挖掘數學文化提高學生數學素養的研究

郭曉榕 燕亞娟

摘 要：教師要重視數學教材中的閱讀材料的使用與拓展，加強對其數學文化的挖掘與滲透。文章以數學教材為例，從增添學習興趣、培養數學思想、傳承精神品質、培養愛國情懷、拓展教學內涵五個方面進行闡述，力求通過挖掘教材中閱讀材料的數學文化，促進學生數學素養的提升。

關鍵詞：數學教學;數學素養;數學文化;閱讀材料

數學是一門科學，數學文化是人類文化的重要組成部分。隨著新課程改革逐漸深入，數學文化已經呈現在教材中，滲入到實際數學教學中，成為幫助學生用數學的眼光觀察世界的抓手，能夠有效提升學生的數學素養。因此，教師應在教育教學中發揮自己的教學智慧和教學創造力，挖掘、滲透閱讀材料中的數學文化，提高學生的數學素養。

一、增添學習興趣

數學不是枯燥乏味的計算、紛繁復雜的公式、做題做題再做題的代名詞，如何讓學生喜歡數學，是教師首先要解決的問題。

（1）抓住學生的好奇心。閱讀材料“264有多大”中，印度國王無法兌現給國際象棋發明人西塔的巨量小麥獎勵的故事中不可思議的數學問題及結論，就會吸引學生的好奇心。（2）引導學生自主探究奇妙的數學結論。類似閱讀材料“有趣的3x+1問題”“螞蟻和大象一樣重嗎”，問題難度不大，能激發學生的探索欲望，讓學生自己成功探究出來。（3）創造愉悅的學習氛圍。將類似閱讀材料“幻方”中九宮格的數字填充、“七巧板”中的拼圖游戲，設計在教學環節中，能讓學生在游戲中學到知識。玩是學生的天性，游戲也是一種有效的學習方式。

挖掘閱讀材料中的數學文化資源，能激發學生對數學的興趣，消除學生對數學的消極印象，改善學生與數學的情感聯系，在提高學生的數學素養的同時，讓學生喜歡上數學。

二、培養數學思想

數學的學習離不開數學思想的培養，教師應在教學中培養學生觀察、分析、歸納等能力，同時不斷滲透數學思想，通過數學思想引領，“使學生受到把實際問題抽象成數學問題的訓練，形成應用數學的意識”，實現從單一知識傳授提升到滲透數學思想、發展數學素養的目的。

初一學生求解實際應用題時，總抱著小學的算術解法不放，不想用解方程的方法求解。教師可利用閱讀材料“丟番圖的墓志銘與方程”，在教學中演示這個問題的兩種解法：算術解法和代數解法（即一元一次方程的解法）。經過比較，不難發現算術解法不易思考，計算復雜煩瑣，而應用設未知數，列出方程并通過解方程求解的代數解法，思路清晰，計算便捷。這樣，能讓學生體會方程解法的優越性，養成運用方程思想解決問題的習慣。閱讀材料“The Graph of a Function”的素材取自劍橋大學出版社出版的《數學教程3》，它通過精心設計的六個問題，并結合某地一天氣溫變化圖，逐步引導學生分析出問題中的溫度、時間兩個變量的函數關系，讓學生能清晰地理解函數的概念

因此，教師要挖掘閱讀材料中的數學文化資源，引導學生運用數學思想解決問題，提高學生的數學素養，這也是數學教學的目的之一。

三、傳承精神品質

縱覽古今中外的數學發展史，數學家們的成功離不開科學的方法、不斷進取的創新精神，更離不開他們的百折不撓、堅忍不拔的意志品質。

閱讀材料“幾何原本”中，歐幾里得從幾條基本事實出發，在《幾何原本》中建立了數學史上第一個較為完整且相當嚴格的幾何公理化體系。公理化方法對各類科學理論的表述方法都起到了積極的借鑒作用，歷史意義重大。以此書為基礎的歐幾里得幾何影響了世界兩千多年。閱讀材料“歐拉公式”中，數學家歐拉說：“如果命運是塊頑石，我就化作大錘，將它砸得粉碎！”即使雙目完全失明后，他仍然以令人驚嘆的毅力，憑借罕見的記憶力和心算能力，通過口述、他人筆錄，繼續他高效的科學研究，17年后才“停止了生命和計算”。他的一生中，給我們留下了886本（篇）書籍和論文。

挖掘閱讀材料中的這些數學文化資源，引導學生領會歐幾里得創新的數學思維和研究方式，鼓勵學生繼承歐拉不屈的意志品質和數學精神，學好數學、用好數學，能培養他們的數學素養，為人類社會的進步與發展而努力奮斗。

四、培養愛國情懷

中國古代數學家們大多專注于對實際問題的解釋和再利用，大多數學著作常以實際生活場景進行分類。在處理了大量復雜問題的同時，也取得了豐碩研究成果。經國務院批準，由郭書春等三十余位數學史學家歷經十余年，于2018年編纂完成的《中華大典·數學典》全書共1 491萬字，中國數學取得成果之繁多，由此可見一斑。教師在教學中結合“中國人最早使用負數”“圓周率”“賈憲三角”等閱讀材料，充分讓學生了解中國傳統數學發展經歷的三次高潮，了解中國傳統數學發展的輝煌成就，了解中國數學對世界數學發展所做的杰出貢獻，是十分有必要的。

挖掘閱讀材料中的中國數學文化知識，一方面有助于學生了解中國數學的產生與發展，了解中國不同時期、不同背景下數學的思想方法。另一方面展現了我國傳統數學的成就和文化底蘊，有助于學生了解中國傳統數學文化，培養學生的愛國情懷。這樣，能使學生傳承數學文化，提高數學素養，用數學的眼光觀察世界并改變世界。

五、拓展教學內涵

研究人類社會的文明歷史離不開數學，數學對哲學、文學、藝術、自然科學等領域都有重大的影響。

（1）數學與哲學。閱讀材料“勾股定理史話”中，畢達哥拉斯定理（即勾股定理）的證明者“數學之父”畢達哥拉斯既是數學家也是哲學家，是“畢達哥拉斯學派”創始人;閱讀材料“笛卡爾的故事”中的“解析幾何之父”笛卡爾是西方現代哲學思想的奠基人，近代唯物論的開拓者。數學和哲學有著相同的思維方式，數學在方向和內容方面影響著哲學的發展與提升，許多數學研究的成果對人類思維方式和行動模式所產生的深遠影響，甚至遠超數學本身。（2）數學與語言文學。閱讀材料“丟番圖的墓志銘”用語言文學，增強了數學趣味性、可讀性。（3）數學與造型藝術。世界文化遺產敦煌莫高窟中，許多壁畫的構圖形式包含了平移、折疊、旋轉三大圖形變換。東方的莫高窟與西方的基督教堂，文化和宗教背景截然不同，卻發現一個完全相同的旋轉圖形（三只兔子互相追逐形成一環），這個謎題至今仍未解開。黃金分割在繪畫、雕塑、建筑等方面的影響舉世皆知。

數學與物理學、統計學、計算機科學等領域的關系更是密不可分，數學文化對人類文明的進步做出了卓越的貢獻。有了數學文化的支撐，數學課堂會更精彩，數學課堂教學內容會更有內涵、更有高度和深度。挖掘閱讀材料中的數學文化，讓學生體驗數學文化的魅力和博大精深，能在潛移默化中提升他們的數學素養。

總之，數學教育最主要的目的之一是提高學生的思維能力，即邏輯能力、推理能力、計算能力等。數學是理性文化的核心，數學的發展歷史中貫穿著科學的探索精神和治學之道，教師要在數學教學中同步引入數學文化知識，使學生用數學眼光觀察世界，用數學思維分析世界，用數學語言表達世界，感悟數學思想。教師還要在數學教學中立足教材，潤物細無聲地實踐數學文化的傳播，讓學生在學習過程中感悟數學文化的內涵，感受數學文化的魅力，從而掌握更多的數學知識，提升數學素養。

參考文獻：

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