陳世美
【摘 要】 數(shù)學是一門神圣而美麗的學科,我們除了要講定理、公式和例題,更應該講授這些定理是如何被發(fā)現(xiàn)的,從而重現(xiàn)數(shù)學創(chuàng)造的真實過程,通過數(shù)學史,剖析數(shù)學與文化之間的互動關系,從大量的數(shù)學故事中反映了數(shù)學的文化內涵。
【關鍵詞】 數(shù)學史 ?小學數(shù)學 ?實施策略 ?融入 ?探究
在小學階段,學生不喜歡數(shù)學主要有三個原因:第一,從小就發(fā)自內心排斥數(shù)學,認為數(shù)學是枯燥無味的數(shù)字,只要會基本的計算就可以,數(shù)學不像語文實用性那么高,對數(shù)學不感興趣;第二,部分學生不喜歡數(shù)學不是一開始就不喜歡,而是隨著時間的推移,數(shù)學越來越抽象,學習數(shù)學越來越吃力,慢慢地就由主動學習數(shù)學變成被動學習數(shù)學;第三,缺乏學習數(shù)學的信心,缺乏主動思考,都是由老師講解被動接受,遇到不會解的題就日積月累積壓著,時間久了就失去了學習數(shù)學的樂趣。培養(yǎng)對數(shù)學的興趣有一條捷徑,那就是數(shù)學歷史的學習。數(shù)學歷史的學習可以為學生提供更多的適合他們學習的素材,能促使其全面發(fā)展,提高他們學習數(shù)學的興趣。
一、課堂教學有效融入數(shù)學史
(一)有利于激發(fā)學生的學習興趣
興趣是最好的老師,興趣是學生學習的動力,學生對感興趣的事物會樂此不疲地主動學習。看著枯燥無味的數(shù)學公式和例題,學生往往提不起興趣,教師可以講授這些定理是如何被發(fā)現(xiàn)的,數(shù)學家通過何種方法推導出這樣公式以及如何去解決這些問題,如此一來,一方面可以有效豐富數(shù)學課堂,促進課堂的有效性;另一方面也能激發(fā)學生的興趣,提升學生學習數(shù)學的積極性。
比如教學《4的乘法口訣》,如果直接讓學生背誦乘法口訣,勢必會讓孩子覺得枯燥并且產生抵觸心理,但是如果教師能夠介紹九九乘法口訣的歷史,早在春秋戰(zhàn)國時代,我國就有了《九九歌》,就是現(xiàn)在使用的乘法口訣。在古書《荀子》《管子》里,都有有關《九九歌》的記載。介紹完后教師可以將乘法口訣與音樂節(jié)奏相結合,讓學生體會九九乘法口訣表的簡潔性和節(jié)奏感,相信學生學習的的興趣就會被大大提高了。
(二) 有利于拓展學生的知識面
數(shù)學史可以從數(shù)學文化中體現(xiàn)出來,數(shù)學文化可以讓學生感受數(shù)學美,學習數(shù)學不能只是單純地接受知識,應該讓學生知道知識的由來,使學生知其然,更知所以然。所以拓展學生了解數(shù)學教材中必要知識點的來龍去脈顯得十分重要。課本中有很多的知識點是有據(jù)可引的。比如歐幾里得的《幾何原本》中介紹了三角形內角和以及進一步系統(tǒng)論述的黃金分割,是有關黃金分割的最早的著作?!犊律痴摗肥堑聡挠嬎隳苁謥啴敚坷锼褂?524年所寫的,還有《孫子算經(jīng)》中雞兔同籠問題的解決方法以及現(xiàn)在所用的代數(shù)符號,都是這一時期出現(xiàn)的。在數(shù)學發(fā)展中,不斷豐富的數(shù)學工具:算盤、計算尺、計算器,微分分析機……讓學生在學習教材中的數(shù)學知識中,愛上數(shù)學,形成數(shù)學史觀。
(三) 有利于培養(yǎng)學生的愛國情操
數(shù)學的原始對象是數(shù)和形,古代的數(shù)學基本上圍繞數(shù)和形這兩個主題來發(fā)展的。古代各個民族經(jīng)歷了極為漫長的道路才達到現(xiàn)在的記數(shù)和計算方法。在這方面,中國在世界上是遙遙領先的。中國發(fā)展的一套算法和數(shù)學十分先進,也十分實用。中國的《九章算術》《周髀算經(jīng)》《四元玉簽》《數(shù)書九章),在人類數(shù)學史上有著舉足輕重的地位。秦九韶的同余式和同余式組的解法;華羅庚的“華氏定理”和陳景潤的“哥德巴赫猜想”等等。學生在數(shù)學課堂中學習的不僅僅是數(shù)學知識,更重要的是在數(shù)學課中愛國情懷得以升華。
二、在小學數(shù)學課堂中磁入數(shù)學史的實施
(一) 融入數(shù)學史,揭示新課學習內容
“良好的開始是成功的一半”,通過在數(shù)學課堂導入部分融入數(shù)學歷史文化,引導學生進入美妙的數(shù)學神奇世界中,讓學生從枯燥、無趣、呆板的數(shù)學知識傳授境況中脫離出來,加深他們對知識點的關注。
比如人教版義務教育四年級下冊數(shù)學廣角問題《雞免同籠》,可以以古代的原題解說進行引入:
1. 通過微課視頻播放有關雞兔同籠古文
師:看了剛才的微課,你從中得到哪些數(shù)學信息?有什么想說的?
師:中國有上下五千年的底蘊,關于古代數(shù)學名著有很多,記載著很多有趣數(shù)學問題,剛才觀看的微課視頻就是根據(jù)《孫子算經(jīng)》中記載的內容進行整合錄制。
課件出示課本主題圖
師:孩子們,誰能翻譯一下這段古文?
師:這是今天要學習的雞兔同籠問題(板書課題)。
再比如人教版五年級下冊數(shù)學《分數(shù)的意義》,課始階段引導學生學生了解分數(shù)產生的背景和過程,“分數(shù)的產生”教材設計了插圖,引導學生發(fā)現(xiàn)古人度量物體長度時遇到的困惑 ,古人用一根打了結的繩子測量石頭的長,每兩個結之間的一段表示一個長度單位,測量石頭的長度有三段多一些,古人提出疑問:剩下的不足一段怎么記?這時激發(fā)了學生想幫古人解決計數(shù)問題的欲望,提高了學生的學習興趣。
(二) 融入數(shù)學史,立足教材拓展延伸
在小學數(shù)學教學中,教師要以數(shù)學教材為基礎,對數(shù)學教材深入挖掘,尋找與學習內容相關的數(shù)學史料,這樣更好地實現(xiàn)數(shù)學史和數(shù)學課堂教學的完美融合,為數(shù)學課堂增添精彩。
比如人教版六年級下冊數(shù)學《負數(shù)》這一課,在小學階段,負數(shù)這一個全新的數(shù)學概念 對于六年級學生來說,是一個覺得簡單又覺得有些模糊不清的概念,要讓小學生在真正理解正、負數(shù)的意義上有一定的困難。教師要尋找盡可能多的有關負數(shù)的數(shù)學史料,要尋找承載負數(shù)本質意義而又具體直觀的教學模型,由直觀形象地認識負數(shù)提升到抽象認知負數(shù),注重溝通負數(shù)和0之間的關系,以避免對以后的學習造成認知障礙。當學生學會用數(shù)學符號表示相反意義的量后,教師在此融入負數(shù)數(shù)學史做個小結:為了表達這種具有相反意義的量,早在三國時期,我國數(shù)學家劉徽在建立正負數(shù)的概念上有著重大的發(fā)現(xiàn),不但定義了正、負數(shù),他還提出了區(qū)分正、負數(shù)的方法。
(三)融入數(shù)學史,探究解決數(shù)學問題方法
數(shù)學史的引入,不是單純地嫁接及移植,特別在探索數(shù)學解決問題的時候,教師在備課時,要根據(jù)學生的基本情況,認真思考整理古代數(shù)學中的概念、思想和方法,根據(jù)必要的內容,針對數(shù)學史深入挖掘、提煉、創(chuàng)造和升華。從而將提取的數(shù)學文化知識落實到課堂教學中,結合活動探索展現(xiàn)出來,讓學生親身體驗古人對這些內容的研究過程,嘗試著用古人的方法去解決一些數(shù)學問題。如人教版五年級下冊數(shù)學《三角形的面積》,在引導學生探究三角形面積的時候,融入古代的割補法,介紹我國古代數(shù)學家劉徽利用出入相補原理來計算平面圖形的面積,所謂“出入相補”原理就是把一個圖形分割、移補,面積保持不變,來計算出它的面積。
在教學《三角形的面積》時,教材呈現(xiàn)的是將三角形轉化成學過的平行四邊形,將新知識轉化成舊知識,由于學生有推導平行四邊形面積的活動經(jīng)驗,三角形的面積公式就不再給出學生對話的提問,而是讓學生自主探索。此時結合教材96頁有關古代三角形面積計算方法,教師可以引導學生用剪拼或折的方法進行推導。比如三角形的面積的割補法有以下幾種:
方法一(圖略):畫出三角形底邊上的高,連接三角形的兩條邊的中點剪開,拼成學過的平行四邊形,看圖引導發(fā)現(xiàn)拼成的平行四邊形與三角形的各部分的聯(lián)系,板書如下推導過程:
平行四邊形的面積 =底 ?× ?高
↓ ? ? ? ↓ ? ? ?↓
三角形的面積 =底 ?× ?高÷2
方法二(圖略):畫出三角形底邊上的高,連接三角形的兩條邊的中點剪開拼成長方形,看圖引導發(fā)現(xiàn)拼成的長方形與三角形的各部分的聯(lián)系,板書推導過程(略)。
方法三(圖略):畫出三角形底邊上的高,連接三角形的兩條邊的中點剪開,拼成長方形,看圖引導發(fā)現(xiàn)拼成的長方形與三角形的各部分的聯(lián)系,板書推導過程(略)。
方法四(圖略):折疊的方法,看圖引導發(fā)現(xiàn)拼成的長方形與三角形的各部分的聯(lián)系,板書推導過程(略)。
教師與學生一起探討割補法后,給學生進行說明小結,割補法是我國古代幾何學的特色之一,這樣學生帶著滿滿的興趣和極高的好奇心學習探究新知識,為學生接下來學習立體圖形指明了方向,提供了學習立體圖形的方法和經(jīng)驗。
(四)融入數(shù)學史,課堂小結
數(shù)學是一幅浩瀚壯麗的史詩,是燦爛的人類歷史中最光輝和最悠久的一頁。對于小學生來說,有的數(shù)學史知識過于深奧,所以不必太過長篇大論去強調,而應該幫助學生理解數(shù)學的精神。小學數(shù)學課堂終究應該以學習數(shù)學知識為目的,因此可以在課堂小結時融入數(shù)學史。如《確定位置—數(shù)對》這一課,課堂小結時,教師課件播放笛卡爾的故事,通過介紹觀察蜘蛛,發(fā)現(xiàn)如果在兩條直線互相垂直的情況下,相交的這個點可以用兩個數(shù)表示,這兩個數(shù)就表示出了到這兩條直線的距離,所以就用這兩個數(shù)表示這個點的位置。這樣就確定了位置,這是第一次用數(shù)形結合的方式把代數(shù)與幾何聯(lián)系了起來。
(五)樹立學習信心時,融入數(shù)學史
縱觀歷史,我們發(fā)現(xiàn)數(shù)學家們堅持真理、不畏權威、堅持不懈、努力追求的精神,激勵著每一個喜歡數(shù)學的人砥礪前行。小學課堂上,通過教師講述數(shù)學家的成長歷程,介紹數(shù)學家在攻克世界難題或者面對數(shù)學時的敬畏之情,不僅使學生學習數(shù)學的方法上得到全新的體會,也幫助學生正確對待學習過程中的錯誤與困難,對樹立他們學習數(shù)學的自信心十分重要。比如我國著名的數(shù)學家華羅庚,想辦法一邊做事養(yǎng)家,一邊學數(shù)學,他向老師借來了幾本數(shù)學書,每天都要花十來個小時去鉆研那些借來的數(shù)學書,有時還會半夜起床記錄數(shù)學難題的解法。這樣的名人還有很多,牛頓、歐拉……這些數(shù)學家刻苦鉆研、鍥而不舍的品質激發(fā)我們創(chuàng)造和進取的精神。
每一個數(shù)學老師都應該掌握豐富的數(shù)學知識,了解相關數(shù)學知道的歷史背景,才能引導學生用數(shù)學的眼光去學習數(shù)學知識感悟生活中的數(shù)學,才能讓學生不斷發(fā)現(xiàn)數(shù)學的價值并享受學習數(shù)學所帶來的快樂。當然,每節(jié)數(shù)學課都有明確的教學目標,在小學課堂中融入數(shù)學史是為了更好地實現(xiàn)教學目標,切記潛移默化,適可而止,不可喧賓奪主。
參考文獻
[1] 錢麗.讓數(shù)學史走進小學數(shù)學課堂[J].江蘇教育,2008(10).
[2] 梅濤.數(shù)學史作用于數(shù)學教學的案例研究[D].武漢:華中師范大學,2007.
[3] 理查德·曼凱維奇.數(shù)學的故事[M].三亞:海南出版社,2014.
[4] 陳佳麗.淺析數(shù)學史對小學數(shù)學課堂教學效率的影響[J].考試周刊, 2017(056).