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摘要:也許我國古代的算籌是世界上最早使用的符號之一,起源于商代的占卜。我們現今所使用的大部分數學符號都是到了16世紀后才被發明出來的。在此之前,數學是用文字書寫出來,這是個會限制住數學發展的刻苦程序。現今的符號使得數學對于人們而言更便于操作,但初學者卻常對此感到怯步。文章發表在《北方環境》上,是數學職稱論文發表范文,供同行參考。
關鍵詞:數學,應用意識,應用能力
數學邏輯專注在將數學置于一堅固的公理架構上,并研究此一架構的成果。就其本身而言,其為哥德爾第二不完備定理的產地,而這或許是邏輯中最廣為流傳的成果。現代邏輯被分成遞歸論、模型論和證明論,且和理論計算機科學有著密切的關聯性。
一、為什么要加強數學應用意識和能力培養
1.新編《全日制普通高中數學教學大綱》對數學作了如下的解釋:“數學是研究空間形式和數量關系的科學,數學能夠處理數據、觀測資料、進行計算,推理和證明,可提供自然現象和社會系統的數學模型。”這就決定了數學不僅是從事生產、生活、學習、研究的基礎,而且是一門解決實際問題的工具。高中數學的學習目的之一,就是培養學生解決實際問題的能力,要求學生會提出、分析和解決帶有實際意義數學問題,使用數學語言表達問題,進行交流,形成應用數學的意識和能力。
2.重視數學應用是數學教學改革的需要。在世界范圍內,面向21世紀的數學教育改革正在深入發展,加強數學的應用是這場改革的一個明顯特征。數學是現實的數學,它屬于客觀世界,屬于社會,數學教育應該是現實的數學教育,應該源于現實、用于現實,數學問題應該通過具體的問題來傳授抽象的數學內容。
3.數學應用意識和能力培養也是時代的需要。過去我們的高中課程內容陳舊,理論要求偏高,知識面窄,必學內容中除集合思想滲透有數學應用意識外,其他的都沒有。現在隨著課程改革以及信息時代的到來,數學出現了技術化的傾向,它的全方位滲透。
正日益轉化為人們在生產生活中所必須的技術手段和工具,社會對數學應用的需求和數學的社會化功能,是當今時代的一個突出的特點,站在新世紀的數學教育的角度討論高中的應用題,可以更加深化我們的認識,更自覺的指導我們的行動,因此,強調數學的應用是未來社會的需要,是我們數學教育工作者義不容辭的責任。
二、中學生數學應用能力差的原因
1.對數學的價值認識不足
“科學技術是第一生產力”,科學技術的基礎是應用科學,而應用科學的基礎是數學。這一論述揭示了數學在生產力中的巨大作用。數學不僅是從量的方面處理現實世界中各種關系的科學,也是處理有關生產關系的科學。
但由于歷史的影響,教師們在過去的教學中過分強調數學的邏輯性、嚴謹性、系統性、理論性,寧可一遍遍的去重復那些嚴謹的數學概念、講授那些為解題服務的技巧,卻很少講數學的精神、數學的價值、數學的結論形成和發現過程、數學對科學進步所起到的作用等內容。這使學生對數學的認識片面化、狹隘化,許多學生就認為“數學不過是一些邏輯證明和計算”,甚至認為“數學只是一個考試科目”。
2.數學應用意識差
數學應用意識,簡單的說就是用數學的眼光,從數學的角度觀察事物、闡釋現象、分析問題。
我國舊的數學教育內容的選擇,由于受蘇聯模式的影響,在體系結構上追求嚴格的理論推導和論述為主的“理論教材”占多數。課程內容的選擇在極大程度上反映了數學應用的程度和水平,理論型教材對實施數學應用教育是極為不利的,這是造成學生缺乏、甚至是逐漸喪失應用意識的主要原因。
3.數學能力弱(不善于建立數學模型)
數學課中要培養學生數學應用意識和能力,數學的建模是關鍵。由于學生的閱歷有限,對應用問題的背景不熟,所以難以從中構建出數學模型,阻礙了對實際問題的解決。許多學生不能從眾多的文字、數據中排除數據的干擾,抓不住問題的關鍵,這就限制了學生的數學建模。
三、培養學生數學應用意識和能力的方法
1.拓展對數學的認識,讓學生懂得數學的價值,提高學生學習數學的興趣
早在100多年前馬克思就指出:“一門科學只有成功的應用了數學時,才算真正達到完善的地步。”這一科學論斷在這100多年的社會發展和科技進步中得到進一步的驗證。美國學者道恩斯從浩瀚的書海中選擇了16本自然科學和社會科學專著,并定名為“改變世界的書”,其中有10本直接應用了數學。
美國另一位學者在一份報告中又列舉了1900—1965年世界范圍內社會科學方面的62項重大成就,其中數學化得定量研究就占了23。對數學的這些應用,華羅庚教授于1959年5月在《人民日報》上發表的題為《大哉,數學之為用》一文作了精辟的闡釋:“宇宙之大,粒子之微,火箭之速,化工之巧,地球之變,生物之謎,日用之繁”等各方面,無處沒有數學的貢獻。
教學中向學生介紹以上這些內容,其效果應該比介紹某一數學理論重要。
我們要使學生對數學有一個較為全面、科學的認識,不僅要認識到數學中有計算,有邏輯,對提高人的邏輯思維、空間想象能力都有好處,而且要讓學生認識到數學的產生和發展與生活密切相關,數學來源于實踐,應用于實踐;數學與人的生活質量和工作效率息息相關;數學為其他學科的建立和發展提供了條件和基礎、方法和思想;數學是人類文化的重要組成部分。
2.通過“數學建模”的活動和教學,把培養學生應用數學的能力落到實處
要突出數學應用,就應站在構建數學模型的高度來認識并實施應用題教學,要更加強調如何從實際問題中發現并抽象出數學問題,然后試圖用已有的數學模型來解決問題,最后用其結果來闡釋這個問題,這是教學一種“實際—理論—實際”的策略。它主要側重于從實際問題中提出并表達數學問題的能力,運用并初步構建數學模型的能力,對數學問題及模型進行變換劃歸的能力,對數學結果進行檢驗和評價、闡釋和處理的能力。
3.實施“問題解決”形式教學,培養學生應用意識和解決應用問題的能力
(1)按“問題解決”形式設計教學過程
在“提出問題”階段,教師的作用是創設問題情境,而問題的設計是關鍵,它要符合學生可接受、易產生探索欲望的原則,激發起學生的探索興趣。在“分析問題”階段,教師要從觀念和方法的層次上去啟發學生,鼓勵學生探求思路,克服困難,進行獨立的探究,展開必要的討論和交流,在探索的過程中培養毅力和堅韌不拔的精神。
在“解決問題”的階段,教師引導學生落實解答過程,把能力培養和基礎知識、基本技能的學習結合起來,使學生感到成功的喜悅并樹立學習的自信心。在“理性歸納”階段,教師要引導學生對問題的解答過程進行檢驗、評價、反饋、歸納、小結,并結合問題解決的過程進行學法指導,而學生要通過理性歸納形成新的認知結構,學會學習,并不斷提出新的問題,培養進取心和創造精神。
(2)可改造課本上的課例、習題為“問題解決”的形式
我們可以改造課本上一些常規性題目,比如:把條件、結論完整的題目改造成只給出條件,先猜結論,在進行證明;或給出多個條件,首先需要收集、整理、篩選以后才能求解或證明,打破條件規范的框框;也可以給出結論,讓學生探求條件等等。
中學生能夠應用所學數學知識去解決一些實際問題,這對中學生素質訓練有著極其重要的意義。他們學習數學、喜愛數學,學會用數學知識解決問題,這不僅能克服對數學的厭學、怕學現象,而且能激發他們學好數學的內部動力。我們應該把培養學生的能力放在實處,使每個學生的數學應用意識和能力在各自的基礎上有長足的進步,這是我們教育工作者的職責和長期任務。我們要做好數學應用教育研究,提高數學教育水平和效率,開創數學教育新局面。
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