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精彩源自于数学文化的有效渗透

2020-01-07杨志勤

科学咨询 2020年2期
关键词:国王数学文化

杨志勤

(甘肃省张掖市山丹县教育局教研室 甘肃张掖 734100)

数学不仅是一个抽象的符号,不仅是一个冷数,而且是一个严格的概念和公式。数学也是一种文化。这些包括数学家的故事,数学轶事和数学史料。所有这些都是数学文化的一部分。数学教学中恰到好处地融入数学文化,必将增值于课堂、助力于学生、添色于教学。教师应是数学文化的搜集者、更新者和引入者。

一、注重一个“聚”字,使之兴趣大增

经过多次证明,一次灌注和机械传递只能让学生昏昏沉沉。只有通过营造厚重的情景氛围,打造以“情境、参与、体验”为特色的智慧课堂,才能把注意力集中在学生身上、唤醒学生、锻造学生。为了使教育的目标更加完善,教育需要像水一样“轻歌曼舞”。[1]高中数学教学也是如此。教师可适当引入数学趣闻轶事,以便在课堂和教学中增加更多的文化因素,或创造一个“轻歌曼舞”的数学课堂。

在高中数学教学中,孟德尔的豌豆实验,高斯求和的故事,杨辉三角与二项式系数的性质,画法几何与蒙日,欧几里得《原本》与公理化方法,笛卡尔与解析几何等等,都可以在课初来引入。比如,“等比数列”新课伊始,教师便可以引入以下西萨和国王之间的故事:国王“吹牛”:你要什么,我都可以满足你。于是,西萨提出了一个看似简单,但却异常艰难的要求:请给我的棋盘的第1个格子里放1千吨小麦,第2个格子上放2千吨小麦,以此类推……第64个格子放64千吨小麦,请国王给我这些小麦。请问,国王能满足西萨的这个要求吗?

这种情况的介绍能激发学生们的兴趣、热情,使其集中注意力,学生们会情不自禁地认为数学是如此有趣。当国王知道他慷慨的话竟然成为永远无法实现的天文数字,帝王的尊严受到了挑战,他该多么尴尬。然而,这一切其实很简单,国王利用等比数列就可以轻松解决。国王是被“打倒了”。然而,作为高中学生,他们在新的世纪里是不会被“打倒的”。因此,学生们的兴趣和勇气大大提高了。

二、注重一个“疑”字,使之巧破难点

“问题是数学的灵魂。”然而,如何质疑问难,如何巧破难点,需要一些凭借和抓手。在这个“抓手”中,数学文化是不可或缺的一环。结合一些有趣的典故,渗透一些数学和文化元素是合适的。这将是学生们学习和打开困难问题的门槛。然而,“学生的学打得越开,教师的教也就有更多的契机和切点。”[2]

例如,在正弦定理的研究中,教师可以通过以下方式提出问题:

同学们,月圆之夜,你可能要仰望高空中的月亮,可能会禁不住产生疑问:月亮究竟与我们有多远?如果让你计算地月之间的距离,你该如何计算呢?让我们先来看看300多年前两个法国人是如何计算的(通过柏林与好望角的夹角来计算)。受他们的启发,你能快速计算出一座山的高度吗?你知道其中的奥秘吗?另外,交警如何测量汽车在道路上行驶的速度?

从“地球与月亮的距离”到“山的高度”,再到“汽车的速度”,理论上不仅是“点对点”,在实践中也是“从一个到另一个”。这些问题从理论到实践,从课堂到课外,从头到尾都有,一下子让一个“疑”字成为了推进课堂的导火索。此外,这种质疑来自纯粹的理论,而不是来自冰冷的数字,是来自有趣的数学文化。引领沉浸在数学文化与质疑问难的糅合中,让正弦定理的真相慢慢从文化的渗透中渐渐显露出真相,学生们巧破了难点,洞开了视域,何乐而不为呢?

三、注重一个“拓”字,使之有效延伸

高中数学不能在满足现状的旋涡中打转转。教师要引导学生跳出,与数学文化对话在一个更活跃的领域,与真实的文化对话,与数学的本质对话。难道这不是教师渗透了数学文化的真正体现吗?关键是儿童的思维是否在数学文化的干预、渗透和应用中得到了真正的拓展?更重要的是,这一文化因素的渗透只是在这门课的研究中,还是在更高层次上有了新的结构把握和飞跃改进?

例如,在“平面矢量和基本概念的实际背景”教学中,教师可以引导学生做“线外工作”:

1.欣赏关于向量的诗歌,并用一首诗表达向量及向量符号的来源。

2.《战国策》中关于“南辕北辙”的故事说明了什么?

3.美国航空母舰导弹发射办公室接到命令,伊拉克的军事目标距离鹰舰1200公里。你知道这枚信息导弹能不能击中目标?

在数学课堂上,教师可从“历史典故”的线索中找到数学的阴影,引导学生们把目光转向“美国战场”。这样,那些“把数学看作老虎”的文科学生就会有亲密感。教师不要认为数学思维只是在数学课堂上运动。事实上,课堂中每个学生的非智力因素也在运动,如数学文化、数学思想、数学传统、理想精神等等,更像是“看不见的手”,支配着课堂教学和学习领域。

是的,让数学从“严、深、高”的神坛中下来吧。数学教学不仅能解决数学问题,而且还能给人们思想,给人文化渗透,给人们精神的影响,给人们更多的诗歌,更多的文化,让文理科学生都有“双惊喜”。这不是高中数学教室里的风景吗?

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