數學文化是中國古代文化中的瑰寶,其蘊含了豐富的數學思想、數學方法及數學精神,其內容包括了數學史、數學家、數學美等。新課標明確指出要將數學文化融入數學課堂,發揮文化對學生的教育及熏陶作用,培育學生良好的數學思維,激發學生對數學的熱愛,促使學生積極主動探索數學問題。將數學文化融入數學課堂教學中,對豐富數學教學內容、活躍課堂氛圍、發展學生核心素養都有重要價值。然而,從現階段初中數學教學情況來看,教師對數學文化融入課堂教學不夠重視,未能從教材中深入挖掘數學文化,也未能在各個教學環節研究數學文化的融入方法,學生對數學文化的了解甚少,自身也缺乏文化意識,無法發揮數學文化對學生的教育和啟發作用。因此,在數學教學改革中,教師應注重提升自身的文化素養,轉變教學理念,深入研究數學文化在課堂教學中的融入方法,提升數學課堂教學效果。
轉變思想理念,提升師生文化意識
受傳統應試教育的影響,部分教師在開展數學教學工作時,注重數學知識的傳授與數學解題方法的指導,忽視數學文化的滲透,未能準確認知數學文化對學生學習與發展的重要價值。數學教師自身對數學文化的了解相對有限,不注重學習更多數學文化知識,在備課階段也未能挖掘教材中的數學文化,未能收集整理與教學內容相關的數學文化資料。教師對數學文化在課堂教學中的融入不重視,學生也缺乏對數學文化學習與探究的興趣,是導致現階段初中數學課堂教學中數學文化未能有效融入的關鍵因素。
因此,在初中數學教學改革中,教師應注重轉變傳統的思想理念,注重學習與了解豐富的數學文化內容,提升自身的文化素養,并重視數學文化在課堂教學中的融入,同時要加強對學生的引導,給學生營造良好的文化氛圍,激發學生對數學文化的興趣,提升師生的文化意識,為數學文化在課堂教學中的有效融入奠定基礎。學校要加大對文化教育理念的宣傳,通過開展教師培訓活動、教研工作以及評課研課等,強化教師的文化意識、提升教師的文化。教師在備課時,要注重挖掘教材中的數學文化,明確在課堂教學中具體要融入的文化內容,例如,在進行“正數和負數”這部分內容的教學時,教師在備課階段通過對教材內容的分析與挖掘,可以明確在本節課教學中融入關于正數和負數的數學文化,帶領學生追溯正數和負數的發展歷史,使學生能夠認識到早在兩千多年前就已經出現了正負數這樣的數學概念,如古代計算糧倉存米時就用正代表進糧,用負代表出糧;賬房先生記賬時,用正代表余錢,用負代表虧錢。將這些數學文化內容與教材融合,能夠幫助學生更好地理解正數和負數的概念。而在講解正負數加減法的運算法則時,教師可以將我國著名的數學專著《九章算術》融入其中,講解相關的數學文化,豐富教學內容。
重視課堂導入,借助文化導入新課
科學的課堂導入會讓課堂教學的效果事半功倍。初中數學教師在課堂教學改革中,要注重將數學文化融入課堂導入環節,通過文化的融入,讓課堂導入更加具有趣味性,吸引學生的注意力,激發學生對新課的學習興趣,從而保障新課教學活動的順利開展,提升新課教學質量。
初中階段的學生思維比較活躍,喜歡挑戰,越是具有難度、具有挑戰的問題,越能激發學生的好勝心,讓學生產生思考和探究的興趣。然而,如果是枯燥又抽象的問題,不但無法有效激發學生的思考興趣,還容易讓學生產生抵觸情緒。在數學文化中有很多既具有挑戰性,又富有趣味性的數學趣題,教師可以將其融入課堂導入環節中,既能夠實現數學文化在數學課堂上的有效滲透,又能借助數學文化激發學生的好奇心,使學生對新課產生濃厚的學習興趣,為提升課堂教學效率提供保障。教師應圍繞新課教學的內容收集整理符合上述要求的數學文化內容,科學設計課堂導入方案,提升課堂導入的效果。例如,在進行“二元一次方程組”這部分內容的教學過程中,教師可以在導入環節給學生引入關于《孫子算經》中有名的數學趣題——雞兔同籠。在出示題目之前,教師可以先給學生講解《孫子算經》這部數學著作的創作歷史,拓寬學生的視野,吸引學生的興趣,然后用多媒體給學生展示雞兔同籠的題目,讓學生思考并討論,教師可以在原題的基礎上進行題目的適當改編,發散學生思維,最終讓學生總結題目中有哪些已知量、未知量,又有哪些數量關系,一一列出來。最后在教師引導學生思考討論的基礎上,引出本節課的教學內容,讓學生能夠意識到如此難題通過本節課的學習便可輕松解出,使學生能夠對本節課教學內容產生興趣,積極主動投入課程學習中。
加強滲透研究,創新文化融入方法
數學文化中蘊含的內容非常豐富,將數學文化融入數學課堂教學中,不僅是為了豐富數學課堂教學內容,拓寬學生的文化視野,提升學生的文化素養,也是為了能夠通過數學文化的有效融入,輔助提升課堂教學效果,讓學生掌握科學的數學方法,培養學生的數學思維,提升學生的學習效率。數學教師應重視對數學文化融入方法的研究,結合不同教學內容以及學生數學學習和發展需求,采用不同的融入方式,提升數學文化在數學課堂教學中的融入效果。具體可以采取以下幾種融入方法。
一、融入數學史,指導學生解題方法
在數學課堂中融入數學史主要是要求教師結合具體教學內容,挖掘與之相關的數學史料知識,并將其融入數學教學活動中,在幫助學生深入了解數學文化的基礎上拓寬學生視野,發散數學思維,掌握科學的數學方法,進而提升自身的數學解題能力。例如,在進行“一元一次方程”這部分內容的教學中,在指導學生掌握方程概念時,教師可以將《九章算術》中的相關記載融入課堂,讓學生能夠從數學史料中更全面、更具體地了解什么是一元一次方程,加深學生對方程概念的理解。在指導學生掌握解一元一次方程的方法時,教師可以將古埃及人的假設法、古阿拉伯的消元法和還原法以及《九章算術》中的移項法等引入課堂,讓學生透過這些數學史料掌握多種科學的解方程方法,既能夠豐富學生的數學文化知識,又能提升學生的解題能力。
二、融入數學美,激活學生審美意識
數學美屬于數學文化范疇中的重要內容,主要體現在數學的理性之美、對稱美、和諧美等多個方面,在數學教學中引導學生發現數學之美、感受數學之美是教學的重要目標之一。教師在課堂教學中融入數學美時,可以結合生活化的、具象化的數學文化素材幫助學生更直觀地感受數學之美,豐富教學資源,吸引學生的興趣。例如,在數學教學中,教師在引導學生了解與感知數學的和諧美、對稱美的過程中,可以給學生展示實際生活中能夠體現數學對稱性的文化成果,如剪紙藝術,讓學生能夠通過這些具象化的藝術文化直觀地感受數學美,幫助學生形成良好的數學審美意識,提升學生的審美素養。
三、融入趣味故事,培養學生數學精神
在數學文化歷史的發展歷程中,流傳下來豐富的、有趣的數學故事,這些數學故事不僅生動、形象、有趣,同時也蘊含了豐富的數學文化、數學精神,將這些趣味的數學故事引入初中數學課堂,不僅能夠增添課堂教學的趣味性,調動學生數學學習的主動性和積極性,還能讓學生在趣味數學故事中學習數學家身上所具備的品質和精神,發展學生的核心素養。例如,在進行“平面直角坐標系”這部分內容的教學過程中,教師可以將笛卡爾在蜘蛛網中發現直角坐標系的趣味數學故事引入課堂,以生動有趣的數學故事吸引學生的注意力,讓學生從故事中初步了解與掌握關于平面直角坐標系的相關知識內容。在講解這一趣味數學故事的過程中,教師應注重對笛卡爾身上所具備的善于觀察、勤于思考以及刻苦鉆研的精神品質的闡述,讓學生能夠在聽故事的過程中獲得啟發和引導,能夠學習良好的數學精神和品質,使學生在日常的學習中、生活中也能善于觀察、思考和發現,提升學生的學習質量。
豐富實踐活動,深入理解數學文化
新課程改革下,要求初中數學課堂要改進教學形式,豐富課堂活動,給學生創造良好的實踐空間,讓學生在實踐中學習,在實踐中發展,全面提升學生的數學核心素養。將數學文化融入初中數學課堂教學中,不能只局限于文化知識的講解與灌輸,要給學生設計多樣化的實踐方案,讓學生在實踐活動中自主學習、探究數學文化,加深學生對數學文化的理解與認知,發揮好數學文化在數學教學中融入的作用,讓學生在深入理解數學文化的基礎上走近數學、探索數學,對數學產生熱愛。開展數學實踐活動,還能實現對數學課堂的有效延伸和拓展,打破傳統課堂空間與時間的局限,讓數學教學從課上向課下延伸。教師應定期組織學生開展基于數學文化的數學實踐活動,豐富學生的校園生活,也為學生深入理解數學文化、扎實掌握數學基礎提供保障。例如,在學生對《九章算術》有了一定的了解之后,教師可以組織學生積極參與關于數學文化的數學話劇演出活動,該話劇內容的核心圍繞《幾何原本》與《九章算術》這兩方面數學文化展開,要求學生集體參與、合理分工,有負責數學文化資料收集的,有負責劇本編寫的,有負責道具的,有負責演出的等。在這一話劇中重點突出古希臘“幾何原本”與中國“九章算術”之間跨越時空的交織與碰撞,讓學生通過話劇表演的方式將中西方數學文化之間不同的特色以及各自的影響力呈現出來。這種實踐活動能夠激發學生參與興趣,讓學生在實踐參與中自主收集、整理、研究數學文化知識,加深對數學文化的理解,感受數學文化豐富的內涵,既可以為學生學好數學打下基礎,又能讓實踐活動成為課堂教學的有效補充,進一步提升課堂教學效果。
優化作業設計,在作業中融合文化
作業設計是初中數學教學中的重要環節,通過課后作業能夠幫助學生鞏固課上所學,同時實現對課上教學的拓展,豐富學生的知識積累,提升學生的數學能力。在數學文化融入數學課堂教學的過程中,教師應對數學作業設計進行優化和改進,將數學文化融入作業設計中,使學生在完成作業時可以進一步深入了解數學文化知識,強化學生的數學文化意識,也能豐富作業的內容與形式,調動學生完成數學作業的積極性。教師在設計以數學文化為主要內容的課后作業時,要注重作業形式的趣味性,要在形式上吸引學生的興趣,才能確保作業完成質量。例如,在進行“勾股定理”這部分內容的作業設計時,教師可以給學生布置一項繪制文化簡報的作業,要求學生在課后自主收集整理有關勾股定理的歷史文化內容與相關的做法,包括擴弦圖法、比例法以及面積法等,通過繪制文化簡報的方式將關于勾股定理的數學文化內容呈現出來,突出簡報形式的美觀與內容的趣味性,通過這項作業讓學生能夠更深入地了解勾股定理證明方法的靈活、多樣、簡潔,為學生解決勾股定理相關數學問題打好基礎。
綜上所述,初中數學教學中融入數學文化是新課標準中提出的具體要求,加強對數學文化融入方法的研究,能夠有效拓展課堂教學內容,豐富學生的文化知識,拓寬學生視野,對啟發學生數學思維、培養學生數學精神有重要幫助。教師在教學實踐中,應轉變傳統的思想理念,加強對數學文化融入課堂價值的準確認知,在備課階段,能夠挖掘教材中的文化元素,通過內容拓展將數學文化與數學教學內容相融合。教師也要注重對學生思想的引導,提升學生的文化意識。在課堂教學中應注重開展有效的文化導入,并采取多種方法將數學文化融入課堂,提升數學課堂教學實效。
(作者單位:甘肅省甘南州迭部縣藏族中學)