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渗透数学文化,彰显数学魅力

2019-05-14邵书静刘宏博

课程教育研究·学法教法研究 2019年10期
关键词:魅力历史情境

邵书静 刘宏博

【摘 要】在日常的教学中,我们可以根据教学内容,适当地融入数学史、数学家的故事、趣味数学题等,或是组织学生收集、阅读相关资料,攥写小论文等,让学生体会数学文化,感受数学魅力。本文从课堂情境设置、融入数学历史、渗透传统文化、巧妙结合实际、加入美学教育等几个方面详细阐述了数学无处不在的魅力。

【关键词】数学;情境;文化;历史;魅力

【中图分类号】G71 【文献标识码】A

【文章编号】2095-3089(2019)10-0280-02

前言

2017年颁布的《普通高中数学课程标准》中指出,要“重视数学文化”、将“认识数学的数学价值、应用价值、文化价值和审美价值”作为课程目标之一,将“重视数学实践和数学文化”作为“课程结构”的四个设计依据之一。要想提升数学的魅力值,就应该在课堂教学及现实生活中融入更多的数学文化元素。

一、情境设置,体现文化底蕴

在创设情景时,可以通过现实中的实例,体现数学与大自然、建筑、人类自身等的联系。如“斐波那契数列”,除了让学生观察项与项之间的关系、写递推公式外,还可以插入12世纪意大利数学家斐波那契叙述的“生小兔问题”。从一个十分简明的递推关系出发,竟引出了一个充满奇趣的数列,它与植物的叶子、花瓣等自然现象,以及几何图形、黄金分割等,都有着紧密联系。人类文明源远流长,离不开数学理论的支撑,离不开精妙绝伦的数学规律。让学生无处不感受着数学的奥妙与伟大,体会数学的魅力。

通过展示泰姬陵和寝陵内镶嵌的宝石的图片,可以提出这样的问题:你知道这个图案中一共有多少颗宝石吗?这样的问题情境赋予了课堂人文历史的气息,缩短了数学与现实之间的距离,引领学生积极探索等差数列的求和方法。

二、以数学史为材料,揭示数学知识产生、发展的过程

知识的形成过程是指知识的发展理解过程。数学知识的形成都有其深刻的历史背景,课堂教学不仅要让学生获得知识,更重要的是让学生积极参与学习的全过程,通过了解数学产生与发展,获得知识,发展学生的能力。因此教学时,使学生经历数学的发现和创造过程,了解知识的来龙去脉,一方面可以让学生感受丰富的数学文化,激发数学学习兴趣,另一方面也有助于学生对数学概念和思想方法的理解。

在数学史上,虚数以及复数概念的引入经历了一个曲折的过程,从质疑到接受,再到现在的广泛应用,其中充满着数学家的想象力、创造力和不屈不饶、精益求精的精神。由此,在复数概念的教学中,通过介绍其历史过程和数系的扩充,可以使学生感受数学的文化和精神,也有助于理解概念和意义。同时,可以利用虚数单位“i”与“爱”谐音,对学生进行“让心中充满爱”的情感态度及价值观的教育。

在讲授极限概念时,可以先介绍战国时期公孙龙的“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,及刘徽的割圆术。刘徽的“割圆术”不仅计算出π的近似值,而且还提供了一种极限的思想,也反映出我国数学的悠久历史;在讲微积分之前,可以先介绍微积分是由牛顿、莱布尼兹在不同的背景、方法和形式上分别提出并创立的,和优先权争论;莱布尼兹根据英文字母sum的开头字母发明积分号符“∫”;并且是先有定积分,后才有不定积分,等等,这些都会引起学生的兴趣。而且数学史上无数数学家的奋斗历程,也可以使学生树立正确的数学观,培养学生顽强的毅力、坚强的品格。

三、挖掘教学内容,渗透中华优秀传统文化中数学成就

中华民族几千年的历史,沉淀下厚实的数学文化。了解中华优秀傳统文化中的数学成就,体会其中的数学文化,可以增强学生的民族自豪感和激发学生的学习兴趣,是提高学生素养不可或缺的一部分。

如杨辉三角形,也称贾宪三角形、帕斯卡三角形,是二项式系数在三角形中的一种几何排列。这个概念最早出现在北宋人贾宪约1050年进行高次开方运算时使用,之所以叫杨辉三角,是因为杨辉(南宋时期杭州人)1261年所著的《详解九章算法》一书中,辑录了该三角形数表,称之为“开方作法本源”图,并说明此表引自11世纪前半贾宪的《释锁算术》,同时绘画了“古法七乘方图”。

在欧洲,布莱士·帕斯卡在其著作《论算术三角形》(1654年)介绍了这个三角形,故在西方都称帕斯卡三角形。杨辉三角的发现要比欧洲早五百年左右,由此可见我国古代数学的成就是非常值得中火民族自豪的。

四、从例题出发,让学生感受数学思想方法的美妙和创新性

形式化是数学的特征之一。如果课堂上老师只是照本宣科,很难引起学生的兴趣,更别说感受数学的魅力。因此,在教学中,不仅要注意知识的结果,更要还原数学的本来面目,让学生体会数学的本质。概率统计中有很多动手操作性实验学习活动,在教学中,可以穿插实验等探究活动,引导学生在数学的过程中“再创造”,充分跳动学生学习的积极性经历数学的生成过程。

如,“撒豆子模拟圆周率”的例题,和“蒲丰投针问题”,这类求圆周率的几何问题,却通过概率解决了。完全不同的两个领域被神奇地联系起来,这就是创新。可以让学生动手参与其中,感受其规律性,增强对概率统计的定义的理解。就把“抽象是数学的重要思想、有力手段”提升到了思想层面。

五、与日常生活结合,体现数学文化的应用价值

数学的应用如:贷款、产值、利率、增长率、数字化、股市走势图、价格分析表……无所不在,所以在教学中要凸现数学的应用价值,及时挖掘生活素材。如讲解集合元素的“三要素”时,可以通结合学生平时上网搜索,输入关键词的特点,说明其在互联网的应用。对学生比较关注的体育赛事,可以让学生计算一局定输赢、三局两胜、五局三胜、七局四胜等的特点,对选手的利弊。从概率的角度分析微信群红包的设置和最佳手气等,即突出了知识的应用性,又增加了趣味性,让学生获得了良好的情感体验,形成良好的数学思维习惯和应用意识。

六、渗透美学教育陶冶文化情操

数学文化的美学观是构成数学文化的重要内容。“哪里有数,哪里就有美”,“数学是这个世界之美的原型”。对数学文化的审美追求已成为数学得以发展的重要原动力。各种对称或均衡图形如等边三角形、圆、双曲线……及著名的杨辉三角形等,都会带给人们美的享受。简洁性、和谐性与普遍性三者的统一,是数学内在美的另一重要特征。建筑中对称,大自然中的黄金比、生命曲线、文学中的“孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流”……无不展示着数学的美!

结束语

教育即生活,生活即文化。当我们把数学文化引入课堂后,会发现学生的兴趣提高了,课堂的轻松了。数学离不开数学文化,当数学文化的魅力真正渗入教材、到达课堂、融入课堂教学时,数学就会更加平易近人,数学教学就会通过文化层面让学生进一步理解数学、喜欢数学、热爱数学!

参考文献

[1]钱琳.活用情境教学,实现魅力数学课堂[J].数学之友,2019(01):9-10.

[2]唐振来.让教具在数学课堂上绽放魅力[J].基础教育论坛,2019(05):57-58.

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