南昌大学数学文化课程的建设与实践报告

南昌大学数学文化课程的建设与实践

朱传喜、黄先玖等1一、数学文化类课程的建设二、数学文化类课程的教学实践三、体会与建议21、课程设计的理念与思路

2、教学方法与手段的设计

3、师资队伍的建设一、数学文化类课程的建设3随着科学技术的迅猛开展，数学已经被广泛应用到社会的各个领域，成为社会开展的重要推动力。但是，在传统的数学教学中往往是一堆公理、定理的集合，许多符号、公式的记忆，数学教育遵循“记忆公式——执行算法——得出答案〞的模式，忽略了数学的文化性、实践性、经验性、创造性等丰富的内涵，削弱了数学课程本身所具有的创新培养、思想净化和文化再造等诸多教育功能。1、课程设计的理念与思路

4我校自2005年秋季开始开设数学文化类课程，已经讲授了6轮。本着全面提高大学生的数学素质、文化素质和思想素质的理念，从身边的数学、数学典故和数学问题出发，讲授数学方法、数学思想和数学精神。让学生把多年来学习的数学知识上升到观点、精神、方法、思想的层次上，又从文化和哲学的角度反观数学开展中的规律；让学生了解相关数学问题的实际背景和“创造过程的斗争,挫折,以及在建立一个可观的结构之前,数学家所经历的艰苦漫长的道路〞。1、课程设计的理念与思路

5通过介绍前人积累，创造，开展的数学知识，并回忆前人锲而不舍探求真理的艰辛历程，介绍数学文化的丰富内涵，使学生通过学习，汲取数学科学内在的精神，领悟数学的思想和方法，使学生在学习数学知识的根底上，进一步领会数学科学的真谛，并自觉地运用数学科学的精神，思想和方法来指导，帮助或改进自己的学习，工作和生活。1、课程设计的理念与思路

6?数学文化?以培养学生的数学素质为目标。在本课程教学中，我们一方面是继承和发扬传统的教学方法的合理成份，以课堂教学为主要方式，另一方面辅以专题讲座和学生报告的形式组织教学。通过讲授与讲座相结合、老师教授与学生报告相结合等灵活多变的教学方法进行教学。另外，教学过程中还针对不同层次、不同专业的学生开展灵活多变的教学方式，采用分层次教学，因班施教，因人施教，使学生获得最大的收益。2、教学方法与手段的设计

7对数学专业的学生大一上学期开设学科导论课，每周2课时，每周安排一位具有博士学位的老师介绍自己所研究的方向目前的开展和研究现状。对文科专业本科生开设必修课“大学文科高等数学〞，主要从数学文化的角度着重传授数学思想与数学精神,而不过多地要求具体的数学知识和逻辑推理。开设了数学文化方面的校公共选修课，采用的教材，是教育部高教司组编的大学生文化素质教育丛书?数学文化?〔张楚廷著〕和高等教育出版社出版的?数学文化?〔顾沛编著〕。课程的任务是讲授数学的思想、精神和方法，探讨数学与人文的交叉。2、教学方法与手段的设计

8由2005年的1-2位老师上课开展到今天的8位老师上课，教师队伍从人数上有了很大的改观。如今的8位老师中有教授1人，副教授4人，讲师3人，其中5人具有博士学位，3人具有硕士学位。1人为国家级教学名师，40岁以下的教师有6位，梯队结构合理。3、教师队伍的建设91、分层次开设数学文化类课程2、将数学文化融入大学数学课堂教学3、举办数学文化专题讲座二、数学文化类课程的教学实践10数学系大一本科生开设学科导论课。在每届新生入学的第一个学期，对新生开设学科导论课。每周安排一位具有博士学位的老师给新生上学科导论课，主要介绍自己所研究的方向目前的开展和研究现状，从事该方向的研究所要用到的根底知识，该方向的研究成果对数学的以后开展可能具有的影响等等，以培养学生的学习兴趣和鼓励学生的学习积极性。该课程的开设对学生确立今后的奋斗目标和规划未来的人生具有巨大的帮助，同时也具有一定鞭策作用和指导意义。1、分层次开设数学文化类课程11全校文科专业本科生开设必修课“大学文科高等数学〞基于文科学生的数学根底较差和应用数学工具时机不多的特点,我们主要从数学文化的角度着重传授数学思想与数学精神,而不过多地要求具体的数学知识和逻辑推理，在大一的上学期开设此课程。1、分层次开设数学文化类课程12全校学生开设了数学文化方面的选修课为了增进非数学专业学生对数学文化的了解和提高他们的数学素养，针对全校学生开设了数学文化方面的选修课，如?数学史选讲?,?数学文化选讲?等。选课时每次都爆满，选课学生普及全校所有专业。1、分层次开设数学文化类课程13实行团队授课，由课题组的老师轮流给学生上课，有专门的数学文化教材，同时辅以身边的数学，使得学生更好地了解数学科学与人类社会开展之间的相互作用，了解数学的成长和发生、开展的规律，了解数学家们怎样从数学的角度认识客观世界以及数学材料中所蕴含的数学思想、数学观点、数学思维、数学方法等根本的数学文化内容，了解数学的开展是与人类文化密切相连的。1、分层次开设数学文化类课程14由于学生必须在大二的下学期才能选修全校公共选修课，所以，我们就将数学文化课的教育融入到大学数学课堂教学中。具体做法是：结合学生专业介绍数学与其所学专业的联系，特别是讲授一些数学在其专业中的具体应用，让学生深刻体会到数学是有用的。讲述国际数学大师的事迹，用数学家的伟大精神鼓舞学生，使学生们体会数学在人类社会开展历史中的重要意义和作用。

2、将数学文化融入大学数学课堂教学15我们学校本科生开设了理工类高等数学、经济类高等数学、文科高等数学和医学高等数学，实行分类别“融入〞，如医学高等数学中在讲授微分方程及其应用这一章时就专门增加了医学中的数学模型的内容，介绍肿瘤的生长模型〔指数模型、Logistic模型和Gompertz模型〕,药物动力学模型〔屡次快速静脉注射、静脉滴注、口服给药〕，流行病学模型等等，从提出问题、建立模型到求解模型，学生都非常感兴趣。2、将数学文化融入大学数学课堂教学16我们先后邀请了南开大学的顾沛教授、山东大学的刘建亚教授、北京大学的张恭庆院士，美国Oklahoma大学的魏诗曙教授等为全校学生作数学文化类的学术报告。3、举办数学文化专题讲座172007年10月23日，我们邀请了国家教学名师、南开大学数学学院顾沛教授在我校作了题为“漫谈数学文化〞的学术报告。在报告中，顾沛教授通过具体形象的例子从不同的角度表达了数学文化和素养的魅力。生动的讲述了芝诺悖论与无限、哥尼斯堡七桥问题等，从海岸线的长度问题引出分形与混沌。3、举办数学文化专题讲座18192021年4月23日，我们又邀请了美国俄克拉荷马州立大学的魏诗曙教授在我校作了题为“天人合一之数学奇观与老子哲学观〞的学术报告。魏教授从一个全新的视觉来展示我们的数学思想，“万物负阴而抱阳，一阴一阳引出数学中的存在和不存在定理；“万物皆有气，万物皆在气化中进行〞而引出微分几何中的流行。魏教授引经据典，旁征博引，给我们展示了老子哲学里面蕴含的数学思想。魏教授还强调：数学和哲学是同一件事，除了数学还要学习到其他学科，才能把数学学好。哲学是一种艺术，一种想法，了解了就能找到自己的风格。3、举办数学文化专题讲座202021年6月5日，我们邀请了国家教学名师、长江学者、博士生导师、山东大学数学学院院长刘建亚教授在我校作了题为“数学文化〞的学术报告。主要介绍了数学、文化、数学作为文化，数学文化人四个方面的内容。在报告中，刘建亚教授首先以图片的形式，通过与其他学科进行比较，说明了数学的地位。接着他指出数学是在公理体系之上逻辑生长的,并且生动地向大家展示不同公理体系之上生长不同的数学，数学与哲学、数学与自然科学的关系。数学文化中生动的讲述了芝诺悖论、毕达哥拉斯的烦恼。3、举办数学文化专题讲座21222021年10月12日，我们又邀请了国际著名数学家、第三世界科学院院士、中国科学院院士、国家级教学名师张恭庆院士为全校师生作了题为“谈数学职业〞的学术报告，张院士从数学的本质、数学的根本特征、数学开展的趋势、数学教育的重要性、当代社会对数学家的需求以及中国青年数学家的使命等方面为大家做了精彩报告。他把数学公式比作“一幅美丽的画〞，他将庞大的数学系统看做“一件优美精致、天工人代的艺术杰作〞，他说“数学就是一个获取知识的重要手段〞。走近大师，听他讲述他与数学剪不断的情结，南昌大学广阔师生感受到的是大师对数学的挚爱和崇敬，以及他对于数学研究事业的执着和坚守。3、举办数学文化专题讲座232425课题组成员屡次为本科生做“数学与文化〞、“数学的美〞和“数学的思想和方法〞等方面的专题讲座。2021年9月18日，朱传喜教授在南昌大学举办的定期讲坛“前湖之风〞活动中，作了题为?科学女王〔数学〕的魅力?的报告。朱教授以生动、幽默的语言并结合实例把数学在自然科学中的地位作了深入浅出的阐述。报告的效果得到了校领导的肯定和好评。听众在报告之余，情不自禁地感慨数学逻辑之严谨，数学内涵之精深，数学文化之璀璨。3、举办数学文化专题讲座2627通过这几年的教学实践，效果很好，在文化素质教育上发挥了明显的作用。特别是数学文化公选课的开设，受到学生极好的评价，选课学生在文化素质上得到明显提高。2021年9月获批国家级教改工程“南昌大学数学文化课程的建设与实践〞，该工程是“全国大学数学教学研究与开展中心〞设立的5个课题之一。虽然有少数学生是抱着“赚〞学分的态度来选修这门课的，但更多的同学却因为选修了这门课而改变了他对数学这门课的看法，特别是偏文科专业的学生。还有同学因为跟着同班同学来听了一次课后想改选这门课的，也有没有选修这门课却一直来上课的。三、体会和建议28数学文化给学生带来的不仅仅是数学命题、数学方法、数学问题和数学语言等知识性成分，而更多的是数学思想、数学意识、数学精神等内容。通过数学文化背景的介绍激发了学生学习数学的兴趣，尊重数学家的劳动，学习数学家的刻苦钻研精神，懂得了数学知识的应用价值。在数学文化课程中讲述数学历史事件、历史过程、历史故事有利于激发起学生的创新意识，培养学生的探索精神。充分挖掘数学文化中所蕴含的创新价值，有利于鼓励学生敢于质疑、勇于创新，创造性地解决各种问题，培养学生的创新意识和探索精神。1、体会29数学文化的意义不仅在于知识本身和它的内涵，还在于它的应用价值源于生活，其理论的核心局部都是在人类社会的生产、生活实践之中开展起来的；但是数学又高于生活，数学理论是对现象本质规律的高度抽象概括和数学化。数学文化课的开设使数学通过文化层面让学生进一步理解数学、喜欢数学、热爱数学。1、体会30关于教学内容：多数学生感兴趣的往往是数学史和数学家的故事，往往注重数学知识或者史实而并不想深究其内涵和实质。如何选取教学内容,使得既切合学生的期望又到达本课程的根本目的。我想最好能有比较适用的教材或者相近的内