淺談加強數學應用意識與能力的培養

淺談加強數學應用意識與能力的培養

        1．為什么要加強數學應用意識和能力的培養
        1．1　新編《全日制普通高中數學教學大綱》（試驗修訂本）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或相關學科、生產、生活中的數學問題，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。
        1．2　重視數學應用是數學教學改革的需要。加強應用意識是教育改革的需要。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點。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、寓于現實、用于現實，數學教育應該通過具體的問題來傳授抽象的數學內容，應該從學習者所經歷、所接觸的客觀實際中提出問題，然后升華為數學概念、運算法則或數學思想，因此，數學教學必須加強應用意識，才能顯露數學、數學教育的本色。數學知識的應用是近幾年數學教改的熱點，新編高中數學教材把培養學生應用數學的意識貫穿在教材編寫的始終。本書的大部分章節的引入都是從實際中提出問題，并且在每節的例題、練習中增加了大量的聯系實際的內容。如集合與簡易邏輯以運動會參賽人數的計算問題引入；數列以一個關于國際象棋的傳說故事引入；又如指數函數引入：某細胞分裂時由1個分裂成2個，2個分裂成4個------，1個這樣的細胞分裂x次后，得到的細胞個數y與x的函數關系式：   并且在每章后都開設有研究性課題和閱讀材料，如數列中的閱讀材料“有關儲蓄的計算”和研究性課題“分期付款中的有關計算”等，就是為了數學應用意識和能力的培養的需要。
        1．3　數學應用意識和能力的培養也是高考的需要。從考試角度上說，國家從1993年起在高考中正式出現數學應用題，經過多年的摸索，近年應用題在高考試題中又出現加大考查力度，重在考查能力的趨勢，應用題的教學更加成為中學數學教學中的熱點，難點問題。
        1．4　數學應用意識和能力的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有所滲透外，其他的基本上是17世紀以前的代數、幾何內容，現在其他國家高中數學中有重要地位的概率、微積分初步，以及有廣泛應用的向量、統計初步內容，在我國也已列入新教材的內容，因此需要加強學生數學應用意識培養。當今世界，隨著社會的進步，現代科學技術的高速發展帶動了信息時代的到來。 
在這樣一個時代，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和日常生活中所必須具備的技術手段和工具，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，更自覺地指導我們的行動，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。       2．引起中學生數學應用意識和能力差的原因
        2．1　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。數學作為從量的方面處理現實世界中各種關系的科學，當然也要處理有關生產關系的問題。這就是數學的價值。但由于歷史的影響，教師們在過去的教學中過份強調數學的邏輯性、嚴謹性、系統性和理論性，寧可一遍遍地去重復那些嚴謹的數學概念、講授那些主要為解題服務的技巧，卻很少去講數學的精神、數學的價值、數學結論的形成與發現過程、數學對科學進步所起的作用等等內容。這使學生對數學的認識片面化、狹隘化，比如許多學生就認為“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。”
        2．2　用數學的意識差。用數學的意識，簡言之就是用數學的眼光，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，以在體系結構上追求嚴格的理論推導和論述為主的“理論型教材”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其不利的，這是造成學生缺乏、甚至是逐漸喪失應用意識的主要原因。顯而易見，學生在學習與社會實踐中缺乏用數學的自覺自愿，又何從談起用數學解決問題。
        3．如何來培養學生的數學應用意識和能力呢？
        早在100多年前馬克思就指出：“一門科學只有成功地應用了數學時，才算真正達到了完善的地步。”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出16本自然科學和社會科學專著，并定名為“改變世界的書，”其中就有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，其中數學化的定量研究就占了2/3。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》一文中作了精辟的闡釋：“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。 

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