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高职高专数学教育中的学习文化

时间:2022-11-24 19:20:07 教育整顿 来源:网友投稿

作者简介:顾忠生(1964-),男,云南曲靖人,本科,中教高级职称,云南职业技术学院,研究方向:工程数学与应用。

摘 要:数学文化是生产科技文化重要组成部分。精神思想文化的一个重要内容就是心理文化。心理文化的内涵之一表现为数学思维方式,数学思想方法,数学统一性原则。

关键词:数学文化;心理文化;生产科技文化

中图分类号:G652文献标志码:A文章编号:2095-9214(2016)02-0136-01

“文化”一词,我们几乎每个人都要提到它。在我们的教育领域,“文化教育”是一个很大的范畴。笔者在这里主要从“数学文化”的特点结合高职高专的数学教育目的,以及高职高专的教育的特殊性,结合自己多年的教育实践,阐述一下高职高专数学教育观点,与同行们共勉。

文化是一个非常广泛的概念,不少大家从各自不同的学科的角度来界定文化的概念,至今没有一个满意的定义。比较认可的“广义文化”界定:人类历史发展过程中,所创造的物质财富与精神财富的总和。从表现形式分为两种,一种是生产科技文化,另一种就是精神思想文化。内部结构看又可分为,物质文化,制度文化,心理文化(包括思维方式)。从人的角度则表现为广泛的知识面和根植于内心的修养。

数学是自然科学,其特点:①是追求一种完全正确,可靠的知识;②数学具有简单性,深刻性,统一性;③数学可以自我反思,自我完善;④广泛的应用性为其它学科服务。这是数学的四大特点,人类文化最重要的一种是生产科技文化,数学文化是生产科技文化重要组成部分。精神思想文化的一个重要内容就是心理文化。心理文化的内涵之一表现为数学思维方式,数学思想方法,数学统一性原则。

高职高专数学教育目的是:学以致用,提高素质。多年来受学校教育的影响,一般人认为数学是工程师,金融学家、科学家才有用一系列技巧和方法。导致很多人对数学偏见,厌恶。因此导致我们的数学课堂出现为了学分学习,缺泛一种激情和向上的动力。见于此笔者就怎样设计数学学习文化提出几点意见。

其一,高职高专的数学课程属于高等数学范畴,主要是极限,导数,微积分在其它学科当中的应用。但在教材中,淡化了高数严格的理论推证系统。从某种意义上讲是合理的。建议上完极限以后,提出问题:高等数学与初等数学主要区别在哪里?

公元前五世纪,芝诺发表了最著名的阿基里斯悖论,他提出乌龟在阿基里斯1000米处开始,阿基里斯的速度是乌龟的10倍,比赛开始后,阿基里斯1000米用时间t,乌龟领先100米,当阿基里斯跑完下一个100米,乌龟领先他10米,当阿基里斯跑完下一个10米,乌龟领先1米……芝诺认为阿基里斯可以继续逼近乌龟,但当决不可能追上它。

这个问题困扰人类上千年,直到十八世纪瑞士数学家欧拉发表著名的《无穷小分析引论》,阿基斯悖论才得于彻底解决。数学分析的历史表明,很多变化状态的比较复杂的变量,都可以转化成一种简单而又重要的变量,即“无穷小量”我们常常把变量理论称为“无穷小分析”。

回答上面问题,用“无穷小分析法”(极限法)得到的数学成果为高等数学,否则就为初等数学,以后的导数,微分、积分都是“无穷小分析”的产物。

其二,历史上第二次数学危机——数学的自我完善

微积分,这一锐利无比的数学工具为牛顿,莱布尼兹共同发现。这工具一问世,就显示出它非凡的威力。许多疑难问题利用这一工具,变得易如反掌,但不管是牛顿还是莱布尼兹所创立的微积分理论,都是不严格的。两人的理论都是建立在无穷小分析之上的,但是他们作为基本概念的无穷小量的理解与运用都是混乱的。遭到不少人的攻击。经过很多人的努力,主要是柯西用极限法定义了无穷小量,微积分理论完善——体现了数学可以自我完善的强大功能。

数列极限的定义:对于数列{an},如果存在一个常数A,无论预先指定多么小的正数ε,都能在数列中找到一项an,使得这一项后面的所有项与A的差的绝对值都小于ε,即n>N时|an-A|<ε恒成立,常数A叫做数列{an}的极限,记为n→∞,an→ A,极限的定义抽象难以理解,但有一点是学生是容易接受的,那就是|an-A|<ε因ε可以任意小,就说明n→∞时,an无限趋近于A,例n→∞,1n→0但是学生往往把极限理解成“近似值”即n→∞,An≈0这是对极限的极大歪曲,原因在于把“趋近”与“无限趋近”混为一谈。

其三,麦克斯韦方程组——把数学分析方带进了电磁学研究领域。

麦克斯韦诞生前半个多世纪,法拉第发现电磁感应现象于1831年发表了电磁感应定律,是电机、变压器设备的主要理论基础,还有库仑、奥斯特、安培都做出了重要贡献。

几十年过去了,实验室中的电,无法成为市电,是什么原因呢?

实验没有借助数学的力量,麦克斯韦全面审视了库仑定律,法拉弟定律把数学分析的方法带进电磁学的研究领域,由此导致麦克斯韦电磁理论诞生——麦克斯韦微分方程组建立。从此以后“市电”走入千家万户。这就是数学作为生产科技文化重大意义所在。

还有复数中的应数最早让人们觉得没有实际意义,随着电磁理论发展,人们发现没有复数就没有电学,没有电学就没有现代文明。武汉大学数学博士齐民友先生著有《数学与文化》有一句发人深省的议论“一种没有相当发达的数学的文化是注定要衰落的,一个不掌握数学作为一种文化的民族注定是要衰落的”。

(作者单位:云南能源职业技术学院)

参考文献:

[1]齐民友.数学与文化.大连理工大学出版社,2008.

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