感体验(过程),即暗线。这两条线交织在一起,相依共存,互为补充。在教学过程中,认知因素与情感因素密切相关、相互作用,积极的学习情感能够促进知识技能的形成,而知识技能形成的过程中又可升华这种情感体验。如解决“鸡兔同笼”“平行四边形、三角形、梯形的面积计算”等具有严密逻辑性的数学问题,对于年龄小、注意力持续时间短、自控能力差的小学生来说是一个艰难的过程,此时应巧妙穿插学习情感和态度教育,鼓励学生理清学习思路,不怕困难认真思考,采取问题推导的形式,引导学生寻找数量、图形之间的关系,以及相互关系转化,推导出结论,促使学生在“山重水复疑无路”的困难面前,感受到“柳暗花明又一村”的新境界。在此过程中,学生通过独立思考、合作交流等形式,举一反三,不断总结发现解决问题的思路及方法,完成知识的迁移,体验到了成功的喜悦。由此可见,在数学认知过程中,认知与情感相互依存、相互促进、相互发展。在课堂中进行情感渗透,有助于培养浓厚的数学兴趣和良好的思维习惯,为逐步提升学习能力,形成高效课堂打下坚实的基础。
二、通过背景知识进行数学情感渗透
“初步认识数学与人类生活的密切联系并感受数学对人类历史发展的作用,对学生进行数学价值与数学历史发展的渗透。”这是新课标提出的要求,也是高效课堂的需要。通过对数学发展历史的了解,学生可以接触到广泛的数学知识,可以体会到数学在人类发展历史中的作用和价值,可以感受到学好数学知识的重要性。在学习“万以内数的认识”一课时,可以先引导学生了解数字的由来,即原始人用小石子、绳子打结或在树木上刻出划痕表示简单的数概念,当有了10块小石子后,用大一点的物体表示一个十即“逢十进一”。接着引导学生了解文字出现后,记录方法虽然有效但不统一,对于很大的数字记录十分不便,于是发明了罗马数字表示。最后了解公元八世纪印度人发明了只含有1,2,3,4,5,6,7,8,9九个符号的记数法,并且约定数字位置决定数值大小,例如,数字89中8表示8个十,9表示9个一,这一发明被商人带入阿拉伯后称为阿拉伯数字,使用至今成为世界数学的通用语言,恩格斯称它为“最美妙的发明”。又如,在认识“方向”时,结合认识东、南、西、北方位,向学生介绍“指南针”这一背景知识,让学生了解指南针是我国古代四大发明之一,它的出现为人类文明与进步做出了巨大贡献。渗透这些数学背景知识引导学生了解历史,感受古人的聪慧以及对科学知识的追求和向往,增强学生的民族自豪感和求知责任感,激发学生学好数学的自信心,促进学生进一步体会到数学的神奇与价值,使课堂更加高效。
三、挖掘生活素材进行数学情感渗透
数学是为了适应高速发展的现代社会而生成的应用性学科,主要解决现实生活中的各种问题,是一切学科的基础。数学新课标要求,“数学内容要更加生活化”。那些从人们的日常生活中提炼而成数字、图形、符号、公式方便了人们生活,形成了独特的魅力。通过“认识图形”的教学,使学生感受到图形的变化组合丰富了我们的生活,美化了我们的环境。通过“统筹方法”“认识时间”的学习,帮学生初步树立合理安排时间的意识,使学生明白珍惜时间的重要性;通过回收废品的情景教学解决比多比少的问题,通过捐书、买书情景教学解决进位加法问题;通过种树活动情景教学解决除法问题等,这些情景的设计蕴涵着一种思想,把品德教育渗透在具体的数学情景中,通过创设情景,在解决问题的过程中即时对学生进行环保、爱心、安全等思想情感的渗透,促使学生形成健康发展的情感态度。经常在数学活动中进行正面教育引导,能够培养学生树立正确的人生观和价值观,提高学习有效性并以此指导自己的行为,使积极的态度情感成为学生学习的动力源泉。
四、借助典型事例进行数学情感渗透