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专题|巧用数学史激活数学课堂学习氛围

 渐近故乡时 2018-01-31

 

一直以来,在基础教育数学教学中都存在着这样的误区:将数学课纯粹视作习题课,海量的习题充斥着数学课堂。实际上,数学课同样具有人文教育的作用,而数学史则是承担人文教育的重要资源。


数学史在数学课堂教学中的作用

 激发学习兴趣 

学以趣为先,在学生的课程学习中,兴趣发挥着基础性、关键性的作用,而兴趣不足也是制约当前学生数学学习的主要因素之一。数学史的导入对学生学习兴趣层面存在问题的破除有着很好的帮助作用。数学史中涵盖了大量的数学名家故事以及数学经典题目,这些内容具有直观性、趣味性、刺激性等特征,契合学生的学习心理与认知特征,对教学氛围的活跃以及学生学习兴趣的激发都有着相当不错的作用。

 拓展课程资源 

数学课程的开展离不开丰富的课程资源,一直以来,在数学教学中,最为重要的课程资源都是教材,但随着教学实践的不断深入,教材资源的局限性也越来越明显,如何开拓新的课程资源成为当前教学活动中的首要任务。对此,数学史有着相当积极的作用。数学史史料密集,名题众多,在学生的数学学习中有着不可估量的作用与价值,教师借助数学史可以有效地丰富数学课程的教学资源,提升学生的学习效率。

 培养人文素养

数学课程作为基础教育的主要课程,不仅是学生数学知识学习的重要课程,同样也肩负着学生人文素养培育的重任,而数学史在人文素养的培育中发挥着最为重要的作用。数学史作为人类历史的组成部分,是以数学为核心的历史,包括数学理论的发展史、数学大师的成长史等,与时代史、国别史等紧密关联,数学史的传授可以让学生的人物素养得到发展与提升。


巧用数学史激活数学课堂学习氛围

 以数学故事活跃课堂气氛 

初中生正处于成长发展的早期阶段,在学习上仍然没有彻底摆脱儿童的心理与心态,爱听故事是其天性所在。因此,教师在教学中要善于利用数学故事来活跃课堂氛围,让学生在开心愉快的氛围中开展数学学习。不仅如此,数学故事通常蕴含着特定的数学计算方法或者数学思维,这对深化学生数学学习效果,提升学生的数学整体修养同样有着不可估量的作用。


就以连加为例,德国著名数学家高斯在很小的时候就会运用首末项相加除以2的方法来计算连加问题。在老师提出1+2+3+···100后,短时间内便计算出答案为5050,数学故事的引入在激发学生对高斯的赞叹与崇拜心理后,也会让学生思考这样一个问题,即在数学学习中,数学规律的掌握要比死算有着更积极的意义。除了高斯算法以外,还有很多特别有趣的数学故事,比如在学生平方的学习中,教师可以引入棋盘上的麦粒数故事,西萨·班在与国王打赌时,要求“每增加1格麦粒数就增加1倍”,国王期初不以为然,最后却发现耗尽全国粮食也难以实现这一目标。

 以数学名题启发课堂思考 

习题是学生学习中最为重要的手段与资源,在学生的数学知识巩固、数学素养提升中都发挥着基础性、关键性的作用。在数学历史发展中,中外都产生了大量数学名题。之所以成为数学命题,在于它们的经典性,通常都巧妙地蕴含了一定的数学思想,比如极限思想、方程思想、转化思想等。借助此类经典命题,对学生数学思考能力的培养与发展有着非常积极的作用。


一些数学名题较为抽象,是学生数学思维培养的工具,比如《庄子》中“一尺之锤,日取其半,万世不竭”的说法。当然,大多数数学题目都是具有计算意义,比如学生在小学生阶段就经常接触的鸡兔同笼的问题,这一问题首次记载于《孙子算经》,在中国古代有着较大的影响。


同样,西方也有不少数学命题,在学生的数学学习中作用颇大。比如丢番图的墓志铭。不同于一般人的墓志铭,丢番图的墓志铭是一道数学题目,“他生命的1/6是幸福的童年,生命的1/12是少年时期。”奇特的墓志铭自然容易引发学生的思考与求解。

 以数学大师激励学习斗志 

在初中生的数学学习中,畏难情绪普遍存在,很多学生一提起数学就感到头疼,不愿学、不想学的氛围比较浓厚。之所以会出现此种情形,固然和数学课程知识点自身的抽象性、枯燥性有着很大的关系,也可以归因于教师在教学层面的不得法。对此,数学史的引入有着很好的作用。


在悠久的数学历史中,无论中国还是西方都产生了大量的数学巨匠,他们为数学的发展起到了至关重要的作用,比如希伯索斯以生命化解了第一次数学危机,又如祖冲之领先西方1000年将圆周率计算到小数点后七位。教师在教学中要善于借助数学大师的经历来激发学生的学习斗志、学习信心,破除学生的畏难情绪。


其中,华罗庚的人物经历有着很好的价值。华罗庚是我国当代著名数学家,他在中华职业学校读书时,因为拿不出学费而中途辍学,帮助父亲料理杂货铺,但就在这种学习条件下,华罗庚用五年的时间自学完了高中以及大学的数学课程,后凭论文成就成功进入清华图书馆。这种不平凡的经历对学生畏难情绪的破除大有裨益。

 以数学史料培养分析能力 

随着教育理念的不断深入以及教学实践的日益深化,数学教学的目标发生了很大的转变,逐渐从教材内容的传授转变为学生学习能力的发展,其中分析能力的发展是非常重要的内容。在漫长的数学发展历程中,古今中外产生了大量的数学史料,其中不少史料对学生分析能力的培养有着极为突出的作用,是学生强化数学知识学习,提升数学学习能力的有效资源。


就以无理数的教学为例,人类对数的认识是一个循序渐进,不断发展的过程,最早认知的数自然就是生活中最为常见的整数、自然数,然后过渡到有理数、无理数乃至复数等。教师在无理数授课中,可以引入毕达哥拉斯学派的观点,然后让学生基于已有的数学知识,分析其中的谬误之处。在毕达哥拉斯学派看来,世间一切现象都归结为整数或整数之比。万物皆数的思想核心就是万物皆有理,因此,毕达哥拉斯学派所提出的数就是有理数。但学生在以往的学习中其实已经接触过一些难以被毕达哥拉斯学派理论纳入其中的数,比如正方形对角线的长,又如π,此时,教师要引导学生分析原有理论的不足之处,自然而然引出无理数。

 

原文载于《基础教育论坛》上旬刊

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