让数学文化主题活动走进小学数学课堂

2023-03-23 09:54福建省莆田市实验小学
家长 2023年36期
关键词:数学知识核心素养

□福建省莆田市实验小学 陈 娴

当前,新课程改革的一个核心问题是数学核心素养如何真正落地生根。有研究表明,小学数学文化主题活动,是为学生提供数学文化体验的主题学习活动,作为实现中小学生数学核心素养的主要载体,引导学生深度参与数学活动,为实现数学思维、数学精神等数学核心素养的发展提供根本保证。因此,在设计数学文化主题活动时,教师应重视让学生在活动的过程中,受到数学文化的浸染,从而形成良好的数学核心素养。本文对小学数学文化主题活动的意义和价值进行了简要分析后,重点阐述了数学文化主题活动的设计策略,旨在进一步厘清数学核心素养对数学提出新要求的基础上,强调数学文化主题活动何以促进数学核心素养的培养,以期为相关人员提供参考和借鉴。

数学的发展源远流长,人类文明的发展也离不开数学,“数学是一种文化”的观念早已深入人心。《义务教育数学课程标准(2022 年版)》的重新修订,是在立德树人根本任务的指引下,在优秀传统文化进课本、进课堂、进校园的现实背景下,以传统文化助力学科育人是小学数学教育的应然选择,因此,在“课程实施——教材编写建议”部分指出:注重教材创新,拓宽视野,教材编修要勇于打破固有模式,如在教材中介绍数学文化、数学发展前沿等。

一、数学文化主题活动的意义和价值

数学文化主题活动是一种独特的课堂教学行为,它具有数学主题活动所具有的普遍性质,即通过活动使学生沉浸在课堂学习活动中去完成学习任务;同时又具有其独特性质,即以现代数学文化观为依据,以学会、感受和实现数学活动背后数学的思想方法、数学精神理念以及其文化价值为宗旨,以反映数学文化核心内涵为主体的数学活动。

数学文化主题活动以结构化思维为基准,对目标、主题、情境和学习等四个要素进行整合设定并实施,以显示出设计的整体性、主题的实践性、情境的社会性、学习的思维性等方面的特征。数学核心素养有异于单一的基础知识与技能的学习,其要求通过对数学知识的理解掌握、整体性的数学教学和浸润型的主题活动学习,潜移默化的影响而产生的。数学文化主题活动在实现数学核心素养方面具有以下价值。

(一)激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师。想要提升教学质量和效率,就要通过多种途径和方式,激发学生的学习兴趣,因此数学教师的职责既要传道授业解惑,又要激发学生对数学知识的探究欲望,让学生在探究数学知识的过程中,体验到学习数学的乐趣。但受数学学科性质独有的抽象性、严密性特点的影响,数学的工具性价值凸显,而人文价值却被忽视。因此,在实际教学过程中,教师需要结合小学生独特的年龄、性格特征,制定出有针对性的教学方法,在潜移默化中渗透数学文化,以此调动学生参与数学活动的积极性和主观能动性,增强学生文化底蕴,同时,发展其数学思维,促使其全面发展。

(二)提升创新实践能力

数学学科的实践主要是指:学生不但要具有处理数学问题的能力,还要有应用数学知识灵活解决生活实际问题的能力。将数学文化全面渗透到数学教学中,可以使学生真正地体会到学习数学知识的价值,激发创新的热情,促使学生形成自主探究的意识,并能够在探究的过程中,发现问题、提出问题、解决问题,从而提升其实践能力。

(三)重新定义数学知识

数学是人类的一种文化,将数学文化生动地呈现给学生,让学生更加深入地感受它的魅力和底蕴,有利于学生进一步了解数学,改变对数学固有的看法,重新定义数学知识,从而主动学习数学、探索数学,认识数学。经调查研究表明,有一部分学生未能真正地正确认识到数学知识的作用和价值,将死记硬背、机械刷题作为主要的学习方法,这种僵化的学习模式,必然导致学生学习质量和效率低下。因此,在教学中,教师要加强对数学历史、数学美感以及数学思想方法的应用,将其直接展现给学生,让学生能够深刻认识数学,摆脱抵触、厌烦数学知识的情绪,在学习数学的道路上越走越远。通过数学文化的渗透打破学生对数学的固有认识,这对数学学科的进一步发展,起着至关重要的作用。

(四)强化学生核心素养

从文化层面出发,核心素养兼具人文情怀与科学精神,培养学生核心素养是时代发展的必然要求,在开展数学教学时,要将核心素养的六大要素紧密联系到一起,确保学生可以全面发展。在小学阶段,对核心素养的界定还比较模糊,新课标提出了十大核心概念,数学教师可在此基础上,制定科学有效的教学方案,将数学文化与数学知识有机结合,有利于推动学生核心素养的形成。

二、数学文化主题活动的设计策略

半个多世纪前,数学家克莱因提出:“知识是一个整体,而数学是这个整体中的组成部分,每个时代的数学都是这个时代更辽阔的文化运动的内容组成部分。”我们在小学数学课堂教学过程中要尽量地整合素材,设计主题活动,将数学文化的发展融入课堂教学活动中,培养学生的数学核心素养。

(一)还原数学史实,渗透数学文化

新课标在“课程实施”部分指出:注重教材创新、教材编修要介绍数学文化、数学发展前沿等。为渗透数学文化,数学教材中含有大量数学文化的内容,教师在设计主题活动方案时,要搜集含有数学文化的教学资源,并将数学教材作为核心教学资源,充分发挥出教材在数学文化渗透上的引领和指导作用。

在人教版小学数学教材中,每册都有数学阅读材料,如哥德巴赫猜想、数字黑洞、黄金比、数学家的故事等,这些数学史实内容充分体现了数学文化的价值。因此,在主题活动设计过程中,要科学合理地使用阅读材料,为数学文化的有效渗透提供助力。主题活动可以利用多媒体设备,由教师向学生、学生向学生生动形象地展示阅读材料中的内容,如《九章算术》《周髀算经》等古代数学经典著作的内容以及创作的背景,让学生在“经典阅读”主题活动中真实地感受到数学文化价值的内涵,为学生数学核心素养的形成提供了有力的载体支持。

(二)挖掘人文素材,浸润数学课堂

在小学数学主题活动方案设计中,数学文化的渗透要从多方面开展,教师既要加大对教材资源的利用,还要深入挖掘数学教材以外的人文素材,在拓展学生知识储备的同时,实现数学文化多维度渗透。

首先,科学利用文本资源。在设计主题活动方案的过程中,需要借助教师教学用书,深入分析教材内容,确保所设计的活动方案能够突出重难点。在应用教学用书的过程中,要注重对文本资源的使用,对其内容进行细致的阅读,加深对活动内容的掌握和理解,明确活动内容中的重难点后,详细分析哪个教学环节,可以渗透数学文化,并且能够展现出数学文化更深层次的价值。

例如,在人教版小学数学五年级上册的“用数对确定位置”教学时,利用备课资料,设计了“蜘蛛的启示——直角坐标系的产生”数学文化主题活动,向学生介绍法国数学家笛卡尔坐标思想,实现代数与几何之间结构化、抽象化的过程,凸显数与点之间的一一对应是数对确定位置的根本。这样不仅彰显了人文素材的重要性,而且使知识丰富有趣。

其次,合理运用信息资源。一些质量高的网络平台,为数学教师之间交流教学经验搭建了桥梁和纽带,可以利用信息化技术以及互联网平台有价值的教学资源,渗透数学文化,促使数学文化教学更具趣味性和全面性。

最后,还要加强对社会教育资源的利用。教师可以去科技馆、图书馆查寻数学文化教育资源,比如数学知识的历史背景、数学家的故事以及数学学科的发展历程等。

例如,在学习人教版小学数学六年级上册“圆的周长”时,我们可以组织一场以“圆周率π”为主题的读书交流活动,学生利用网络搜索资源共享圆的历史、圆周率π 的由来、祖冲之与圆周率π、圆周率在小数点后面一百位的趣味记忆法……引导学生多维度去感知圆的文化。通过丰富的教学资源,开展数学文化主题活动,能够充分发挥出教学资源的作用和价值,为数学文化的有效输出提供科学的指导。

(三)贴近生活实际,发展数学思想

“授人以鱼,不如授人以渔”。教师最重要的不是把知识教给学生,而是培养学生掌握数学基础知识的数学思想方法,如数形结合思想、符号化思想、对应思想、化归思想等。教师在平时的教学活动中要格外重视数学思想方法的培养,加强对数学文化的渗透,让学生终身获益。数学知识既源于生活又服务于生活,在数学文化主题活动课的方案设计上,我们要融入生活元素,引导学生在日常生活中感受数学文化,体会数学的趣味。

例如,四年级上册“轴对称”课程结束之后,教师可设计以“轴对称图形”为主题的数学文化活动,选取少数民族服饰上精美的图案、民间剪纸作品、著名的建筑、校园围墙的装修等轴对称图形作为活动素材。先呈现一些简单的图案,学生可以从中抽象出基本图形,如长方形、正方形、三角形、圆等,并通过观察和探究发现它们的对称特性;然后进一步展示不规则的图形,引导学生开拓思路、深入思考、探究多边形图形的对称特性。这样经过由简入繁的探究之后,再返回到服饰图案、残缺的围墙装修等,学生就可以根据对称的特征,很快地补画好残缺的部分。这样不仅加深了学生对“轴对称”特征的理解,而且促进了学生深度思考和对数学文化体验的双重效果。

又如,在中高年级学生的数学活动课上,在他们学习了“植树问题、鸽巢原理、鸡兔同笼”等传统数学名题之后,我们适时组织开展以“中外数学名题”的项目式数学文化主题活动。如探讨幻方的不同策略之杨辉法和巴舍法、斐波那契的兔子问题、牛顿的牛吃草问题等数学名题,并以其精妙绝伦的解题思路和策略,向学生多方面、多维度地展现数学的无限魅力,从而启迪他们的智慧,震撼他们的灵魂,并增强他们对数学文化性的体验感。

(四)营造趣味氛围,发扬文化魅力

在小学数学教学中,数学文化的渗透应是无形且有力量的,因此教师要在数学文化主题活动设计中营造良好的气氛,使学生在浓郁的文化氛围下,提起对数学文化理解的浓厚兴趣,并在潜移默化中意识到数学文化的意义和价值。

在数学教学活动中,教师可以经常开展以数学文化为主题的活动,组织学生根据主题和教材中的内容,对数学知识内容进行探索,体会数学文化的深厚内涵。例如,根据小学数学课本的教学内容,进行主题游戏、比赛、动手实践、速算巧算等数学竞赛活动。如组织学生玩24 点、七巧板、九连环、华容道等我国传统益智游戏,引领学生探索九连环的奥妙、魔方与幻方的规律、华容道的阵式解法……很好地将知识点和传统数学文化有机结合,凸显数学文化的魅力。

又如,在教学人教版小学数学六年级下册“空间与图形”时,教师也可以开展以“图标设计”为主题的班级数学文化周活动,学生需要利用已学知识,绘制出独具特色的图标,并且还要展现出空间与图形的关系,贴合绘制要求且质量高的学生,能够获得特殊的奖励。让学生绘制图标,不仅能够发展学生的创造思维能力,还能够在班级中营造数学文化氛围,学生在利用数学知识绘制图标的过程中,能够真切地感受到数学文化之美,以此提升小学数学课堂教学的有效性和创新性。

(五)开展实践活动,把握文化脉络

实践活动教学是小学数学重要的教学手段,学生在实践的过程中,可以合理利用数学知识,近距离感受数学文化,从中发现数学的魅力。课后实践探究,可以突破时间和空间的局限性,充分挖掘社会和生活中的素材,为思维的深度发展提供更具“营养的土壤”,学生在数学主题活动中可以深层次、多维度地提升知识认知能力、实践能力、活动经验等。因此,教师要多为学生创造实践活动的机会,通过科学有效的主题实践活动,为数学文化的渗透提供路径。同时以实践探究为核心的数学文化主题活动也是落实数学核心素养的重要形式。

例如,在学习人教版小学数学六年级上册“圆的周长”之后,教师可以根据教材的安排,组织开展“确定起跑线”的主题实践活动,这一活动涉及测量、计算、圆的周长等数学知识。教师主导,要求各小组做好组内分工,由组长带领组内成员协作完成这一实践活动。通过这样的主题实践活动能够提高学生的参与热情,建立良好的师生、生生关系,促使学生带着知识走出课堂,增强实践应用能力。又如,六年级学生在学习了“比例尺”一课后,教师开展以“测算与绘制校园地图”的项目式主题数学文化活动,组织学生发现和提炼出与比例尺有关的数学问题,拟定可行性研究项目,精心设计项目研究方案,再通过网络查找资料、AI 技术融合、无人机航拍等,进行测算和绘制校园地图,形成活动结论报告。这样不仅激发学生的实践探究热情,提高了学生的参与度,而且高年级学生的潜能、才华也得到充分发挥。

低年级也可以开展主题实践活动,渗透数学文化。如在二年级下册“图形与变换”教学后,该活动内容主要涉及图形的对称、平移和旋转,教师可组织学生开展以“剪纸”为主题的活动。与此同时,在日常教学中,还要规范学生书写,数学之美体现在多个方面,书写就是其中一个方面,在书写符号的过程中,要注重对称性,若符号缺少对称性,就会影响数学符号的内在美,因此要加强对学生的监督和管理,提升其书写的规范性和有序性,促使数学符号、算式以及图表等能够展现出简洁美、内在美。

三、结语

数学文化是人类文化的瑰宝,在小学数学教学过程中,加强对数学文化的渗透,让数学课堂展现人性的光辉和浸润思想的魅力,有利于培养学生的数学思维和情感态度,让教学充满和谐之美、探究之乐、文化之魅。开展以数学文化为主题的活动,为小学生数学核心素养的培养提供重要的途径。

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