陳華忠
摘要:學生數學素養(yǎng)的獲得,需要數學文化的滲透。教師應引導學生積極參與數學教學活動,體驗知識的形成過程,從中體會到數學文化的價值,從而實現(xiàn)人文教育與學科教育的優(yōu)化整合,進而培養(yǎng)學生的數學素養(yǎng)。課堂教學中,教師需營造文化氛圍,讓學生感受數學文化;結合教學內容,滲透數學文化;借助數學史,突顯數學文化。
關鍵詞:數學教學;數學文化;數學史;價值
《義務教育數學課程標準(2011年版)》指出:“數學是人類文化的重要組成部分,數學素養(yǎng)是現(xiàn)代社會每一個公民應該具備的基本素養(yǎng)?!苯虒W時,教師應引導學生積極參與數學教學活動,體驗知識形成過程,從中體會到數學文化的價值,從而實現(xiàn)人文教育與學科教育的優(yōu)化整合,進而培養(yǎng)學生的數學素養(yǎng)。
一、營造文化氛圍,感受數學文化
《義務教育數學課程標準(2011年版)》中明確指出:“數學是人類的一種文化,它的內容、思想、方法和語言是現(xiàn)代文明的重要組成部分?!背斯逃械闹R與技能之外,數學教學也需要以“潤物細無聲”的方式詮釋數學文化。
(一)搜集數學家故事,感受數學家的精神
可以引導學生利用課余時間用閱讀課外讀物、上網查找等方式,搜集古今中外數學家的故事。如搜集高斯小時候快速計算1+2+3+4+……+100=?的經典故事,引導學生明白,數學是一種特殊的思維方式,要敢于用創(chuàng)造性思維去解決問題。這樣,也會給學生塑造積極向上的精神榜樣,確立具體的學習目標。
(二)查找數學符號來源,感受發(fā)明的過程
每一個數學符號,它產生的背后都有一段鮮為人知的經歷。教師可以引導學生利用課余時間,查閱相關資料,了解數學符號的發(fā)展歷史,從中體會到數學符號并非枯燥無味的,而是充滿著智慧靈光、閃爍著生命活力的。如乘號(×)的來歷,在公元1613年,英國數學家奧特雷德發(fā)現(xiàn)乘法是相加的意思,但是與相加又有所不同。于是就把“+”號斜過來寫,表示乘法。乘號(×)就產生了。有關數學符號的故事還有很多,數學符號可以引發(fā)了學生對數學的好奇心,讓學生感受到數學的魅力。
(三)借助經典數學故事,創(chuàng)設學習的情境
由于年齡特點,小學生會更多地關注“有趣、好玩、新奇”的事物。因此,學習素材的選取與呈現(xiàn)應當充分考慮到小學生的特點,提供趣味性學習材料,使他們感覺到學習數學是一件有意思的事情,從而愿意學習數學。而創(chuàng)設故事化的情境就是一種非常適合小學生學習的形式。好的學習情境不僅能激發(fā)學生的學習興趣,還能給他們提供學習背景,幫助他們從情境中發(fā)現(xiàn)數學信息、提出數學問題、探究與解決問題,同時也感受到數學文化的價值。數學史就是創(chuàng)設情境時可以利用的一種有效的素材。
在教學“平行四邊形面積計算”一課時,需要利用到“轉化”的數學思想。上課伊始,可以用“曹沖稱象”“阿基米德與皇冠”的故事為導入材料,激發(fā)學生的學習興趣,也為新課做好鋪墊。在教學“雞兔同籠問題”一課時,由于雞兔同籠問題本身就是記載于《孫子算經》中的古代數學趣題,教師可介紹問題的出處與具體內容,并提醒學生:“這個問題流傳了一千五百多年,一定有它獨特的解法,想不想一起來幫古人解決這個問題?”學生自然興趣高漲。在教學“比例的認識”一課時,可以借助《小希帕蒂亞測金字塔》的故事:女數學家希帕蒂亞10歲時,父親帶她去測量金字塔的高度??墒?,金字塔那么高,那么陡,又怎么可能上去呢?但沉思中的小希帕蒂亞在和父親散步時,意外發(fā)現(xiàn)自己的影子和父親的影子重合了,由此,聰明的希帕蒂亞想到了利用身高和影子長度成正比例的方法間接測量金字塔的高度。因為人的身高/人的影子長=金字塔高/金字塔影子長,所以在已知人的身高的條件下,分別測量出金字塔影子的長度和人的影子的長度,就可以很容易的計算出金字塔的實際高度了。
二、結合教學內容,滲透數學文化
數學教學應承擔向學生傳遞數學文化的職責。因此,數學文化的介入,應使數學知識得以縱向延伸、橫向拓展,使數學教學的背景更加豐富和厚重。
(一)結合知識背景,了解數學的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造過程
數學知識的形成都有其深刻的歷史背景,課堂教學中不僅要讓學生獲得知識,而且要讓學生積極參與,了解數學知識形成的過程,并從中有機地滲透數學文化。教學時,教師可以從具體的實例出發(fā),讓學生了解數學的發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造過程。
如在教學“分數加減法”時,可以引入史籍中關于分數的記載??梢詥l(fā)學生:“我國古代有許多關于分數的記載,如春秋時代的《左傳》中,規(guī)定了諸侯的都城大小。其中,最大不可超過周文王國都的三分之一,中等的不可超過五分之一,小的不可超過九分之一。秦始皇時代的歷法中規(guī)定:一年的天數為三百六十五又四分之一?!毒耪滤阈g》是我國一千八百多年前的一本數學專著,其中第一章《方田》里就講了分數的四則運算算法。這說明分數在我國很早就出現(xiàn)了,并且已經用于了社會生產和生活。
通過向學生介紹史籍中的數學知識,把學生的數學眼光引向久遠,感悟數學的來龍去脈,能夠使學生懂得,今天我們所學的知識不是無根之水,無本之源,從而增加他們學習數學的信心。數學作為一門歷史悠久的學科,其本身具有豐富的文化意義,這樣結合知識背景來滲透數學文化,能夠讓學生被古人的智慧所折服,這不是簡單的點綴,也不是膚淺的鏈接,而是與教學進程渾然一體,與學生的活動相得益彰。
(二)結合數字含義,感受數學文化的豐富內涵
在數學課堂教學中,教師要抓住滲透的機會,從數字的含義中,讓學生受到文化的熏陶,從而實現(xiàn)數學的文化教育功能。
如在教學“秒的認識”時,可以讓學生體會1秒的價值:1秒鐘的確很短,短得我們只能快速地走一步,做一個小動作,但是如果我們能好好利用這1秒,它將創(chuàng)造出我們想象不到的價值。你知道嗎?世界上最快的飛機1秒鐘能飛行2600米,坐在這樣的飛機上你才能體會到什么叫做一眨眼就不見了。山峽水電站1秒大約發(fā)電2700千瓦時,相當于300戶家庭1個月的用電量。2006年,我國1秒的產值大約是67萬元,用這筆錢大約可以捐助1000名失學兒童。飛人劉翔以12秒88的成績打破了世界記錄,而他和第二名的差距不足1秒……
在教學中結合數字的含義滲透數學文化,有助于提高學生的人文素養(yǎng)。數學教育本質上就是數學文化的傳承和發(fā)展。教師應挖掘教材中具有數學文化內容的素材,恰當地采用帶有文化氣息的方式去教育學生,引導學生感受古人留下來的數學文化,進而繼承與發(fā)揚。
三、借助數學史,突顯數學文化
人教版《義務教育教科書·數學》中數學史內容的設計模式大致有兩種:“習題引出數學史”和“閱讀材料呈現(xiàn)數學史”,呈現(xiàn)方式只有文字和圖片兩種,形式較為單調。為此,教師在備課時,要深入挖掘教材的文化價值,拓展和豐富數學史的內容,以激起學生的學習興趣。
(一)講述名人故事,培養(yǎng)良好人格
數學史在學生人格的形成過程中能起到一定的啟發(fā)和促進作用。所以,教學時,教師可以適時靈活地穿插介紹相關的數學史及數學家的事跡。
如在教學“圓的周長”一課時,其中有圓周率,教師就可以介紹祖沖之的故事。在教學“探究規(guī)律”時,教師可以適時介紹高斯八歲發(fā)現(xiàn)前n項和公式、陳景潤與哥德巴赫猜想等數學家的事跡,這樣不僅可以為學生點起一盞理想的明燈,而且對學生長遠學習目標的樹立也起著促進作用。數學家那種堅持真理、嚴謹求實的科學態(tài)度,不畏艱難、樂于奉獻的精神氣質,能夠有效地感染學生,激勵學生克服困難、頑強拼搏。學習古今中外的數學成就,能幫助學生認識到數學是有價值的;學習歷史著名數學問題,能幫助學生認識到“數學是一個由問題和解決問題的方法構成的有機整體?!?/p>
數學史與小學數學教學的充分融合是提高學生對數學的宏觀認識、幫助師生樹立正確數學觀的有效手段。
(二)引導古今對比,訓練學生思維
一些數學問題的解決方法經過歷史的發(fā)展已經變得更加簡便與直觀。以“雞兔同籠”這節(jié)課為例,古人所用的“抬腳法”雖然是一種巧妙的好辦法,但對于小學生來說理解起來有一定的難度。教學時,可以采取“假設法”,鼓勵學生用多種方法來解決。通過古今方法的對比,能讓學生體會解題策略的多樣化,學習古人從不同角度分析問題的科學精神。將數學史融入數學教學中,引導學生進行古今對比,不僅有利于向學生滲透數學思想方法,而且也有利于培養(yǎng)學生的數學思維,感受數學的神奇,從而提高學生學習數學的信心。
(三)回歸日常生活,感受應用價值
數學只有真正回到生活中,才能夠顯示其本身的價值和魅力,學生只有回到生活中去利用數學,才能真實地顯現(xiàn)其數學學習水平。
如在教學“比例的意義”一課時,有些學生列舉了生活中美的事物,他們看似無關獨立的個體,其實蘊涵著共性:維納斯與雅典娜的雕像讓我們找到了下半身比全身接近等于0.618的比例;自然中,美的現(xiàn)象和大師創(chuàng)造的許多令人嘆服的建筑和無價的藝術一樣都有一個共同特征,那就是0.618。黃金分割(0.618)被天文學家開普勒稱為“幾何學的一大寶藏”。音樂樂器在黃金分割點位置可以演奏出最動聽的聲音??茖W實驗中求某目標取值的最優(yōu)點時,也采用0.618法(優(yōu)選法)來選擇。在學生感嘆數學的奇妙時,教師可以把話題轉入:比例的由來還可以放眼我國的數學歷史中。它產生于遠古時人們在生產生活中進行的物物交換,我們稱它為“比率”。這樣,學生既領悟了數學史,又學會了知識,還體會了數學的應用價值。
數學是一門歷史底蘊深厚的科學,它深深地影響著人們的思想,滲透在人們的日常生活之中。數學教學應從數學史中汲取養(yǎng)分,來充實教育素材。
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(責任編輯:楊強)