趙君艷
《義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)》中強調(diào)數(shù)學是一種文化,是現(xiàn)代文明的重要組成部分。數(shù)學文化能夠幫助教師分析學情,預測學生可能遇到的學習難點,有助于教師掌握重難點。設計教學活動時,應從學生的實際和認知水平出發(fā)來進行教學設計,并在適當?shù)臅r機啟發(fā)學生思考,促進學生順利掌握知識。同時,數(shù)學文化融入教學設計也有利于落實立德樹人的根本任務,實現(xiàn)學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。在一個教學過程中,導入、新授、練習、總結、布置作業(yè)這五個環(huán)節(jié)是必不可少的。新課改背景下,數(shù)學文化的價值不再是單純附加數(shù)學歷史或數(shù)學故事,而是在廣闊的數(shù)學文化中尋找獨特、合適的元素,將其準確地應用于教學過程中,切實地為教師所用。
一、導入環(huán)節(jié)設置情境
導入是教學的開端,精彩的導入可以激活整個課堂。在導入環(huán)節(jié),數(shù)學文化能夠幫助教師極大地調(diào)動學生的學習積極性和注意力,激發(fā)學生的好奇心和學習興趣,使教學順其自然深入下去;同時,能夠重點突出地向?qū)W生揭示本節(jié)課要學習的主要內(nèi)容,拉近學生與數(shù)學之間的距離,讓教學輕松活潑起來。教師必須充分利用導入環(huán)節(jié),進行數(shù)學文化的加工,創(chuàng)設情境,引發(fā)學生的疑問;或講述有趣的故事,激發(fā)學生的興趣;或制作微視頻,開闊學生視野。
例如“角的初步認識”一課,導入環(huán)節(jié)是教師讓學生在身邊尋找“角”,從中抽離出“角”這一圖形,使學生感受到生活中處處有“角”?!罢J識長方體”一課,在導入環(huán)節(jié)教師介紹立體幾何的起源,并展示幾幅基于立體幾何圖形進行創(chuàng)作的繪畫作品,讓學生感受到數(shù)學的歷史深度和文化底蘊。
二、新授環(huán)節(jié)多元融入
新授環(huán)節(jié)是教學設計的主體環(huán)節(jié),也是最重要的環(huán)節(jié),同樣,新授環(huán)節(jié)是數(shù)學文化融入的重要環(huán)節(jié),教師可以采用多元的內(nèi)容、多樣的方法進行數(shù)學文化的融入。
第一,讓學生經(jīng)歷知識的產(chǎn)生和發(fā)展。教材中呈現(xiàn)的是結論,是“一棵樹”,如果學生看不到知識的產(chǎn)生過程,就會影響學生對知識的理解。數(shù)學文化就是這片“森林”,學生通過了解數(shù)學文化,能夠看到知識的內(nèi)在邏輯,看清知識的本質(zhì)。教師既可以直接講授數(shù)學歷史,也可以設計學生的自主探究活動,讓學生親身還原或體驗數(shù)學的產(chǎn)生與發(fā)展過程。數(shù)學文化的豐富內(nèi)涵為教師尋找探究活動的任務和問題提供了更多參考。如“圓的面積”一課,學生通過以前所學的知識,能夠自然地想到將圓切割后拼成其他圖形來研究。教師可以設計小組合作探究環(huán)節(jié),再加以指引,引導學生一步步地重構劉徽的“割圓術”、開普勒的策略、《九章算術》中的“半周半徑相乘得積步”,得出圓的面積計算公式。
第二,讓學生了解數(shù)學在生活中的廣泛應用。數(shù)學與科技、藝術、人文、建筑、商業(yè)等方方面面都有著密切的聯(lián)系。教師在教學設計中無形或有形地體現(xiàn)數(shù)學文化的應用,不僅豐富了課堂內(nèi)容,也能提高學生的學習積極性,真正讓學生感受生活中處處有數(shù)學,處處用數(shù)學。買東西離不開算數(shù),科技中更是充滿了嚴謹?shù)臄?shù)學知識,甚至藝術中也充滿了數(shù)學,比如達·芬奇的《蒙娜麗莎的微笑》正是在構圖中用到黃金分割比例的知識,才使畫作更具美感。
第三,讓學生了解數(shù)學中的精神。教師可以通過數(shù)學文化的融入,給教學設計增添人文色彩,同時也潤物無聲地影響著學生的價值觀念,提升核心素養(yǎng)。古今中外的數(shù)學家都為數(shù)學的發(fā)展做出了不朽的貢獻,例如“算籌”“微數(shù)”“楊輝三角”“斐波那契數(shù)列”等,讓學生了解數(shù)學家們在做出杰出貢獻的背后所付出的努力和艱辛,這對于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和百折不撓的奮斗精神具有非常重要的意義。再例如讓學生了解我國古代的一些數(shù)學成就,當時我國數(shù)學在世界取得領先地位,為世界數(shù)學的發(fā)展創(chuàng)造了偉大的價值,這能在學生心里種下了一顆熱愛祖國的種子。
三、練習環(huán)節(jié)增加趣味
練習環(huán)節(jié)也是數(shù)學文化融入的一個好的環(huán)節(jié),同時也是教師容易忽視的環(huán)節(jié)。練習環(huán)節(jié)顧名思義就是學生對知識進行鞏固訓練,不斷強化學生的正確認知,形成數(shù)學思維和解決問題的能力。如果教師給出的都是一些計算“0.8×5”“圓的半徑是3米,計算圓的周長”之類的題目,學生難免會感到枯燥乏味,練習環(huán)節(jié)的有效性就降低了。而數(shù)學文化的融入,正好可以讓練習題背景更加厚重,形式更加靈活,更加生動有趣,如“白菜八角錢一斤,買5斤要花多少錢”“學校要在圓形花壇的一周修柵欄,花壇半徑是3米,需要修多長的柵欄”,題目的本質(zhì)不變,只是形式稍做變化,就充分體現(xiàn)了數(shù)學與生活的密切聯(lián)系。
教師還必須重視和巧妙利用數(shù)學名題,它是數(shù)學文化中的寶貴資源,凝結著一代代數(shù)學家們的經(jīng)驗和智慧,解答這些題目,可以激發(fā)學生的探索欲望,為枯燥乏味的習題增添趣味和深度。解題之后繼續(xù)探索題目背后的思維方法,能夠引發(fā)學生進行深入思考,總結思想方法,構建數(shù)學模型,促進思維的提升。比如“今天我們學習了如何解決‘雞兔同籠’的問題,其實,這個問題是我國古代著名趣題之一,《孫子算經(jīng)》中就有這樣的記載:‘今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?’同學們能不能用今天學習的知識來解決這個問題?”通過對數(shù)學歷史和數(shù)學名題的還原,不僅增加了數(shù)學學科的歷史厚重感,而且提高了學生學習數(shù)學的積極性,實現(xiàn)了趣味與價值并重。
四、總結環(huán)節(jié)歸納提升
在總結環(huán)節(jié),教師也應該重視學生的主體性,因為上完一節(jié)課,并不是要看教師講了什么知識,重要的是學生學會了什么。歐陽絳曾說,數(shù)學教育要達到的目標就是讓學生學會數(shù)學家的思維。因此,教師不應該自己去總結這節(jié)課學習了哪些內(nèi)容,蘊含什么思維方法,帶給學生怎樣的感受,而是應該用“同學們想一想,這節(jié)課你都收獲了什么?”之類的語言,引導學生主動回憶課堂所學,并根據(jù)自己的認知與理解歸納總結學習內(nèi)容。學生在自主歸納過程中,不僅提升了邏輯思維能力,也強化了表達能力,加深了對知識的理解,長此以往,學生可以更加深刻地感悟數(shù)學思想,也會主動抒發(fā)一些學習的感受,如“我覺得0的產(chǎn)生與發(fā)展非常有趣”“我從陳景潤的身上學到了堅持不懈的精神”“祖沖之真?zhèn)ゴ?,我為祖國感到自豪”等等。學生綜合輸出水平的高低可以驗證數(shù)學文化融入是否有效,數(shù)學文化科學合理地融入,必定會內(nèi)化為學生的學習能力,學生的數(shù)學素養(yǎng)也能進一步得到提升。最后,教師可以在學生歸納的基礎之上,再概括和總結,點明數(shù)學知識、思想方法和數(shù)學精神等,升華整個教學設計。
五、布置作業(yè)靈活多樣
作業(yè)環(huán)節(jié)往往是很多教師容易忽視的可以進行數(shù)學文化融入的環(huán)節(jié)。比如:“圓的周長”一課,教師雖然在新授部分已經(jīng)融入了圓周率的計算歷史,講述了祖沖之的卓越貢獻,但是由于課堂時間有限,這種數(shù)學文化的融入可能會停留在淺層上,而祖沖之等數(shù)學家在求知過程中所體現(xiàn)的堅持不懈、勇于求真的數(shù)學精神就融入得不夠深入。因此,可以在布置的作業(yè)中,讓學生更加深入地去了解這段數(shù)學史,可以開展相關的數(shù)學文化活動,如“讀數(shù)學文化”,閱讀與圓周率相關的書籍;“說數(shù)學文化”,舉辦閱讀書籍后的心得交流會;“做數(shù)學文化”,制作墻報、手抄報;“寫數(shù)學文化”,寫300字左右的讀后感或小作文,等等。在拓寬學生知識面的同時,又能讓學生受到數(shù)學的科學價值和人文價值的雙重熏陶,潤澤學生的精神家園,促進學生全面發(fā)展。
總之,數(shù)學文化是小學數(shù)學教學設計的重要素材,對于提升教師教學設計的能力、促進學生數(shù)學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要意義。數(shù)學文化所承載的思想、方法、精神能夠更好地幫助學生理解數(shù)學之巧、掌握數(shù)學之能、欣賞數(shù)學之美。在教學實踐中,數(shù)學文化融入教學設計能夠使課堂氛圍更加輕松有趣,在教學情境中激發(fā)學生的學習興趣,讓學生在求知欲與好奇心的引導下學習探索。若小學數(shù)學課堂教學中能持續(xù)將數(shù)學文化滲透進去,不僅可以使人回歸初心,尋得數(shù)學課堂的文化屬性,更能培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng),使其獲得新知。