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理性精神:数学文化融入常规课堂的核心追求

2021-06-06徐海燕

教育信息化论坛 2021年3期
关键词:严谨理性精神求真

徐海燕

摘要:高度重视精神与文化层面的教学,融数学文化于常规课堂,植理性精神于儿童内心:在好奇中探寻未知, 感悟精思之美、探索之趣;于关联中感受严谨,提升思维缜密、精准研判能力;将求真浸润课堂,正视科学现实,关注精神品质培养、良好品格塑造,为学生终身发展奠基。

关键词:数学文化;理性精神;探索;严谨;求真

《义务教育数学课程标准(2011年版)》特别强调: 要让学生掌握数学精髓思想方法,学会用“理性的思维 方式”观察、分析现实社会,在问题解决中了解数学的 价值,养成良好的学习习惯和科学态度。基于此,充分 挖掘教材中隐藏的数学文化内涵,将数学文化因子融入 常规课堂,在散发着文化芳香的有"生命张力”的课堂 中实现理性精神的传承是数学课堂的核心追求。现结合 日常数学文化研究课例,在怎样更好地承担起"学生理 性精神的培养”方面谈一谈自己的理解和思考。

一、探索——隐藏于教材、受益终身的研究精神

克莱因认为"数学是一种理性的精神”,齐民友先 生则进一步地认定“数学精神集中体现为彻底的理性探 索精神”。可以说,“整个数学几乎全都是研究精神的 产物,没有探索便没有数学的发展”(米山国藏语)。教 师只有潜心钻研教材,深刻理解知识的发生、形成过程, 设计核心问题,引领学生经历观察、分析、猜想、验证、 推理、概括等发明发现的过程,才能培养出具有创新性 思维的学生。

(一)创造"惊奇",培养"好奇”,感知数学探 素之趣

儿童是天生的探秘者。教师应将教材内容巧妙加工, 以一种学生喜欢的、生动有趣的形式呈现,激起学生强 烈的探究欲望,进而深入地进行思考,解开成功的密码。 如教学“100以内数的认识”,多数教师都会在创设有 趣情境、激起学生数数的欲望后,安排数100个物品的 小组活动。由于学生年龄小,对活动的要求不够明确, 数数活动秩序乱、耗时长。教师不妨设计这样一个前置 性亲子数数活动:选择身边最喜欢的一样物品,试着从 1数到100,边数边想,怎样表示出来才能让别人一看就 知道是100个。此活动既能融洽亲子关系,又可规避"死 记硬背式的计数”,有效实现数与物的一一对应。此外, 丰富的数数素材能够使学生在多样的活动体验中理解数 的组成、数序,突破"拐弯数"出错的难点,还能促使 学生在原有认知基础上思考并创造出“一串”“一排” 这样的单个计数方式来表示十个物体,鲜活的“十个一 群"的生活素材形象地帮助学生在认知结构中植入"十" 这个抽象又重要的计数单位。怀着"好奇”去创造,永 远是学生探究数学未知世界永不枯竭的动力!

(二)聚焦“核心”,探寻“本质”,感悟数学精 思之美

作为一名数学教育工作者,我们应正视大多数学生 将来很可能从事的工作不需要研究数学的事实,正确认 识"教师的职责现在已经越来越少地传授知识,而越来 越多地激励思考"。因此,要为学生留下终身受益、为 未来而学的本领一思考。如执教"圆的认识”,可 提出问题:"你能想到用什么办法画圆",让学生在课 前有充分的时间体验和感悟画圆的方法;“你对这些画 圆的方法有何想法”,在方法类比中引导学生发现“除 了用现有物品中已经有的圆形描摹下来,其他方法都是 利用造出的工具画圆,共同之处是定点、定长度。为真 正触及研究的精神,借助计算机动态呈现多边形画圆, 聚焦数学史料"圆——中同长"(墨子语),给出自 学提纲:“一中"指圆的什么?你是怎样理解“同长" 的?什么样的方法可以证明你的理解?"学生通过量一 量、折一折等多种方式进行验证,特别是将直径、半径 旋转后分别重合的agffl行演示,更是让学生见证了 “一 中同长"这一独属于圆的最为本质的特征。整节课,学生的 数学学习心情是愉悦的,这种美妙的意境使学生深刻领会 到数学知识之深邃。如果把学习基础知识比喻为"画龙”, 學会数学思考就是“点睛” o数学之美,美在精思!

(三)延伸拓展,蕴藏"未知”,探寻数学未解之谜

"明智的教育者不仅仅向学生传递'已经打开的盒子' 里面的内容,更应当培养学生对'尚未打开的盒子'和'即 将打开的盒子'里面内容的好奇心,让学生带着好奇心去 发现。"如教学"乘法的初步认识”,当学生在课件创设 的故事情境“'买卖国'的乘法队长”中充分体验到运用 乘法解决问题的成功和快乐后,教师抛出新的困惑:“难道 还得把长长的加法算式给算出来,才知道乘法算式的得数 吗?有没有一种妙招可以让'买卖国'的人们能够轻轻松 松学会乘法计算呢? ”以此引发学生新的探索。又如,执 教"因数和倍数”,课程结束时,借助微课小视频介绍完 全数并提出以下问题:“到底有多少个完全数?有没有奇 完全数存在?完全数还有哪些特性呢? ”相信这些疑问一 定能激起孩子的求知欲,促使他们始终保持着对数学未知 世界的好奇,并在査找资料、筛选信息、找寻答案中享受 着自主汲取新知的愉悦。因此,教师应努力挖掘学习主题 中令人好奇不已的特性,帮助学生在探索未知中成为数学 美的发现者与创造者!

二、严谨——充满于教学内容、蘇含于数学思考中的 严密精神

数学的严谨指向数学逻辑的严密及结论的精准,具体 表现为:在知识体系的编排上,有严格、周密的逻辑结构; 在数学问题的解决中,注重思想方法的适时渗透,能从“数学的视角和方法”去观察,并清晰、有序、准确、深 刻地表达,做出研判。

(-)构建精巧而优美的数学知识体系,感受数学内 容的结构严谨

布鲁纳指出:“不论我们选教什么学科,务必使学生 理解该学科的基本结构。”数学学习同样如此,如果新知 与学生已有经验吻合,接受起来就比较容易;相反,知识 的掌握就会慢一些。多年的教学经验提醒我们,“小数的 初步认识“应该基于学生学习自然数时积累的经验一“数 来自数” O以此作为小数与自然数的衔接点、小数学习的 生长点,让学生在联系中深刻理解小数与自然数数数的方 法相同,都是在点数计数单位的个数。教师可借助计算机 出示数轴,动态呈现自然数是一个一个、十个十个、一百 一百地数,而小数是依据需要创造了比“1”小的计数单 位(0.1、0.01……),小数就是在用这些比小的计数 单位不断“度量”中产生的。神奇的数轴将自然数与小数 直观地纳入同一个严密的数系之中,使学生深刻认识到数 的整体性结构,并切身感受到中国古代人民首创的“十 进位值制”在数学发展中创造出的计数奇迹。数学教学 不是看给了学生多少知识,而是看能否帮助学生建立知 识间的联系,因为“道理相同”,知识掌握定会“一通 百通”。

(二)关注问题探究解决的规范程序,提升数学思 维的缜密、严谨性

学习数学就是要培养学生数学思维的严谨性,即考 虑问题时严密、有据。人教版“问题解决”板块的教学 思路给了我们很好的启示:“知道了什么”(问题简化) 是解决问题的第一步,引导学生学会抓问题的要点,尽 量将问题简化;“怎样解答”(问题的解决方法)能够 指导并鼓励学生从多角度展开思考,并在方法对比中学会 “步骤完整,理由充足”地表达见解;“解答正确吗” (检验反思)引导儿童对自己的思考活动进行反思,提髙 数学思维的严密性。不难发现,解决问题的教学恰好使 学生能够完整经历“化繁为简,抽象本质一清头绪, 学会推理一发现规律,建立模型”的思维过程。长此 以往,这些思维习惯的培养也就促成了学生言之有据的 数学严谨精神的有效养成,并在学生的一生中随时随地 发生着作用。

(三)注重学科核心素养的细微培育,会从“数学的 视角"精准研判

如今是一个瞬息万变的时代,“引导学生用数学的 眼光观察世界,用数学的思维思考世界,用数学的语言表 达世界”,即拥有“数学的视角和方法”去观察、分析 社会,辩证地看待问题并做出选择和决定是数学核心素 养的终极表现。如在“条形统计图”教学中,为帮助学 生了解数学在人类社会发展中的推动作用,培养学生的 数据分析观念,教师可借助课件出示近年来中国疾控中 心统计的儿童平均身高的最新数据,同时给出国家规定 的儿童身高购票标准:低于1.2米的儿童免票;1.2米至 1.5米的买儿童票;超过1.5米的买全价票。让学生了解 购票标准的调整其实是基于大数据分析下的一种理性分 析研判,而不是政府的随意行为。随着儿童营养状况和 成长环境的进一步改善,将来会制定出更加科学合理的 购票标准。唯有时时处处于学科知识教学中融入核心素 养的精心培育,数学课才能真正“教活教深”,学生也 才能在感受数学对人类生活和社会进步的巨大作用中提 升学习质量、生活质量乃至人生境界。

三、求真——无声浸润课堂、塑造良好品格的德育 精神

理性精神还表现为一种信念,一种对真理的追求。 在教学中,教师要关注学生情感态度与价值观的培养,  对学生适时进行唯实、求真等德育渗透,把学生培养成为 一个智力与人格全面发展的人。

(一) 利用计算机融入数学史,在介绍知识形成过程 中感受数学家的执着

每一个数学知识的产生都是人们认识和改造世界的成 果展现。数学史上众多数学家在知识探索过程中表现出来 的执着、坚韧、严谨乃至责任感、民族精神等,在潜移默 化中会对学生的学习品质产生深远的影響。如"三角形的 内角和,,,当学生利用量一量、拼一拼、折一折等方法猜 测三角形的内角和是180。后,教师可借助计算向学生介 绍古今中外验证三角形内角和的方法,在动态演示中完善 学生对三角形内角和是180。的认识,使其体会古人的智 慧和数学方法的多样,感受数学的严谨、简洁、准确与深 刻。又如,在讲“圆的周长"这节课时,教师可借助几何 画板演示"割圆术",介绍我国古代数学家在艰难推算中 创造出的奇迹:在计算工具极端落后的情况下,刘徽经过 多年努力推算出圆周率3. 1416,为中国在这一领域处于领 先地位奠定基础;祖冲之第一个将圆周率的值精确到7位 小数,使得这一纪录在世界上保持千年之久。同时,还可 出示20世纪遇上强大的对手一计算机后,计算机科学家 将“的数值推算到小数点后千位、万位、百万位甚至千亿 位的伟大奇迹。利用现代信息技术将数学史有效融入课堂, 科学家们对真理的探索精神、理性的精神,也自然渗透进 我们的数学课堂。学生在掌握知识的同时,树立了勇于探 究、执着追求的人生志向。

(二) 国际视野下正视科学现实,在了解不足中积聚 勇于创新的爱国热情

身为教师,总会在教学中打破时空界限,将涉及学科 主题内容的中外数学历史资料整合到教学中,宣传我国处 于世界领先地位的成果,增强学生的民族自豪感。值得注 意的是,我们更应让学生拥有国际视野,能够直面科学现 实,找准我国与先进国家之间的差距,理性看待不足。如 教学"秒的认识” 一课,教师可结合微视频"1秒的长度 是怎样定义的与计量秒工具的发展史",提醒学生:“在 过去很长一段时间里,全世界90%的'时间',包括我们 的北京时间,都是由美国造飽原子钟来守时。目前世界 上最精确的'钟'则是由美国科学家于2021年研制的“宋 时冠军”原子钟。学生敢于挑战的奋斗精神更需要我们 培养。短短的一段文字告诉学生:人类一直在发展,中 国一直在努力,要想实现"强国梦",需要从小树立“为 中华之崛起而努力”的信心和决心!此时,求真、奋发、 执着等精神已点点滴滴地渗入学生心田,而这些都将有 力地促进学生正确的人生观、价值观、世界观的形成, 在学生日后的人生历程中发挥着极为重要的作用。

综上所述,只有高度重视精神与文化层面的教学, 潜心钻研教材,基于数学文化设计教学活动,才能将探 索、严谨、求真等数学理性精神的培养付诸行动,并深 深镌刻于学生头脑中,进而将学生培养成为“具有数学 智慧的大写的人”!

(此文为河南省基础教育教学研究室2019年重点课 题“小学数学教学中数学文化的开发与应用课例研究"(JCJYB19041714 )阶段研究成果)

参考文献:

[1] 张维忠.文化视野中的数学与数学教育[M],北京: 人民教育出版社,2005.

[2] 齐民有.数学与文化:珍藏版国].大连:大连理 工大学出版社,2008.

[3]米山国藏.数学的精神、思想和方法[M].毛正中, 吴素华,译.成都:四川教育出版社,1986.

[4] 学会生存:教育世界的今天和明天[M].北京: 教育科学出版社,1996.

[5] 珀金斯.为未知而教,为未来而学[M].杭州:浙 江人民出版社,2015.

[6] 弗赖登塔尔.作为教育任务的数学[M].上海:上 海教育出版社,1995.

[7] 中华人民共和国教育部.普通高中数学课程标准 (2017年版)[S].北京:人民教育出版社,2018.

(责任编辑:韩晓洁)

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