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        數(shù)學(xué)史融入教學(xué)的原則與策略

        2020-09-10 07:22:44衣艷霞
        教學(xué)管理與教育研究 2020年15期
        關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)史原則小學(xué)數(shù)學(xué)

        衣艷霞

        摘要:中華民族五千年文明源遠(yuǎn)流長(zhǎng)、歷久彌新。而數(shù)學(xué)作為我國(guó)古代的六藝之一,千百年來(lái),經(jīng)過(guò)歷代數(shù)學(xué)家的傳承和發(fā)揚(yáng)光大,時(shí)至今日,已經(jīng)形成了集代數(shù)學(xué)、幾何學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)、運(yùn)籌學(xué)等多個(gè)分支。在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)史,能夠激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情,提高學(xué)生的審美能力,深入解讀數(shù)學(xué)的文化價(jià)值,培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣,讓更多學(xué)生踏入神奇的數(shù)學(xué)空間,解密更加深?yuàn)W的數(shù)學(xué)理論。

        關(guān)鍵詞:數(shù)學(xué)史 小學(xué)數(shù)學(xué) 原則 策略

        從古至今,數(shù)學(xué)領(lǐng)域涌現(xiàn)了諸多名家,如我國(guó)的劉徽、祖沖之、楊輝、趙爽等,國(guó)外的阿基米德、哥德巴赫、恩格爾等。是這些名家的集體智慧共同鑄就了豐富多彩的數(shù)學(xué)空間。因此,教師應(yīng)將數(shù)學(xué)史融入教學(xué)過(guò)程,讓小學(xué)生與這些數(shù)學(xué)名家的理論親密接觸,聆聽(tīng)數(shù)學(xué)家的勵(lì)志成才故事,進(jìn)而產(chǎn)生學(xué)習(xí)熱情,為學(xué)好數(shù)學(xué)注入源源不斷的精神動(dòng)力。

        一、歷史導(dǎo)入,價(jià)值突顯

        數(shù)學(xué)是歷史最悠久的文化學(xué)科之一,它承載了國(guó)內(nèi)外無(wú)數(shù)名家的辛勤勞動(dòng)與孜孜付出。其中,我國(guó)古代數(shù)學(xué)家所創(chuàng)造的數(shù)學(xué)成就與輝煌在世界數(shù)學(xué)史上留下了濃重一筆。因此,數(shù)學(xué)教師在傳授數(shù)學(xué)史的過(guò)程中,首先應(yīng)圍繞我國(guó)的數(shù)學(xué)發(fā)展史以及古代數(shù)學(xué)名家的主要功績(jī),使學(xué)生在領(lǐng)悟數(shù)學(xué)起源故事的同時(shí),產(chǎn)生愛(ài)國(guó)主義熱情,將數(shù)學(xué)課堂轉(zhuǎn)變?yōu)閻?ài)國(guó)主義教育。

        1.引述古人智慧,正向價(jià)值引領(lǐng)

        數(shù)學(xué)知識(shí)經(jīng)過(guò)幾千年的演變、發(fā)展,才逐步自成體系,其發(fā)展歷程與小學(xué)數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程一樣,都是由淺及深。因此,教師在講述數(shù)學(xué)史的過(guò)程中,首先從簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)知識(shí)講起,再逐步深入和滲透,以滿足小學(xué)生的好奇心,吸引小學(xué)生的關(guān)注。

        以算盤為例。教師可以通過(guò)投影屏幕展示算盤的起源與發(fā)展史:“算盤是中國(guó)傳統(tǒng)的計(jì)算工具,是中國(guó)人在長(zhǎng)期使用算籌的基礎(chǔ)上發(fā)明的。在阿拉伯?dāng)?shù)字出現(xiàn)前,算盤在全世界得到廣泛使用。算盤的來(lái)歷可以追溯至公元前600年。當(dāng)時(shí)的算盤叫作算板,古人將10個(gè)算珠串成一組,一組組排列好,放入框內(nèi),然后撥動(dòng)算珠進(jìn)行計(jì)算。其實(shí),在算盤出現(xiàn)之前,古人一直使用小木棍進(jìn)行計(jì)算。但是,這種方法在計(jì)算大數(shù)時(shí)就會(huì)受到嚴(yán)重限制。因此,古人運(yùn)用聰明才智發(fā)明了算盤。到了我國(guó)明朝時(shí)期,珠算不僅能夠計(jì)算加減乘除法,而且還能計(jì)算土地面積以及各種形狀實(shí)物的大小?!碑?dāng)算盤的發(fā)展史介紹完畢后,小學(xué)生不僅對(duì)古人產(chǎn)生仰慕之情,同時(shí),也升華了個(gè)人的愛(ài)國(guó)情感,對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣。

        2.契合數(shù)學(xué)知識(shí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力

        數(shù)學(xué)史是我國(guó)歷史長(zhǎng)河當(dāng)中的一顆璀璨明珠,在小學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)課堂灌輸數(shù)學(xué)史,滿足新課改對(duì)素質(zhì)教育的要求。因此,教師在滲透我國(guó)數(shù)學(xué)發(fā)展史的同時(shí),必須兼顧數(shù)學(xué)史的實(shí)用性與針對(duì)性,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力為著眼點(diǎn),并結(jié)合數(shù)學(xué)教材,這樣能收到事半功倍的教學(xué)效果。

        比如,在教學(xué)“正負(fù)數(shù)概念”的知識(shí)點(diǎn)時(shí),教師事先了解正負(fù)數(shù)的發(fā)展史,并將視頻資料與文字資料傳給學(xué)生。“我國(guó)的正負(fù)數(shù)可以追溯至三國(guó)時(shí)期,當(dāng)時(shí)的學(xué)者劉徽建立了負(fù)數(shù)的概念,并且在《九章算術(shù)》當(dāng)中第一次給出了區(qū)分正負(fù)數(shù)的方法。在公元206年以及公元1261年,東漢的劉烘與宋朝的楊輝對(duì)正負(fù)數(shù)加減法則的論述,都與《九章算術(shù)》的說(shuō)法一致。而我國(guó)元朝的朱世杰除了明確給出了正負(fù)數(shù)同號(hào)、異號(hào)的加減法則外,還給出了關(guān)于正負(fù)數(shù)的乘除法則。而國(guó)外在正負(fù)數(shù)領(lǐng)域的研究要追溯到628年的古印度。而歐洲直到1629年才首先認(rèn)識(shí)到使用負(fù)數(shù)解決幾何問(wèn)題?!庇纱丝梢?jiàn),我國(guó)的正負(fù)數(shù)研究比歐洲早了一千多年。通過(guò)講述正負(fù)數(shù)的發(fā)展史,學(xué)生能夠感受到作為中國(guó)人的驕傲,進(jìn)而產(chǎn)生學(xué)習(xí)動(dòng)力,增強(qiáng)學(xué)好數(shù)學(xué)的自信心。

        二、原著引用,古今相融

        目前,數(shù)學(xué)史在小學(xué)數(shù)學(xué)教材中占據(jù)著較小比重,一些生澀難懂的古代數(shù)學(xué)題目也很少出現(xiàn)在教材當(dāng)中。針對(duì)這種情況,數(shù)學(xué)教師應(yīng)利用業(yè)余時(shí)間,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)收集一些古代數(shù)學(xué)原著,并選擇一些具有代表性的題型與數(shù)學(xué)問(wèn)題發(fā)送給學(xué)生。這樣,學(xué)生能夠?qū)W到原汁原味的數(shù)學(xué)理論與數(shù)學(xué)習(xí)題,產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣。

        1.借用現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論,解開(kāi)古代數(shù)學(xué)謎團(tuán)

        諸多數(shù)學(xué)名家所創(chuàng)造的數(shù)學(xué)理論是以文言文的形式公布于世。如果教師采取平鋪直敘的方法,直接引用古代的數(shù)學(xué)理論,無(wú)益于小學(xué)生及時(shí)消化和吸收。這就需要數(shù)學(xué)教師借助古文翻譯平臺(tái),將文言文轉(zhuǎn)化為白話文,然后借助現(xiàn)代數(shù)學(xué)理論,驗(yàn)證古代數(shù)學(xué)理論的說(shuō)法是否正確。通過(guò)這種方法,再一次證明我國(guó)古代人民的聰明才智,讓學(xué)生將古代與現(xiàn)代的數(shù)學(xué)理論有機(jī)融合到一起,做到古為今用。

        比如,在學(xué)“圓的認(rèn)知”時(shí),教師可以將《墨子·經(jīng)上》中關(guān)于圓的概念展現(xiàn)在學(xué)生面前。原文是:“圜,一中同長(zhǎng)也?!边@里的“圜”就是圓的意思。然后,教師將這句話翻譯成現(xiàn)代白話文:“圓是從中心到周界各點(diǎn)有相同長(zhǎng)度的圖形?!币簿褪钦f(shuō),圓的外圍的每一個(gè)點(diǎn)到圓心的距離是相等的。這是古人對(duì)圓的定義。接下來(lái),為了驗(yàn)證這一數(shù)學(xué)理論的正確性,教師可以對(duì)現(xiàn)代數(shù)學(xué)中圓的概念進(jìn)行闡述,即“圓是一種幾何圖形,指的是平面中到一個(gè)定點(diǎn)距離為定值的所有點(diǎn)的集合。這個(gè)給定的點(diǎn)稱為‘圓的圓心’;作為定值的距離稱為‘圓的半徑’。當(dāng)一條線段繞著它的一個(gè)端點(diǎn)在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周時(shí),它的另一個(gè)端點(diǎn)的軌跡就是一個(gè)圓”??梢?jiàn),古今關(guān)于圓的概念如出一轍。通過(guò)這種方法,學(xué)生能夠領(lǐng)略到古代數(shù)學(xué)理論的原版內(nèi)容,不僅增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí),開(kāi)闊了視野,而且將古代與現(xiàn)代的相關(guān)數(shù)學(xué)理論結(jié)合到一起,深化了數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

        2.引入古代習(xí)題,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

        近年來(lái),國(guó)內(nèi)外數(shù)學(xué)學(xué)術(shù)界不斷推陳出新,按照現(xiàn)有的數(shù)學(xué)理論,開(kāi)發(fā)各種類型的數(shù)學(xué)習(xí)題。一時(shí)間,數(shù)學(xué)題型數(shù)不勝數(shù)。但是,過(guò)度強(qiáng)調(diào)多做數(shù)學(xué)題,而忽略了少而精的做題原則,無(wú)益于提高小學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力。面對(duì)這種情況,數(shù)學(xué)教師應(yīng)將數(shù)學(xué)史中的一些典型題型引入課堂,讓學(xué)生產(chǎn)生新鮮感,激發(fā)學(xué)生的做題欲望,這對(duì)提高學(xué)生的解題能力大有幫助。

        比如,在我國(guó)的《孫子算經(jīng)》當(dāng)中,就記載著這樣一道經(jīng)典的雞兔同籠題型?!敖裼酗敉猛\,上有三十五頭,下有九十四足,問(wèn)雉、兔各幾何?”如果將這道題翻譯成現(xiàn)代漢語(yǔ),意思就是“雞兔在同一個(gè)籠子里,有35個(gè)頭,94只腳,問(wèn)雞和兔子各有多少只”。當(dāng)學(xué)生面對(duì)這道古老的應(yīng)用題時(shí),立即產(chǎn)生解題興趣。類似的古代數(shù)學(xué)題型不勝枚舉。比如,我國(guó)的另一經(jīng)典數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》當(dāng)中,就記載著大量的小學(xué)數(shù)學(xué)習(xí)題。教師在教學(xué)過(guò)程中循序漸進(jìn)地?cái)X取古代數(shù)學(xué)史精華,對(duì)快速提高學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)能力起到促進(jìn)作用。

        三、勵(lì)志經(jīng)典,汲取養(yǎng)分

        數(shù)學(xué)史的發(fā)展歷程蘊(yùn)含著國(guó)內(nèi)外無(wú)數(shù)先人的智慧結(jié)晶。他們勵(lì)精圖治,克服當(dāng)時(shí)的種種困難,經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次失敗才取得了最后的成功??梢哉f(shuō),這些數(shù)學(xué)名家的勵(lì)志精神也是當(dāng)代小學(xué)生應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)的。因此,可以將數(shù)學(xué)名家的成長(zhǎng)故事或數(shù)學(xué)理論的研究過(guò)程傳授給學(xué)生,以凈化學(xué)生心靈,引導(dǎo)學(xué)生努力學(xué)好文化知識(shí),長(zhǎng)大以后成為棟梁之材。

        1.講述研究歷程,引發(fā)學(xué)生共鳴

        在小學(xué)數(shù)學(xué)教材中,多數(shù)數(shù)學(xué)概念、定理都是古人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的摸索和反復(fù)實(shí)踐而得到的真理,數(shù)學(xué)教師應(yīng)選擇一些具有代表性的數(shù)學(xué)理論,向?qū)W生講述該數(shù)學(xué)理論背后的故事。這樣一來(lái),學(xué)生能夠了解和掌握更多的數(shù)學(xué)史,同時(shí),以古為鑒,汲取古代數(shù)學(xué)名家身上的閃光點(diǎn),為學(xué)好數(shù)學(xué)知識(shí)注入精神動(dòng)力。

        比如,到目前為止,利用計(jì)算機(jī)技術(shù),圓周率π已經(jīng)計(jì)算出小數(shù)點(diǎn)后的10萬(wàn)億位。但是,多數(shù)學(xué)生對(duì)祖沖之當(dāng)年鉆研圓周率的過(guò)程并不了解。這就需要教師利用多媒體教學(xué)設(shè)備,將收集的關(guān)于祖沖之與圓周率的故事播放出來(lái)。祖沖之生于429年的南北朝時(shí)期,距今已有1500多年。由于過(guò)去的數(shù)學(xué)研究工具簡(jiǎn)陋,祖沖之與兒子祖暅為了計(jì)算圓周率的準(zhǔn)確數(shù)值,需要收集大量的算籌(小木棍),這在當(dāng)時(shí)的歷史背景下,已經(jīng)是一項(xiàng)非常艱難的工作。但是,父子二人堅(jiān)持不懈,最終推算出圓周率的不足近似值(朒數(shù))3.1415926和過(guò)剩近似值(盈數(shù))3.1415927,指出圓周率的真值在盈、朒兩限之間。通過(guò)講述祖沖之與祖暅的故事,激勵(lì)學(xué)生好好學(xué)習(xí),豐富了學(xué)生的學(xué)識(shí),拓寬了知識(shí)視野。

        2.敢于猜想創(chuàng)新,探究數(shù)學(xué)奧秘

        人民教育家陶行知先生曾說(shuō)過(guò):“敢探未明的新理,即創(chuàng)造精神;敢入未開(kāi)化的邊疆,即開(kāi)辟精神。創(chuàng)造時(shí),目光要深;開(kāi)辟時(shí),目光要遠(yuǎn)??偟膩?lái)說(shuō),創(chuàng)造、開(kāi)辟都要有膽量。培養(yǎng)創(chuàng)造力,以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造的民主和民主的創(chuàng)造,解放眼睛,敲碎有色眼鏡,教大家看事實(shí)。解放頭腦,撕掉精神的裹頭布,使大家想得通?!睆倪@席話當(dāng)中可以看出,在學(xué)習(xí)的道路上,只有敢于猜想、敢于創(chuàng)造、敢于創(chuàng)新,才能獲得真知。因此,教師在講述數(shù)學(xué)發(fā)展史的過(guò)程當(dāng)中,應(yīng)選擇能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力與創(chuàng)新力的經(jīng)典名人故事,為學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)知識(shí)提供堅(jiān)實(shí)保障。

        比如,在1742年6月7日,哥德巴赫寫(xiě)信給歐拉,提出了著名的哥德巴赫猜想:隨便取某一個(gè)奇數(shù),如77,可以把它寫(xiě)成三個(gè)素?cái)?shù)之和,即77=53+17+7;再任取一個(gè)奇數(shù),如461,可以表示成461=449+7+5,也是三個(gè)素?cái)?shù)之和;461還可以寫(xiě)成257+199+5,仍然是三個(gè)素?cái)?shù)之和。由此可以得出,任何大于5的奇數(shù)都是三個(gè)素?cái)?shù)之和。1742年6月30日,歐拉給哥德巴赫回信:這個(gè)命題看來(lái)是正確的,但是歐拉給不出嚴(yán)格的證明。這里的“素?cái)?shù)”指就是質(zhì)數(shù)。這個(gè)數(shù)學(xué)猜想震驚了當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)界。但是,這一理論直到現(xiàn)在未得到證實(shí),也未受到數(shù)學(xué)界的質(zhì)疑。由此可見(jiàn),數(shù)學(xué)知識(shí)博大精深。想要解開(kāi)更多的數(shù)學(xué)謎團(tuán),就需要向哥德巴赫學(xué)習(xí),針對(duì)某一個(gè)數(shù)學(xué)定理、論斷、概念大膽猜想,敢于創(chuàng)新實(shí)踐,哪怕結(jié)果是錯(cuò)的,也要始終保持鍥而不舍的精神信念。只有這樣,才能將數(shù)學(xué)知識(shí)學(xué)好、吃透。

        四、結(jié)語(yǔ)

        學(xué)好數(shù)學(xué)知識(shí)不僅要學(xué)生熟練掌握教材內(nèi)容,也需要了解相關(guān)的數(shù)學(xué)發(fā)展史,在數(shù)學(xué)史當(dāng)中汲取知識(shí)養(yǎng)分,挖掘數(shù)學(xué)知識(shí)精髓,深入體會(huì)和感悟數(shù)學(xué)史的文化價(jià)值,將千百年傳承下來(lái)的數(shù)學(xué)鉆研精神發(fā)揚(yáng)光大,解開(kāi)數(shù)學(xué)領(lǐng)域更多的求解之謎。

        參考文獻(xiàn)

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