数学文化融入初中数学课堂的教学策略

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刘小明

江西省赣州市蓉江新区潭东镇潭东中学 邮编:341000

摘要

数学作为初中阶段十分关键的科目,对学生高中和大学的继续深造有着十分关键的影响.但许多初中数学教师却注重于知识的讲解和传授,而忽略数学文化的渗透教学,导致学生无法体会和理解数学的魅力和精髓.本文以如何将数学文化融入初中数学课堂进行探究,旨在提高课堂教学的教学效率,从而实现学生的全面发展.


关键词

数学文化;课堂教学;初中数学;融入

正文


数学文化是人类历史中不断积累、总结和升华而得的瑰宝,既包括数学语言、思想、精神、观点和方法等诸多要素,也包括与之相关的数学美、数学教育、数学史与数学家等.如今数学文化成为初中数学课程标准的一部分,因此也需要引起应有的重视.笔者认为:在教学活动中,如果教师在讲授理论知识的同时主动将数学文化融入其中,即可以助力于学生对数学文化底蕴和价值的了解,同时还可以让他们对数学知识的形成与发展有更清晰的理解,从而有助于提高数学课堂教学的教学效率.

一、融入数学文化,流畅导入新课

初中数学知识相比小学数学知识而言,具有更典型的抽象性.教师如果不注重新课导入环节的设计,习惯使用开门见山地方式讲解新课,缺乏过渡,会使得课堂氛围变得沉闷无趣、枯燥乏味,从而导致学生产生突兀感,降低他们的学习兴趣与积极性.反之,在新课导入环节中融入与所授知识点相关的数学文化元素,可以创建积极的课堂气氛,从而集中学生的专注力,提高他们学习新知识的兴趣,从而流畅地导入新课内容.

正数与负数教学为例,教师先讲解一些有关正数和负数的数学文化知识.比如,我国是最早使用负数的国家,早在两千多年前就有负数的概念,掌握正负数的运算法则.魏晋时期的数学家刘徽在负数的研究上作出了重大的贡献,他不仅给出正负数的概念,还指出在计算过程中要用正数和负数来区分具有相反意义的量;我国著名数学专著《九章算术》最早提出正负数的加减法法则,元代数学家朱世杰还给出正负数的乘除法则;负数得到认识和被承认中国比国外要早许多,在欧洲14世纪法国数学家丘凯将负数归为十分荒谬的数,直到17世纪荷兰数学家日拉尔才首次认识和使用负数解决几何问题.

在上面课例中,教师在导入环节中先融入正数和负数的相关数学文化元素,带领学生了解我国古代和国外数学家的相关研究和贡献,激发学生的学习热情和兴趣,从而很流畅地导入新课,为后续的课堂教学做铺垫.

二、融入数学文化,激发知识趣味

初中数学知识与学习方法与小学数学不同,其内容更显枯燥乏味、同时教学形式也相对单一,但对学生的逻辑思维能力要求更高.容易导致学生厌学,不利于课堂教学的实施.初中数学教师在课堂教学中,应该根据教学内容适时融入与之关联的数学文化,让学生在名人故事中找到数学知识的魅力和趣味性,使其好奇心得到激发,并在愉悦的气氛中高效地学习.

二元一次方程组教学为例,教师可以这样导入:我国古代数学著作《孙子算经》中记载着这样一道数学题:今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何?教师利用古代书籍中的原题引入新课,可以激发学生的学习热情,使其感知中国古代数学文化,增强民族自豪感,激起求知和探究的欲望,助力于接下来的数学知识学习,再让他们经历分析问题、解决问题、升华问题的过程,从而培养学生的逻辑能力和推理能力.

三、渗透数学文化,深化理解知识

数学是一门具有高度严谨性的学科,数学知识有着大量的规律性,包括了大量的概念、定理、公式、性质等内容,对于逻辑思维较弱的初中生而言,很难深刻理解与透彻掌握,容易产生畏难情绪.而融入相关数学文化能够让学生从源头上理解数学知识,深入体会数学定理的探索过程,从而让他们形成完善的数学思维,用时也有助于精彩课堂的生成.

勾股定理教学为例,教师可以通过引入列夫·托尔斯泰在小说《一个人需要多少土地?》中的一个数学故事:有一个叫帕霍姆的人到草原上购买土地,卖地人说:谁出1000卢布,那他从日出到日落走过的路所围成的土地都归他,假如日落之前无法回到原点就一点土地也得不到.于是帕霍姆付了1000卢布,第二天太阳刚从地平线升起,他就连忙在草原上走去,行走10俄里后往左拐,又走一段路程再向左拐,当走2俄里后发现天色将晚,自己离出发点有17俄里,于是改变方向朝出发点跑去,终于在日落前返回到原点,可是他还未站稳就倒地而死.引出问题:你们能计算出帕霍姆这一天共走多少路吗?走过的路所围成的土地面积有多大?教师指导学生在自备的方格纸上作图求解.如此,教师讲解勾股定理时科学渗透数学文化,利用有趣的数学故事引出研究内容,建立数学与生活之间的联系,让学生对勾股定理认识得更为深刻,推动他们数学思维的形成和发展,提高课堂效率,让本堂课更加精彩.

四、探寻数学文化背景,丰富数学课堂教学

在初中数学课程教学中,知识的传授与文化的融入不能毫无目的随意进行,而是应该科学合理的设计.盲目地融入数学文化,容易使得教学思路混乱,从而导致学生的思维逻辑被中断,影响正常教学秩序,造成学生学习效果不如预期.因此,初中数学教师应该根据教材内容,适当地添加数学文化元素,既可以丰富课堂教学内容,同时也引导学生挖掘数学文化中所隐含的数学情景,从而消化和吸收相关知识,提高其学习效果.

平行教学为例,教师不妨组织学生走出教室,来到校园认真观察电线杆上的电线,引出问题:高空中的电线这么长,为什么两根电线不会交叉在一起?学生通过思考与讨论能够很轻松地给出答案:这些电线之间是平行关系,永远都不会相交.然后,教师借机引导,引出平行的概念,激发学生的求知欲,接着引导学生观察和发现生活中的其它平行现象,让他们在观察、讨论的过程中把较为抽象的数学概念具体化,从而真正理解平行线的概念.之后,教师带领学生返回教室,让学生从生活中的实物上抽象出平行线,并尝试动手画一画平行线,使其结合其作品探究平行线的相关性质,发现平行公理,让他们学会用数学的眼光思考问题,提高数学素养.这样,教师在教学活动中并不局限于课本与教室,而是走出教室,走进生活,让学生真切感受到生活中处处有数学,并挖掘数学底蕴,使其学习动机更为明确和激烈,助力数学课堂.

五、注重数学文化价值,感知数学知识魅力

数学文化不仅是数学研究者知识经验与探索历程的不断积累,还是人类精神文明的关键构成部分.在新时期教育背景下的初中数学教学过程中,教师的工作侧重点不能仅仅局限于数学理论知识的传授与解题技能的训练,也不能只停留在简单介绍数学文化,而是要注重数学文化的价值,极力发挥数学文化的功能与作用,引导学生了解有关数学知识的起源和发展历程,以及背后的数学故事,使其充分感受数学知识的魅力,助力别样数学课堂的生成.

认识概率教学为例,教师在讲授理论知识过程中可以渗透一些相关的数学史:概率,又称或然率,是一个在01之间的实数,是对随机事件发生的可能性的度量;随着研究的深入,人们发现等可能性逐渐暴露出一些问题,针对同一事件,从不同的角度得出不一样的概率,从而产生一些悖论.随着经验的积累,人们逐渐意识到,在做大量重复试验时,随着试验次数的增加,一个事件出现的频率,总在一个固定数的附近波动,显示一定的稳定性.奥地利数学家米泽斯于1919年把这个固定数定义为该事件的概率,这就是概率的频率定义,不过这个定义不够严谨.俄国数学家柯尔莫哥洛夫在1933年给出概率的公理化定义.针对上述课例,教师在讲述概率相关理论知识的同时,融入一些关于概率的数学文化发展史,再结合生活实例,创设一个轻松愉悦的教学气氛,激发学生对概率知识的学习兴趣,改善和发展学生的思维,并助力课堂教学的高效实施.

六、拓展数学文化知识,提升学生综合能力

数学是一门有着博大精深的知识的学科,很多造诣颇深的数学家从各个方面出发,做了深入研究,为数学发展做出了不可磨灭的贡献.教师要在数学基础知识细致讲解的同时,更要不断提升学生的综合能力.因此教师必须注重课堂问题的创设,可以利用数学文化知识编写一些具有一定难度的创新题型,培养学生学习数学知识的爱好和乐趣,从而提升学生的综合能力,继而取得良好的课堂效果.

三角形面积的计算教学为例,教师可引入古希腊数学家海伦和他的海伦公式,以及我国南宋数学家秦九韶和他的秦九韶公式.海伦公式:如果一个三角形三条边的边长分别是abc,则三角形面积,其中.秦九韶公式如果一个三角形三条边的边长分别是abc,则三角形面积.在教学中,教师给出公式,并给出三角形三条边的长度,设置问题,第一问可以求面积,第二问可以求三条边上的高,第三问可以求内切圆的半径.第一问是运用公式直接求解,第二、三问可以使用等面积法求解.

上述案例中,教师以数学文化为背景,将初中数学知识与数学文化相融合,为学生创建了新题型,有效锤炼了学生的数学思维,拓宽了学生的知识面,使其思维得到深层次和各方面拓展,数学能力得到提升,综合素质得到提高.

七、依托数学文化优势,提升学生审美能力

在新时代背景下的初中数学教学中,数学教学不仅要让学生掌握数学基础理论知识和解题技能、形成严谨的认知与思维,还要培养其数学素养.教师应该借助数学文化的优势,适时适当地引导学生欣赏数学之美.数学之美作为数学文化的重要组成成分,有助于理解数学知识的潜藏价值和感受数学的内在美,从而提升他们的数学素养.

黄金分割教学为例,一些设计精巧的建筑物或者其他物体都蕴藏黄金分割的道理,教师可以在课前收集相关的素材,例如:五角星、东方明珠电视塔、印度泰姬陵、古埃及的金字塔、北京故宫、巴黎圣母院等,并制作成微课.在导入环节,教师让学生先欣赏和体会这些精美图片所蕴含的数学之美,初步体会黄金分割带来的美感,产生想继续学习黄金分割的欲望.教师再简单介绍与黄金分割相关的数学文化,如:黄金分割比源于公元前6世纪,古希腊的毕达哥拉斯学派研究正五边形和正十边形的作图;第一个系统研究这一问题的数学家是古希腊数学家欧多克索斯,早在公元前5世纪他就意识到黄金分割的定义,也就是把长是L的线段分为两部分,使其中一部分与全部之比,等于另一部分对于该部分之比;等等.

对于上述案例,教师巧妙地把数学文化史和实例素材参透知识之中,通过对重要事物的介绍和精美图片的欣赏,让学生了解到数学文化在人类文明发展中的重要地位和意义,让学生学到数学知识的同时,又体会到了大自然的神奇和数学的美.

总之,在初中数学教学活动中,教师应该积累数学文化知识,要善于发现机会,从多个方面与不同视角大力渗透数学文化,从而提高课堂教学的教学乐趣和效率,为数学课堂注入更多的生机与活力,带领学生一边学习数学知识与技能,一边潜移默化地接受数学文化的熏陶,提升他们的各项能力与数学素养.

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