摘要:數學文化融入數學課堂已被目前的數學教育專家所認可,也被大部分的中小學教師所接受.那么,如何在高中數學教學中滲透數學文化教育呢?文章從課堂教學的創(chuàng)設情境、知識認知、解決實際問題、小結回顧、課外閱讀等環(huán)節(jié)進行了詳細的闡述.
關鍵詞:數學文化;等比數列;教學;課堂
數學文化從狹義上來講,指數學的思想、精神、方法、觀點、語言,以及它們的形成和發(fā)展;從廣義上來講,指除上述內涵外,還包含數學家、數學史、數學美、數學教育等數學發(fā)展中的人文成分,以及數學與社會的聯(lián)系、數學與各種文化的關系等.
自21世紀,對數學文化的研究已經逐步深化.一個鮮明的標志就是,數學文化已經走進了中小學課堂,并且深入到了實際的數學教學中.我們的努力方向是,讓學生在數學學習的過程中,能夠真正感受到文化的熏陶,產生對文化的共鳴,并領略到數學所蘊含的文化品質.在高中課堂教學中融入數學文化教育,增強數學與各學科的聯(lián)系,
有助于拓展學生的知識面,激發(fā)學生的學習興趣,開闊學生的視野,讓學生更好地認識數學,并將數學知識用于生活實踐中.這就要求教師在數學課堂教學中應該重視數學文化的滲透,充分發(fā)揮數學文化教學的能動作用.
那么,如何在高中數學教學中滲透數學文化教育呢?下面筆者以“等比數列”為例詳細闡述如何在課堂的各個環(huán)節(jié)滲透數學文化.
1 數學文化滲透的環(huán)節(jié)與具體設計
1.1 利用數學歷史名題創(chuàng)設情境,滲透數學文化
我們常說:“好的開始是成功的一半.”對于一堂課而言,同樣如此.然而由于數學本身的枯燥無味,許多學生不愿接近.因此如果能通過數學歷史名題創(chuàng)設情境,激發(fā)學生的學習興趣,讓學生感覺到數學并不是孤立的個體,而是與實際生活緊密相連的科學,勢必會大大提高整堂課的學習效率.
活動一:
問題1(1)《孫子算經》中載有著名問題:“今有出門望見九堤,堤有九木,木有九枝,枝有九巢,巢有九禽,禽有九雛,雛有九毛,毛有九色.問各有幾何?”
(2)莊子《天下篇》:“一尺之棰,日取其半,萬世不竭.問日剩幾何?”
(3)《算法統(tǒng)宗》中有這樣一題:“一文(錢)日增一倍,倍至三十日,問日計錢幾何?”
問題2你能寫出上述三個問題中對應的數列,并找出它們的共同特點嗎?
開篇以中國古代數學名著中的經典問題創(chuàng)設問題情境,讓學生在歷史的長河中了解古代數學家對數學的研究,進而在滲透數學文化的過程中激發(fā)起學生的學習欲望.[JP2]學生不僅可以了解到中國古代數學的輝煌成就,還能夠在學習過程中接受愛國主義教育,從而激發(fā)出民族自豪感和為國富民強而奮斗的學習精神.
1.2 通過知識認知體現數學思想,滲透數學文化
新課程要求把探索學習落實到課堂上,充分發(fā)揮學生的主體地位.因此,通過問題驅動進行探索,以數學思想方法為主線進行知識認知,無疑是促進學生思維發(fā)展的最好途徑.
活動二:
問題3你能根據剛才的描述,類比等差數列的定義給出等比數列的定義嗎?(第一次體現類比的數學思想.)
問題4[JP2]根據等比數列的定義,判斷下列數列是否為等比數列.若是,寫出它的公比;若不是,請說明理由.
(1)-2,-4,-8,-16,……;
(2)16,8,4,1,2;
(3)5,-25,125,-625,……;
(4)1,0,1,0,1,……;
(5)2,2,2,2,2,……;
(6)a,a,a,a,a,……;
問題5根據問題4回答:
(1)等比數列的公比q為什么不能等于0?
(2)等比數列的某一項可以為0嗎?
(3)什么樣的數列既是等差數列又是等比數列?
問題6觀察問題4中第(1)個數列的前三項-2,-4,-8,你認為-2與-8中間只有插入“-4”才能使這三個數成等比數列嗎?類比前面等差數列中等差中項的叫法,[JP2]你認為等比數列中插入的這個數可以叫什么呢?(不斷地從已知走向未知,借用之前的知識解決之后的問題,并第二次體現類比的數學思想.)
問題7你能填寫下列各組數的等比中項嗎?(再一次從已知走向未知.)
(1)2,_________,8;
(2)-1,_________,-1;
(3)-1,_________,1.
問題8類比“任意兩個數都有等差中項,并且只有一個”的說法,你能給出相應的等比中項的說法嗎?(第三次體現類比的數學思想.)
問題9等差數列中我們探究了求通項公式的方法:不完全歸納法和疊加法.你能類比這兩種方法推導出等比數列的通項公式嗎?(第四次體現類比的數學思想.)
問題10類比等差數列的相關性質的研究方法,若{an}是一個無窮等比數列,且公比為q,思考:
(1)將數列{an}中的前k項去掉,剩余各項組成一個新數列,這個新數列是等比數列嗎?如果是,它的首項與公比分別是多少?
(2)取出數列{an}中的而所有奇數項,組成一個新數列,這個新數列是等比數列嗎?如果是,它的首項與公比分別是多少?
(3)在數列{an}中,每隔10項取出一項,組成一個新數列,這個新數列是等比數列嗎?如果是,它的公比是多少?你能根據得到的結論作出一個猜想嗎?
(4)類比前面構造新等比數列的方法,你能構造出一些其他的等比數列嗎?
(第五次體現類比的數學思想.)
通過環(huán)環(huán)相扣的問題設計,學生能夠不斷地從已知走向未知,體會數學的邏輯文化與轉化思想.告訴學生數學是一步一步的推理與思考,而不是漫無目的胡思亂想.同時,由于等比數列的學習是在等差數列之后,所以本節(jié)課最重要的數學思想就是類比.通過類比思想的不斷滲透,促使學生在類比中體驗知識的遷移、感悟知識的升華,提升數學文化素養(yǎng).
1.3 運用數學知識解決實際問題,滲透數學文化
有效的課堂練習應該是練習內容和練習形式的完美結合,既要注重知識的掌握,也要注重能力的培養(yǎng).解決實際應用問題是一種非常有效的練習方式,它可以幫助學生用數學去描述、理解和解決實際問題,將所學的知識和思維方法應用到實際問題中,形成解決實際問題的有效策略和能力.因此,教師應該根據學生的實際情況和教學內容,設計出符合學生實際需要的、具有挑戰(zhàn)性和趣味性的練習,以激發(fā)學生的學習興趣和動力,提高學習效果.
活動三:
問題11某人買了一輛價值13.5萬元的新車.專家預測這種車每年按10%的速度折舊(折舊是貶值的意思).
(1)用一個式子表示n(n∈*)年后這輛車的價值.
(2)如果他打算用滿4年賣掉這輛車,大概能賣多少錢?
數學是一門源于生活的學科,應該與我們的生活緊密聯(lián)系在一起.所以數學的學習,并不應該只是抽象的數學符號的學習,而應該是通過對數學符號的學習,達到能靈活解決生活中實際問題的目的,這樣數學才有其用武之地.也只有讓數學與實際生活緊密相連,才能讓數學文化不斷地推進社會文化的發(fā)展.
1.4 小結回顧揭示數學美,滲透數學文化
經過一節(jié)課的學習,學生可能會接收到大量的零散信息.這些信息往往不夠穩(wěn)定和牢固,尤其是當新舊知識之間產生混淆時,容易出現理解困難.因此,教師需要采取措施幫助學生整理和梳理這些知識,明確它們之間的內在聯(lián)系,并形成系統(tǒng)的知識網絡.其中一種高效的方法就是課堂小結.通過課堂小結,教師可以指導學生將新舊知識聯(lián)系起來,形成完整的知識結構,并促進學生對知識的內化吸收.當然,如果在小結的時候能夠加入數學的元素和美育價值,則更是錦上添花.
活動四:
問題12學完本節(jié)課之后,你能將重點知識用一首詩總結出來嗎?
此時教師可以先給出自己的小結,如:等差等比親兄弟,思想方法需類比,運算莫忘基本量,中項有時很給力!
寥寥幾句,言簡意賅,有效地涵蓋了本節(jié)課的數學知識與思想方法,讓學生通過這首詩將本節(jié)課的重點與精華進行濃縮記憶.利用此詩收尾,不僅讓學生記住了知識,還讓學生體會到數學并不是枯燥與乏味的,數學中也孕育著美好.同時也給了學生自主發(fā)揮的空間,對于學生的優(yōu)秀作品,教師可以在本節(jié)課或下節(jié)課給予展示,讓數學文化與漢語文化有機融合,共促發(fā)展.
1.5 課外閱讀引入數學歷史,滲透數學文化
通過閱讀數學史,學生不僅可以接受專業(yè)的數學訓練,而且可以全面了解數學的概貌,獲得數學方面的修養(yǎng).同時,了解歷史上著名數學家的成就和品德,也可以對學生的人格培養(yǎng)起到至關重要的作用.
活動五:
請同學們課后搜索并閱讀與等比數列相關的數學史材料,看看有什么啟發(fā).
通過將數學史作為課外閱讀材料,不僅能開闊學生的眼界,還能幫助學生學會很多做人的道理.同時,本節(jié)課的數學史中還設計了等比數列求和的問題,也為下節(jié)課學習等比數列的求和公式做了鋪墊,為學生的后續(xù)學習埋下了探究的種子.
在數學課堂中融入數學文化教育,有助于學生更深入地理解數學知識的產生與演變過程,體會數學文化的深意,進而提升數學素養(yǎng)和綜合能力.如果教師能刻意地營造數學文化氛圍,將有助于引發(fā)學生對數學文化的強烈共鳴,進而使他們受到優(yōu)質的數學文化熏陶.
2 反思
雖然新課程標準沒有對“數學文化”設置專門的課時,但這并不意味著就可以省略這部分內容.相反,我們應該更加關注將“數學文化”巧妙融入不同的教學內容和教學環(huán)節(jié)中.通過各種途徑和形式,促使學生在不知不覺中受到熏陶,在學習、探索和交流過程中逐漸提高數學核心素養(yǎng).只有如此,才能更好地提升學生的數學素養(yǎng)和綜合能力.
總之,數學教學中的文化滲透需要教師的文化底蘊作保證.當我們的數學課,不再僅將所謂的知識點作為課堂教學的全部,當我們的數學教師,努力演繹數學文化的厚重與繽紛,用信息傳遞數學文化的睿智與豁達,當數學文化的魅力滲透到教材中,融入課堂教學,并融入教學實踐中,數學教學將通過文化層面幫助學生更深入地理解數學,從而激發(fā)他們對數學的熱愛和興趣.