开设“浙江数学家的故事”选修课的体验

时间:2022-03-05 09:46:32 阅读:

内容摘要:2012年起浙江高中课程改革,较大幅度地减少必修课程,增加选修课程,由此带动全省选修课程的开发,作为

2012年起浙江高中课程改革,较大幅度地减少必修课程,增加选修课程,由此带动全省选修课程的开发,作为一名数学教育工作者,首先想到如何提升中学生的数学文化素养,因此立足浙江实际与数学教育现状,开发了“浙江数学家的故事”选修课程。

1 为什么要开发这门选修课程?

浙江有许多知名的数学家,其中苏步青、陈省身、陈建功、钱宝琮、姜立夫、谷超豪教授更是国内外著名的数学大家,他们对中国数学科学的发展作出杰出的贡献,这是浙江人的骄傲,也是浙江后代人传承的资本,浙江的教育界承担着一种责任,如何让浙江的中学生继承和发扬光大前辈数学家的精神,通过选修课程的学习,让中学生了解浙江数学家的生平事迹,激发青少年立志成材的动力,培养中学生的数学文化素养,了解一些数学分支情况及其内在的数学知识框架,让学生了解数学分支的研究对象、研究方法等最基本的内容。

如果站在国际数学教育的平台上,审视一下我们现在的“学生”,大多数只能被称为“考生”,与国外同类学生比较,可能缺少的地方就是主动地去了解数学知识的全貌,去理解全面的数学知识的态度,而仅仅满足于了解一个个数学知识片段(掐头去尾的部分),通过数学家的故事了解数学分支,了解数学知识的基本框架,即使中学生不能深入了解数学概念的内涵,但至少可以从宏观上了解数学的知识架构,正像一座建筑,人们可能并不了解其内部的细节,但从结构上可能已经欣赏到它的结构美!

2 这门选修课程开设哪些内容?

这门选修课程共两部分,一部分介绍6位数学大家的生平故事,以及他们给后人留下的学习精神;另一部分介绍中学生在高中阶段接触到的数学分支的基本内容,下面是具体章节目录:

第一章 浙江数学家的故事

1.1苏步青教授的故事

1.2陈省身教授的故事

1.3陈建功教授的故事

1.4钱宝琮教授的故事

1.5姜立夫教授的故事

1.6谷超豪教授的故事

第二章 中学数学分支简介

2.1初等代数

2.2平面几何

2.3立体几何

2.4解析几何

2.5三角学

2.6概率论

2.7统计学

2.8微积分

以上内容不仅可以了解数学家的巨大贡献,学习数学家的治学精神,而且丰富了中学生的数学文化素养,与此同时,对数学分支内容有一个大概的了解,为进一步深造明确学习方向,为选择大学和专业提供参照。

3 如何进行这门选修课程教学?

3.1文本与视频同步教学

对于6位数学大家,不仅介绍其生平简历,科学奋斗的一生,而且通过视频生动地再现他们的生活、学习、工作的全貌:其中苏步青、陈省身、谷超豪教授在网络上有较多的视频资料可以利用。

案例1 在“1.2陈省身教授的故事”的第一节课上,老师通过文本简单介绍陈教授所经历的奋斗不息的一生,精彩光辉的一生,然后布置一份开放性作业,请学生通过家中电脑网络了解陈省身教授的事迹;在第二节课上,老师由网络视频信息中选择“大师——陈省身”与全体同学一起观看,视频中,华东师大张奠宙教授通过10年的“陈省身传”的撰写过程,介绍陈省身教授光辉的一生。

然后介绍其中作者了解的一些故事:

(1)视频中,陈省身教授对张奠宙教授说,传记中要介绍国内的三个朋友:华罗庚、吴文俊、胡国定,可见陈省身教授对三位教授的深情厚谊;

(2)张奠宙教授花了十年时间撰写了“陈省身传”,通过平凡而伟大的一生经历,为后人研究、学习陈教授的精神提供了大量的史料;

(3)1985年陈省身教授创建了“南开数学研究所”,同年,作者的弟弟从南开大学数学系保送进南开数学研究所,随后由南开数学研究所公派出国,留学美国至今;

(4)1985年作者跟随中国科技大学的拓扑学教授走进中国科大水上报告厅,曾聆听了陈省身教授在中国科大水上报告厅的一次讲座,目睹了国际数学大师的风采;

(5)陈教授一生参与组建的三个数学研究所:中央研究院数学研究所,美国科学院普林斯顿数学研究所,中国南开大学数学研究所,陈省身教授把它们比喻成自己的三个孩子,可见他倾注了一生的心血,特别是南开数学研究所,10年举办了11届大型的学术年会,为我国培养了一大批数学方面的优秀人才:

(6)陈省身教授把学习中的吴文俊安排在图书馆工作,一年后,对吴文俊说“看别人的书就是欠前人的债”,使吴文俊最后认识到“看别人的书和自己动脑筋是两种不同性质的脑力劳动,一个是方向,一个是思想方法的转变”;

(7)陈先生留给后人许多精神与思想:“数学有些工作需要重复,然后才能求精,才能创新”,“数学好玩,数学让我快乐!”这些值得后人深思与借鉴!

(8)2001年国庆节前,浙江宁波奉化中学百年校庆之际,作者代表学校前去祝贺,聆听了国际著名数学教育家张奠宙教授在奉化中学校庆上的报告会,他两次提到浙江绍兴柯桥中学的余继光老师提出的“用数学眼光看世界”的观念很新,值得研究与推广。

3.2点评与感悟同步体验

案例2 在“一代名师——苏步青教授”的视频中,有许多经典的关于苏教授年轻时的求学方法与办学方法。

(1)苏老在留学日本初期,为了尽快地提升日语会话水平,跟着房东上菜市场,在菜市场环境下学习日语会话,这一学习方式对当今中学生有很好的借鉴作用;

(2)苏老在论文答辩过程中,面对严厉而尖刻的老师,面试前作了充分准备,面试时不给面试老师更多提问的机会,反客为主,连续不断地将自己准备好的观点展示出来,使面试老师无法插嘴,这对于现阶段的学生今后将要面对的面试是非常值得借鉴的;

(3)苏老在大学里组建“大学数学研讨班”来培养数学精英,中学里组建“数学研究性学习小组”来提升中学生的数学研究素质,层次不同,但方向一致;

(4)苏老在教学与科研中严格要求学生,培养了数学界的四代高徒,如谷超豪、李大潜等院士;

(5)苏老解放前在浙江大学数学系工作,50年代院系调整后在复旦大学工作,他要求学生掌握基本功,如徒手画直线等,对学生严格认真,一丝不苟。

案例3 谷超豪的“人生几何学几何”中有许多生动有趣的故事。

(1)传承于苏步青教授与陈建功教授两位大师的谷超豪一生从教60余年,承担过数学与物理多门学科教学与研究,如双微(微积分、微分几何)、流体力学等;

(2)培养的学生中有9名科学院的院士,其中李大潜与洪家兴是下一代的传承者;

(3)从浙江大学到复旦大学,其间,1988年到中国科技大学担任校长,既在教学科研上不间断,又在管理上成功办学与育人;

(4)做学问要认真严谨,写论文要一篇比一篇质量更好,对学生严格要求,一丝不苟;

(5)在复旦大学举办数学讨论班,既有名气又有人气,坚持几十年,一代传一代,一届传一届,学风和研究风气保持不变;

(6)谷先生对自己用两句诗“人生几何学几何,不学庄生殆无边”作总结,发人深思,催人奋进。

案例4 六位浙江数学大师构成一个数学领域前赴后继的群体。

六位数学大师之间千丝万缕的传承关系:

(1)年龄最长的姜立夫是南开大学数学系创始人,陈省身、江泽涵、吴大任等是他的学生;

(2)由姜立夫介绍,1925年钱宝琮到南开大学数学系任教授,1928年任浙江大学教授,陈省身、江泽涵、吴大任等也是他的学生;

(3)1929年陈建功受邵裴之校长之聘任浙江大学数学系主任,1931年陈教授建议校长请来苏步青并担任数学系主任,这样两位在日本获得理学博士的学者走进浙江大学;

(4)1943年谷超豪考入浙江大学龙泉分校,后成为苏步青的得意弟子,也是陈建功教授的学生;

(5)苏步青教授与陈建功教授一起在浙江大学创立了国内的“微分几何学派”。

六位数学大师的经历与奋斗过程给我们的一个重要启示是,学术研究要形成一个共进式和阶梯式的群体,一代一代的传承,一代一代的发扬光大,在教学过程中,通过一个个鲜活的人物“故事”,引导学生学习数学的兴趣与力量,增加学生的数学文化素养。

3.3开发与拓展同步实施

对数学分支的基本了解采用老师的文本讲解与学生的网络学习相结合的方法:

案例5 微积分

研究对象:微积分是研究微分学、积分学和无穷级数的一个数学分支;

研究内容:内容包括极限、微分学、积分学以及它们的应用,极限是整个微积分的基础;

研究基本工具:极限方法是整个微积分的基本方法;

研究方法:以直代曲的思想,无穷小思想,逼近思想是研究方法的精髓;

开放性作业:通过百度百科“微积分”,了解微积分的概述、起源、历史、简史,特点运用,计算方法等,写一篇关于“微积分”文化背景的小文章(500字)。

对于中学生的数学分支介绍,除了上述基本了解之外,主要是围绕着学生的置疑而展开或拓展,如有学生注意到涉及导数、积分等概念的数学除了有“微积分”、“高等数学”,还有“数学分析”,它们有何区别呢?对于中学生的这个问题如何回答呢?

第一,它们的研究对象基本相同,主要研究函数的性质与状态;

第二,它们的研究深度有所不同;

第三,它们适应的对象不同,微积分一般适合于文科大学生,数学分析适合于理科大学生,特别是数学专业的大学生。


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