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高中数学中数学文化在数列教学中的渗透

2021-01-12陈锐香

科教创新与实践 2021年24期
关键词:数列数学文化课堂教学

陈锐香

摘要:数学的特殊美感使数学对无数人具有吸引力,在数学的发展中逐渐形成丰富多样的数学文化,对学生的形成和行为产生积极影响,特别是有助于学生实现学习数学的价值,进而培养学生强烈的学习和参与兴趣。数学文化渗透到高中数学课等,可以提高学生掌握数学知识和思维方法的能力,帮助他们形成正确的数学思维。

关键词:数学文化;数列;课堂教学;斐波那契

在新的高考改革中,这个题目结合数学文化,可以称为百花百户,从鳖臑到日冕,从几何到九章算术,从维纳斯身高到故宫台阶级数,不仅考察了学生知识储备水平,而且考察了学生命名、迁移、转化、应用和创新知识的能力。从点到面考查学生的基础知识。本著作试图通过研究学生熟悉的几栏学习方法,分析一系列斐波那契的相关性质和应用,思考这种文化与数学文化结合的教导。

一、数学文化概述

数学文化是一种动态系统,它运用数学方法和精神,将数学科学知识相结合,形成一定的功能。它包含了历史渊源、数学相关知识的产生和发展过程,从文化角度解释了数学的本质、价值和基本素质。数学文化来源于生活实践,也适用于生命实践,生命实践是人们在生产实践中逐渐形成和发展起来的,存在于我们的生活实践中。一般来说,数学语言在数学文化中具有很强的简单性,与日常语言相比,它可以更简洁、更准确地描述一些被公认为世界上唯一通用语言的东西。同时,数学文化的发展相对独立,随着社会的发展和人们认知水平的提高,人们对现有的数学文化有了新的认识,将提出新的问题,正是这一有争议的运动促成了数学文化的不断完善和发展。近年来,数学文化的教育功能和教育价值得到广泛认可和重视,特别是在基础素养教育不断进步的今天,数学教育不仅注重学生知识的学习和应用,而且更加注重学生数学态度、数学思维和数学概念的形成,使学生能够不断发展壮大,为学生的健康发展提供强有力的支持和指导,这就要求对数学的价值和影响进行更有效的博弈。

二、数学文化在数列部分教学中渗透实例

1.以数学文化为纽带,找准思维培养的关键点

数学思维方法的形成是基础知识数学基础性的重要组成部分。数学文化蕴含着丰富的数学思想,然而,数学文化却如一片浩瀚的烟雾,教我们利用其本质特征,在人性化数学思想的起源上,引导学生深入探索,从思维意图的高度去理解和掌握知识的本质。例如,根据数列的等轴回归关系所发现的系列特征,我们使用错位相减方法来总结它。斐波纳契系列从第三个数字开始,每个数字等于前两个数字的总和,即an=an-1+an-2(n≥3),类比错位相减的求和方法,学生很自然地想到通过错位相加进行求和。

数列求和的方法是多样的,对斐波那契数列前n项和的有关性质的探究中,累加法和迭代法是两种求和的通法追根溯源,在探究等比数列求和时,除了利用错位相减法以外,也可根据定义得到a2=a1q,a3=a2q,a4=a3q,…,an=an-1q,累加得a2+a3+…+an=(a1+a2+…+an-1)q,即Sn-an=(Sn-an)q,进而求得前n项和(q≠1),这体现了由数列定义出发进行累加求和的思想方法。

2.数学文化在“等比数列前n项和公式的推导与应用”部分教学中的渗透

在教学"等比数列前n项和公式的推导与应用"方面,教师有義务借助适当的教学实例激发学生学习数学的兴趣,并尝试数学方法,并在使用错位减法时学习数学。同时,了解与总结生活中等比数列的相关问题,推算 前n项 和公式。

首先,在课堂导入环节,引进历史“古印度的国际象棋上放米粒",激发学生参加热情的课堂。老师接着问:"我们是否结合生活实践来确定国王能否履行诺言?”“我们按照每1000粒米40g来算,麦粒的总数为S=1+2+22+23+...+263,大家尝试计算一下这个式子。”

教师继续引导学生分析这一数列:在这个问题中,我们可以将每格放置的麦粒看作是一个首相为1,公比为2的等比数列。要求整个棋盘上米粒的数量就转化为求这个公比数列的前64项的和。为了顺利求解,我们不难发现,在原有数列的基础上都乘以2就可以得到一个新的数列,并且这个新的数列与原数列中有62项是完全一样的,我们就可以对两个数列进行做差处理。S=1+2+22+23+...+263,2s=2+22+23+...+264,2s-s=264-1。所求的结果远远大于1.84×1019,根据我们事先设置的猜想,这些米粒的数量远远大于7000亿吨,与全年米产量60亿吨相比,国王是不可能兑现他的承诺的。

3.以数学文化为依托,确立素养发展的生长点

数学文化是人类智慧的结晶,是数学学科发展和数学思想传播的重要支撑。它包含着多种知识、丰富的数学思想和开放的查询方法,是学生创造性地运用知识、学会在数学思维模式下思考和解决问题的重要媒介。因此,数学文化不仅是教学评价体系的重要组成部分,也是教学主体不可分割的一部分。合理有效地运用数学文化,是学生文化素养形成和培养的重要起点。

与原有的教育材料体系相比,新教材进一步增强了数学文化对人体的渗透力。例如,该研究利用第24届国际数学家大会(即赵爽的玹图)的研究标准,研究等距关系和不平等关系,并实施基本不平等的图形表达。此外,新课程体系更加注重高等阅读和课后公开提问,以"广泛学习"、"阅读与思考"、"研究与发现"、"阅读文献与数学写作"为媒介,拓展了课堂外数学文化的沉浸式,以数学文化为依托,学生创造性地运用知识,学会了解决新问题,思考新的调查领域逐步形成理性思维、发散思维和创新精神,实现思维意识的提高和知识素质的提高。

在数学教学内容上,教学主要有两个方面,一个是知识主线,另一个是文化主线。知识的主线占主导地位,文化的主线是隐藏的,分散在知识的不同部分,被数学知识所隐藏,我们、教师,需要不断发现、挖掘、体验,从知识到其提取。

由于数学文化内涵的丰富,所有与数学文化概念相对应的案例,通常具有多元化的视角。高中数学教师在坚持数学基本知识的同时,负责向学生展示数学的方方面面,培养学生学习数学的兴趣,理解对数学的人道关怀,让学生在社会文化背景下看到和理解数学,让他们领略数学之美,感受数学的严峻性,培养求真性。

参考文献:

[1]冯亮.数学文化知识体现在数列专题中的教学研究[J].数学学习与研究,2019,{4}(03):67-68.

[2]康杉杉.数学文化融入数列教学的策略研究[J].课程教育研究,2018,{4}(46):113.

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