裴玉环
数学从它产生之日起,不管是作为科学的数学还是作为课程的数学,无不闪烁着文化的光辉。从历史上看,很多文化名人,往往本身就是数学家。如柏拉图、爱因斯坦、罗素等文化名人也都是数学文明的创造者。
2022版新课标中指出数学承载着思想和文化,是人类文明的重要组成部分,提倡把跨学科内容、传统文化内容融入数学课程,这就更加说明了数学文化的重要性。现在数学文化的研究更加深入,将数学文化融入到小学课堂中,使学生在学习数学过程中受到数学文化的浸润,产生文化的共鸣,体会数学的文化品位,感受社会文化和数学文化之间的互动与关系。
那么,如何在小学数学教学中渗透数学文化呢?笔者结合自己的教学经验,认为可以从以下几方面入手:
一、充分利用教材中的“你知道吗?”在课堂上渗透数学文化
笔者所在的学校用的教材是人教版教材,在教材中每个大单元都会有一到两个“你知道吗?”栏目。“你知道吗?”栏目中含有很多学生感兴趣的内容,不仅有与数学相关的数学史、数学名题,还有数学与其他学科相关的小常识。数学家的小故事,不仅可以吸引学生的注意力,还能让学生了解数学家小时候的生活,并让学生学习到数学家身上那种探究数学、追求真理和科学的精神和愿望,从而使学生产生学习数学的兴趣;而一些有趣的数学名题,能吸引学生,增强学生的探索欲望和探究精神;数学与其他学科知识的融合,可以让学生感受到数学与生活的联系非常密切,体会数学应用的广泛性,真正体现课标中指出的“人人学有价值的数学”。
根据对六年级教材中的“你知道吗?”栏目统计可以看出,教材编排了很多有关数学史的知识和一些数学在生活中的应用,所有内容都和所学知识点有很大联系。如六下学习了比例以后,出现的“反比例关系图象”,不仅使学生在六上学习了数形结合之后进一步了解数形结合,而且为初中学习函数进行了有效铺垫,为学有余力的学生拓宽了知识面。
有的内容是整合了多学科之间的知识,如六上学习了分数除法之后,出现的五线谱的音符,就使从小学琴的同学,从数学方面充分理解了二分音符、四分音符等之间的关系。作为拓展,这些数学史料和学科之间的整合信息,拓宽了学生的知识面,激发了学生的学习热情。
因此,在课堂教学中应充分利用这些现有的资源,深入地研读教材教参,了解编写意图,积极发掘数学教材中蕴含的文化内涵,让学生体会数学文化的魅力,受到文化的熏陶,从而提高学生的数学素养。
二、结合教材中“数学广角”内容讲解,渗透数学文化
人教版小学数学教材每册都有一个“数学广角”单元,这一单元内容向学生渗透一些基本的数学思想方法,可以使学生深入理解数学的概念、公式、定律,使学生的数学能力及思维品质得到提高,使学生分析问题、解决问题的能力得到培养,使学生的创新意识和实践能力得到增强。
例如六年级上册的数学广角是鸽巢问题,也就是“抽屉原理”。“抽屉原理”实际上是一种解决某种特定结构的数学或生活问题的模型,是一种数学思想方法。学习“抽屉原理”,让学生初步经历“数学证明”的过程,通过“说理”的方式来理解“抽屉原理”的过程就是一种数学证明的雏形。通过这样的方式,有助于提高学生的逻辑思维能力,为以后学习较严密的数学证明做准备。在学完“抽屉原理”之后,给学生讲《晏子春秋》里“二桃杀三士”的故事,使学生认识到智者把数学应用于生活,如果别人理解不了将产生不可挽回的后果。从而深刻感受到学好数学的基础是做人,及时对学生进行品德教育。由于“抽屉原理”其实就是最不利原则,让学生在各种情况中选出最倒霉的那种可能性,培养学生严谨的思维习惯。提醒学生在为人处世时,如果连最坏的打算都想到了,那以后再遇到问题的时候就不会措手不及。
三、在数学实践活动内容中渗透數学文化
人教版教材中每一册都有1-2个综合与实践主题活动,根据所学内容的不同和学生的能力而设计,如六年级上册的实践主题活动是确定起跑线和节约用水,六年级下册因为已经学完小学阶段所有数学知识,所以在全册整理和复习之后设计了四个主题活动:绿色出行、北京五日游、邮票中的数学问题、有趣的平衡。
在开展这些主题活动中,学生通过实际调查、动手实践、开展研究等活动,深入感受到数学与生活的紧密联系,体会数学知识之间的内在联系,感受数学的魅力,体会数学的价值,使学生在知识技能、数学思考、问题解决、情感态度等方面都得到全面发展。
如六年级下册的“邮票中的数学问题”。随着信息技术的发展,现在学生写信的机会不多,通过这个主题实践活动,可以让学生了解邮票的有关知识,认识邮票的作用,通过邮资的变化规律,感受分段函数的思想。在活动中,学生收集邮票,了解邮票的发展史,知道了邮票的发明人罗兰希尔曾经是一位数学老师,还知道邮票上有很多几何图形,有立体图形也有平面图形。
四、开展丰富的社团活动,渗透数学文化
数学社团活动是学生进行数学学习活动的一种策略和方式,是课堂教学有益的延伸和补充。我们可以从学生感兴趣的益智游戏或者活动出发,设计数学社团活动,让学生真正体会数学的活泼个性,体验数学文化的魅力。
例如,结合有关的数学知识,开展讲数学故事活动。如笔者所教班级学生有讲华罗庚从小认真学习、刻苦钻研的故事;讲陈景润摘取“数学王冠”的故事;讲神奇的纸带——莫比乌斯环的故事……在学生搜集数学故事的过程中既开阔了学生的视野,又锻炼了学生的口语表达能力,在搜集过程中无形中使学生受到数学文化的浸润。
再如,可以根据学生的年龄特点,在低年级开展24点、七巧板、数独、跳棋等,在中高年级开展围棋、乐高、魔方、孔明锁、九连环、华容道等。比如开展孔明锁社团活动,学生了解到孔明锁是由我国春秋战国时期的著名工匠鲁班发明的,了解它的结构和玩法,通过拼插多种孔明锁培养学生专注力、思维能力、动手能力和探索精神。使学生感受到中国古代文化的博大精深,增强爱国主义情感。
数学社团活动以其形式的多样、内容的丰富、方式的灵活弥补了课堂教学的不足,更能让学生主体参与,有利于学生拓展知识面、渗透数学文化、培养兴趣、发展个性、提高能力。
五、提升教师数学文化素养,对学生渗透数学文化
“学无止境”这句话不仅是对学生说的,对社会上每个人都适用,同样作为教师更应该把学习专业知识作为自己必修的科目。因此,在笔者教学之余,经常阅读一些和数学教学有关的著作,如《数学文化与欣赏》《好玩的数学》《中国古代数学》等,尤其推荐《数学文化与欣赏》这本书,里面写了数学的发展史,还有数学与各学科的关系、数学之美、数学家的故事等,从中了解了一些学科知识之外的内容,在给学生上课时,就可以引用书中的内容,向学生介绍关于数学文化的相关知识,更能激发学生学习数学的兴趣,使不爱学数学的同学萌发学习数学的热情。
如在学习了六上第四单元比之后,讲黄金分割,为什么黄金分割就美呢?单从图片学生感受不到有多美,但是在《数学文化与欣赏》这本书中有单独一节讲黄金分割,所以笔者借用里面的内容,讲到黄金分割与艺术、自然现象、军事、“优选法”,再从网上下载相应的图片及视频资源,使学生充分认识到黄金分割的美。从而对学生进行文化的渗透。
六、培养学生数学阅读习惯,渗透数学文化
当今社会提倡阅读,近年来,习近平总书记在多个场合强调读书的重要性,强调“把学习作为一种追求、一種爱好、一种健康的生活方式,做到好学乐学。”阅读的重要性显而易见,但是很多人提到阅读只想到语文方面,其实数学上也应提倡阅读。例如《数学家的故事》《数学小游戏》《数学文化读本》等都是很好的选择,这些书中藏着数学文化,阅读这些数学历史典故、趣闻轶事,可以打开学生的数学视野。我把这些书推荐给学生,定期在班里开展读书交流,把自己读过的数学课外书分享给同学,谈谈自己的收获和感受。
比如在学习了“圆”的知识后,让学生谈谈关于圆的文化,有学生谈到他读过“美丽的圆文化”。书里面讲圆的历史,早在两千多年前,我国就有了关于圆的精确记载,墨子在书里说:“圆,一中同长也”。还有学生说到“圆周率”的来历,3500年前,巴比伦人知道了圆的周长是直径的三倍,古埃及人使用的圆周率是3.16,古罗马使用的是3.12,我国三国时期的数学家刘徽,公元263年创造了“割圆术”,推算出圆周率是3.14,后来祖冲之算出来圆周率在3.1415926到3.1415927之间,且用分数表示出“约率”为22/7,密率为355/133,直到1000多年后,德国和荷兰人才得出这个数值……
关于数学文化的课外阅读,拓宽了学生的视野,拓展了学生的精神世界。悠久的数学历史,展现了数学文化的丰厚背景,激发了学生的民族自豪感,可见,对学生进行数学文化教育至关重要。
综上所述,在小学阶段,把数学文化融入数学教学中,让学生在课堂、活动中感受数学文化的浸润,受到数学文化的熏陶,体会数学知识的形成过程,为提高学生的文化素养奠定了基础,为学生的终身学习打下良好的基础。