摘要:中职教育作为我国教育事业的重要组成部分,不仅推动着我国教育事业的发展,而且为社会输送技术人才,为社会经济发展提供助力.数学作为中职教育的重要学科,与学生其他知识的学习息息相关,而受限于中职学生基础薄弱,很多学生数学知识掌握得不够扎实,数学学习兴趣淡薄,因此数学学科的学习成为学生的负担.将数学史融入中职数学课堂,改变了传统数学教学枯燥、乏味的现状,不仅让学生了解数学知识发展历程,而且让学生的数学学习兴趣更加浓厚.文章从挖掘课程思政、探究知识本质、培养核心素养、拓展知识运用等方面探索数学史与数学课堂的融合路径,可以为中职数学课堂教学质量的提升提供借鉴.
关键词:数学史;中职数学
随着市场经济的进展,各个行业获得了长足发展,对技术型人才的需求量日渐增大.中职教育作为技术型人才培养的重要形式,逐渐为人们所关注和重视,并向社会输送大量人才,带动社会经济的发展.数学作为中职教育的重要学科,对基础知识的要求较高,而接受中职教育的学生往往数学基础较为薄弱,加上数学知识本身具有的抽象性和严密逻辑性,这些都给中职学生的数学学习造成了障碍.数学史融入中职数学教学让数学课堂变得不再枯燥,并让学生在数学学习过程中接受思想的洗礼,感受数学的发展历程,提升核心素养.探索数学史融入中职数学课堂的策略与路径已经成为中职数学教学中不容忽视的重要内容[1].
1 挖掘思政元素,聚焦数学史
中职学生正处于思想发展的关键时期,很多学生思维活跃,并乐于接受新鲜事物,数字时代的到来让学生接触到更丰富的信息,也极容易引起学生思维的碰撞.中职数学教学中应充分挖掘数学史所蕴含的思政元素,完善育人路径,教书与育人相互促进,全方位加强中职生的德育教育,引导学生形成正确的人生观、世界观和价值观,提升中职数学课程的价值塑造功能.将数学史融入中职数学课堂,这样不仅可以丰富教学内容,还能激发学生的好奇心,增强学生学习的动力,培养学生健康的思想意识,以及勇于探索的科学精神和精益求精的工匠精神,养成良好的思想品质这是中职数学课程的根本任务[2].因此,挖掘思政元素,聚焦数学史,有助于对学生思想观念的引导,让中职数学课程发挥思想引领作用,从而达到立德树人的目标[3].
案例1 在教学“圆的方程”时,教师便可以给学生讲述我国著名数学家祖冲之对圆周率的研究和探索.公元480年左右,南北朝时期的数学家祖冲之用割圆术和开方算出了圆周率介于3.141 592 6和3.141 592 7之间.进一步得出精确到小数点后7位的结果,简化成3.141 592 6,成为当时世界上最先进的成就.相比较西方圆周率的研究领先几百年,直到16世纪,阿拉伯数学家阿尔·卡西才打破了这一记录.
通过数学史的引入,学生体会到了我国古代数学家对数学知识的深入研究,显示了我国古代数学家的智慧与创造力,展示了中华民族灿烂文化的独特创造、价值理念、鲜明特色,让学生感受到中华民族的璀璨历史,内心的民族自豪感油然而生,民族文化自信也悄然建立.
2 探究知识本质,融入数学史
知识学习的过程是知识本质探索的过程,只有引导学生逐渐形成探索意识和能力,促使学生逐渐萌生钻研探索的欲望,学生的发展才能越来越好,才能洞察到事物的本质.
案例2 在“函数”相关知识教学过程中,教师可以给学生讲述函数的形成与发展.17世纪德国数学家莱布尼茨最早提出了函数概念,用函数表示直角坐标系中曲线上一点的横坐标、纵坐标;1718年,莱布尼茨的学生继续研究函数,将其定义为“由某个变量及任意的一个常数结合而成的数量”[4].之后,瑞士数学家欧拉、俄国数学家罗巴契夫斯基、德国数学家狄里克雷都在前人研究基础上继续深化函数知识,最终让函数知识发展成为我们现在所学习的知识.由此可以看出,正是数学家对知识的不断探索与研究,才能让数学知识不断发展,得以深化.教师给学生讲述数学知识的发展演变过程,也让学生感悟到数学知识在探索中不断深化的过程,而这正是探究知识本质的过程.
3 培养核心素养,渗透数学史
中职学生正处于核心素养形成的重要时期,需要通过知识的学习和掌握,借助学科教学进行强化.因此,数学学科教学需要发展学生的计算能力,以及直观想象、抽象理解等诸多能力,让学生的数学核心素养得以良好形成,为知识的应用做好铺垫.中职数学课堂中融入数学史让学生在感受数学知识博大精深的同时,从数学史中窥探核心内涵,触动学生情感,培养学生思维,让学生的核心素养悄然形成[5].
案例3 在“体积”的教学过程中,教师可以给学生讲述有趣的“阿基米德洗澡”的故事(如图1).曾说叙拉古国国王命人打造了一顶纯金王冠,国王十分喜欢,但又担心工匠私吞黄金,
或者在王冠中掺杂其他金属,于是便让阿基米德在不损坏王冠的基础上,看一看王冠中是否掺杂了其他金属.阿基米德领命之后一直探索判定方法,但是总没有找到更好的测定王冠金
属的方法,这让他心力交瘁.在一次洗澡的时候,因为仆人将浴盆中的水注得太满,阿基米德刚进入浴盆,水便溢出浴盆,这给了阿基米德启发,借助物体体积、排水的方式对王冠进行了测量.通过这样一个有趣的数学史小故事,将阿基米德不断探索、延伸思维的钻研精神传递给学生,也引导学生从不同侧面分析、理解、感受数学知识,只有让思维更具发散性,并形成独特的思考方式,才能让学生的数学学习更具成效.
4 拓展知识运用,借助数学史
知识学习的最终目的是应用.中职数学课堂融合数学史,则带给学生数学知识应用的启发,让学生了解数学在历史发展过程中对我们生活的影响,让学生感受数学知识的力量,从而激发学生内心对数学知识的渴望,让学生的数学应用能力得以发展.
案例4 在讲解等差数列求和时,引出故事:高斯7岁那年,父亲送他进了耶卡捷林宁国民小学,不久,高斯在数学上就显露出了常人难以企及的天赋,最能证明这一点的是高斯十岁那年,教师彪特耐尔布置了一道很繁杂的计算题,要求学生把1到100的所有整数加起来,教师刚叙述完题目,高斯即刻把写着答案的小石板交了上去.彪特耐尔起初并不在意这一举动,心想这个小家伙又在捣乱,但当他发现全班唯一正确的答案属于高斯时,才大吃一惊.而更使人吃惊的是高斯的算法(如图2),他发现:第一个数加最后一个数是101,第二个数加倒数第二个数的和也是101,……共有50对这样的数,用101乘50得到5 050.
在上述运算过程中,学生会感受到等差数列的特性,对内在规律形成认识.与此同时,名人故事也可以点燃学生的探究兴趣,让学生更加喜爱数学学习.
案例5 从复利投资看90后养老,现在早了吗?
当代社会,每一个人都很难与投资脱离关系.复利投资是我们听到最多的一个专业词语.复利是指在每经过一个计息期后,都要将所生利息加入本金,以计算下期的利息.这样,在每一个计息期,上一个计息期的利息都将成为本金,即以利生利,也就是俗称的“利滚利”.如图3所示.
有一则常被使用的“1.01的365次方”励志公式(见图4),以此激励大家“每天多努力一点点(1%),人生的积累会有大不同;而每天倦怠一点点(1%),会离起点越来越远,陷入深渊”.
图4中的公式本身也体现出复利的神奇之处:在刚开始的时候,复利效应很微小、不易察觉,但当发展到一定阶段就会产生非常惊人的效果.听说,爱因斯坦也曾评论过:“宇宙间最大的能量是复利,世界的第八大奇迹是复利.”
数学史开设的方法也是多种多样,既可以在平时课程中穿插,也可以利用中职生的课余时间开展丰富多彩的第二课堂,利用第二课堂传授数学史的有关知识.(第二课堂的形式如图5所示.)
在中职数学课程教学中的各个环节纳入数学史元素,结合数学史从不同角度引导学生感受数学知识的魅力,能够激发学生的数学学习兴趣,让学生感受数学知识的发展,并借用数学知识解决生活问题.相信随着数学史在中职数学课堂中的融合,学生的数学知识学习感悟也将更为深刻,助力学生走进数学的殿堂.
参考文献:
[1]赵晶.探究数学史融入中职数学教育的教学对策[J].试题与研究,2022(33):162-164.
[2]李艳娜.“课程思政”视域下中职数学教学设计研究——以数列单元教学为例[D].天津:天津师范大学,2021.
[3]曹亚秋.数学史在中职数学教学中的实践与研究[D].扬州:扬州大学,2021.
[4]韩春冬.中职数学教学中数学史应用研究[J].试题与研究,2021(9):118-119.
[5]汪美玲.数学文化融入中职数学教学的案例研究——以数列教学为例[D].天津:天津师范大学,2020.