朱峰
【摘? 要】新課程標準對數學課程進行了明確的規定,要求教師應該轉變教學模式,更加注重對學生能力的培養和素質教育,力求使學生通過學習數學在人類發展史中的作用,逐漸形成正確的數學觀。本文以人教版初中數學教材為例,從數學史與初中數學教材整合的現狀出發,在教學中恰當地引入數學史,為初中生的數學學習增添趣味,讓學生體驗數學學科的博大精深,傳承數學文化。
【關鍵詞】初中數學? 課堂教學? 數學史? 數學文化
數學史是研究數學科學發生發展及其規律的科學,是人類文化的重要組成部分。在新一輪的初中數學改革的過程中,數學史在初中數學教育中的滲透是數學教育的一種創新。實際上,在教學過程中適當地融入數學史可以幫助教師的教、促進學生的學,實現教學效果的最優化。
一、初中數學教材中數學史的現狀
1.現行初中課本中重要數學史內容及其在課本中所處的位置
現行的人民教育出版社出版的九年義務教育三年制初級中學數學課本分為六本,教學內容共二十九章,課本滲透了數學史方面內容。
從表1中可以看出,整個初中階段共滲透了重要的數學史方面的內容26處,“閱讀與思考”占53.8%;“習題”占15.4%;“課本插圖”占19.2%;“數學活動”占3.8%;在課本正文中講述的占7.6%。
2.現行教材關于數學史處理的特征
第一,數學史內容呈現的形式較單一。
在教材中“閱讀與思考” “習題”是數學史的主要表現形式,都是放在相關章節的尾部,一些教師由于教學任務的緊迫、以及考試壓力等因素的影響,常常犧牲了這些數學史在數學課上應有的地位與價值,使其所期待的教育功能得不到體現。
第二,數學史的內容有待進一步豐富。
從表1中可以看到,初中數學課本中涉及數學史的內容26處,但只有2處——勾股定理和投硬幣實驗是在正文中講授的,其他都只是照搬了數學史上的有關事件或一些經典題型,并未作任何加工,這種原汁原味的數學史資料很難引起學生的興趣。
二、數學史融入到數學教學中的意義
數學史在初中數學教材的出現,體現了《數學課程標準》的要求,豐富了教材的內容,同時拓展了學生的視野,增強了教材的趣味性,有助于學生對教材知識點的理解,通過滲透數學史能夠培養學生正確的思維方式,增強學生的民族自豪感,激發學生學習數學的興趣,在一定程度上幫助教師實現教學效果的最優化。
1.拓展學生視野,加深對教材知識的認識和理解
在數學教學中融入數學史,一方面豐富了課程資源,增加了教材的趣味性;另一方面也有利于拓展學生的知識面,促使學生理解數學的本質,發展數學思維能力,了解知識點之間的聯系。如在第三章中的丟番圖墓碑問題:“他生命的六分之一是幸福的童年,再活十二分之一,頰上長出細細須,又過了生命的七分之一才結婚,再過五年他感到很幸福,得了一個兒子,可是這孩子光輝燦爛的生命只有他父親的一半,兒子死后,老人在悲痛中活了四年,結束了塵世的生涯。”這個問題很容易轉化為方程求解的問題,這個數學史的經典例題來源于生活,直觀而具體,啟發了學生將實際問題轉化為方程來求解,加強了學生對數學本質的理解,也啟發了學生的數學思考。
又如在講解第二十五章概率初步之前,先給學生介紹一下概率論的起源、拋硬幣實驗、布豐投針問題,以及統計與概率在密碼學方面的應用,這樣可以讓學生對人類把握隨機事件的歷程有一個了解,讓學生更深入地了解有關數學知識來源于現實生活和在實際生活中的應用,以及相關數學知識的自然的創造的過程,促進學生正確的思維方式的形成。
2.滲透數學史,激發學生學習數學的興趣
對數學學習不感興趣的學生會認為數學枯燥乏味,抽象難懂。事實上數學史包羅萬象,多姿多彩的。歷史上數學學科與物理學、天文學、哲學等學科都是交織互通的。數學史中有很多能夠激發學生興趣的史實,能夠將學生很好的引入到數學的新天地中,體悟到數學的動人之處,從而激發學生的學習興趣,以及更好的學習數學。如在二元一次方程組的學習,由我國古代數學名著《孫子算經》中的“雞兔同籠”的問題:“今有雞兔同籠,上有三十五頭,下有九十四只,問雞兔各幾何?”導入本章的學習,可使課堂教學更生動,寓教于樂,也貼合初中生的認知特點,能有效激發學生學習數學的興趣,全面提高學生的數學素養。
3.融入我國數學發展成就,增強愛國情懷
我們偉大的祖國擁有光輝的數學史,有很多優秀的數學家,可以通過他們持之以恒攻克難題的事例的呈現讓學生體驗到數學家科學嚴謹的治學態度,感受數學家孜孜不倦追求真理的精神,培養學生良好的情感態度,使教學更生動,更富有吸引力,同時也讓學生更多地了解了祖國數學史的輝煌,有利于學生建立起數學思考的習慣,嚴謹認真的情感態度,增強愛國情懷。
如在講解實數這一章時,可介紹我國古代數學家祖沖之算出的圓周率的值在3.1415926和3.1415927之間,是世界紀錄協會世界第一位將圓周率值計算到小數第7位的科學家。在講授勾股定理時,可介紹《周脾算經》中記載西周就有“勾廣三、股修四、行隅五”,且在公元前3世紀三國時期的趙爽就證明了勾股定理。
三、數學史融入到初中數學教學中的策略
數學史是為數學教學活動服務的。因此數學史的融入可以是直接的,也可以是間接的。由上述分析可知,將數學史融入到數學教學中是十分必要的,而如何更好的將數學史融入到數學教學中去呢?結合相關教育理論與自身的教學實踐,提出以下幾種策略。
1.在章節導入時融入數學史
在每一章或某個知識點開始之前,以相關數學史的內容來導入,可以通過幻燈片的形式,也可以是通過講故事的形式,還可以以微課的形式。特別是微課的形式,不僅可以準確把握課堂時間,微課中潛心設計的情節與動畫等,更能激發學生學習的興趣,讓學生自然地過渡到新知識的學習過程中去。
2.在課外活動中融入數學史
教師可以開展一些課外活動,讓學生在活動的過程中掌握數學史的知識,對所學的數學知識有更深入的理解。教師可以在班級設立數學專欄,由學生分組負責每期的專欄內容,介紹歷史上著名的數學家和著名的數學問題或數學猜想。通過這種潛移默化的影響,使學生漸漸在對數學史了解的過程中掌握學習數學的真諦。
3.提高對課本中數學歷史名題的重視
在我們的人教版課本習題中就出現了“雞兔同籠”、“海島算經”等歷史名題,教師在講解相關內容時,不妨將這些歷史名題融入其中,有的甚至可以作為典型例題來講解,讓學生明確這些歷史名題的來龍去脈,帶領學生一起領悟古代數學家的聰明才智,體驗博大精深的數學文化,提高數學解題能力。
4.教師要豐富自身的數學史知識構建
在教學中教師要根據所講的內容適當地引入數學史的內容,這就要求教師必須要先增強自己的知識儲備,才能得心應手的將數學史與數學教學有機地結合在一起,使得數學史中特有的人文情懷帶給學生不一樣的學習數學的感受。
在數學教學中融入一些數學史,不但可以給數學學習增添趣味,拓展學生視野,更可以對學生進行數學文化、精神情感的教育。這樣融入了數學史的課堂必將令學生更加喜愛,我們的數學教學也不僅是數學知識的傳授,更是數學文化傳承的過程。
參考文獻
[1]教育部:義務教育數學課程標準(2011年版),北京師范大學出版社2012年版.
[2]王璟:融入數學史,讓初中數學課堂實現增值,數理化學習,2017年第4期.
[3]姚芳:學習新課標,了解數學史,中學生數學,2004年第6期.
[4]沈曉東.融入數學史,為數學課堂增添魅力.中學生數理化(教與學),2018.09.
[5]王娟.論高中數學文化教育功能的主要指向[J]中國校外教育.2017(08).
[6]王建磐,汪曉勤,洪燕君.中、法、美高中數學教科書中的數學文化比較研究[J]教育發展研究.2015(20).
[7]張維忠.國外數學課程與教材中的數學文化[J]外國中小學教育.2011(07).
[8]榮繼紅,陳克東.數學文化及其教育功能[J]當代教育論壇(下半月刊).2009(02).
[9]張奠宙.關于數學史和數學文化[J]高等數學研究.2008(01)
[10]童莉.基于“數學文化”的數學課堂教學文化氛圍的構建[J]重慶師范大學學報(自然科學b版).2006(03).
[11]張奠宙,梁紹君,金家梁.數學文化的一些新視角[J]數學教育學報. 2003(01).