数学文化与小学数学教学融合路径探索

☉李傲梅

每个民族都有自己的文化,数学在民族文化里扮演着重要的角色。[1]教育部印发的《义务教育数学课程标准(2011 版)》(以下简称《数学课程标准》)中明确指出:数学是人类文化的重要组成部分,数学素养是现代社会每一个公民应该具备的基本素养。[2]对学生进行数学文化的浸润,让孩子们感受数学的博大精深,提高学生的数学文化素养非常重要。那么,在小学阶段可以通过哪些路径对学生进行数学文化的浸润呢?笔者认为,数学文化的浸润应贯穿在学生学习的整个过程中。在小学数学的日常教学中,我们应适时介绍数学发展史、有关数学背景知识、数学在社会与生活中的广泛应用等方面数学知识,创造机会让孩子们有时间阅读数学,有机会玩转数学,有兴趣欣赏数学。我们要立足数学课堂,改革过去只重视学生基础知识和基本技能的教学弊端,不断加强对学生数学思想方法的培养及数学活动经验的积累,让他们感受到数学的严谨和博大,体会到数学的魅力及实用,从而提高他们的数学文化素养。

在小学数学教材中,数学文化无处不在,所以我们要充分利用教材,并深入挖掘教材中相关的数学史、数学家、数学理论等数学史料文化,使学生真正从数学知识来源的角度去思考数学,激发其探究的兴趣和欲望。(1)收集教材中“显性”数学文化资料。在人教版小学数学教材中,设置了“生活中的数学”“你知道吗?”等板块,从不同内容和角度渗透了数学文化,而这些板块是学生理解数学文化的重要素材。例如,数的产生和演变;
指南针的演变;
《年月日》一课中对于中国农历二十四节气的介绍;
古今中外计算工具的演变,等等。在这些教材中直接提供的显性的史料文化的渗透中,让学生了解中国及世界数学发展的大致脉络,感受数学家们的探究热情,激发学生对中国数学超前发展的一种民族自豪感。(2)挖掘和教材相关的“隐性”数学文化资料。当然,还有一些数学文化的史料是隐性的,教材中并没有直接提供,需要教师去搜集和挖掘。例如,在学习《圆的认识》一课时,可以介绍数学史上关于圆的研究记载:“圆,一中同长也”、《墨经》“没有规矩,不成方圆”、《周髀算经》刘徽的“割圆术”等,使学生感受古代数学家们对圆的探究从未止步,不仅拓宽了学生的数学视野,更让学生感受到数学家们对知识的探究热情,从而进一步激励自己。仔细挖掘,细细品味,教材中的显性和隐性的数学史料文化还是非常丰富的。我们要充分利用这些教材中的数学文化资源,并对其加以补充和拓展,让学生在学习知识的同时,增强人文情怀,真正理解数学知识对推动社会发展进程的重要性,让数学文化在学生的心田流淌。

美妙奇趣的数学游戏活动会让孩子们觉得数学有意思、很好玩、很神秘。[3]多组织学生开展数学游戏活动,既可以丰富学生的课余生活,又能培养学生的动手实践能力,还可以扩大孩子们的数学知识面,培养他们的创造力,激发他们探索数学的热情和勇气。“七巧板”是我国古代的一种拼板玩具,由7 块板组成,能拼出千变万化的图案。一年级数学下册《认识图形》中,要求孩子们能通过拼图形发现图形由简单到复杂的变化及联系,感受到图形之美。七巧板的玩法有多种,要鼓励学生大胆想象,充分发挥想象力。几块简单的七巧板,虽然是几何图形,但在学生眼中三角形可以是小房子,也可以是飞机、小兔子……丰富的想象力可以开拓学生的思维,拼玩七巧板可以培养孩子们的动手能力。

“数字华容道”游戏的名称来源于《三国演义》中曹操赤壁兵败后,在华容道被关羽放走的故事。这个游戏要求用尽量少的步数及时间,将棋盘上的数字方块按照从左到右、从上到下的顺序重新排列整齐。玩数字华容道可以很好地锻炼学生的观察、猜想、操作验证、推理等思维品质。在玩这个数学游戏的同时,我们还可引导学生联系生活实际,让学生找找华容道游戏的原理在生活中的运用,例如:推箱子游戏、机械式停车位等。与数学有关的游戏活动还有很多,解九连环、巧算“24 点”、魔方……我们可以适时进行一些比赛,带领孩子们玩转这些具有挑战性的数学活动,让他们在获得成就感的同时,数学素养也得以提升。

(一)生活实践与数学课堂

生活经验是小学生学习数学的重要资源,数学源于生活,生活中又充满数学。我们要把数学和学生的生活实际衔接起来,让数学贴近生活,使学生感受到生活中处处有数学。六年级数学下册《折扣》是要求学生在掌握“求一个数的百分之几是多少”的基础上去解决生活中的问题,应当合理、灵活选择方法,解决有关折扣的实际问题。生活购物中折扣很常见,例如,爸爸想去商场买一件衬衣,雅戈尔专卖店一律七折,新百大厦的促销活动是满200 省80,华亿购物中心是满300 送300。同一款衬衫,三个商场的促销活动不一样,你会选择到哪一家呢?解决这样的问题,要引导学生用学过的数学知识进行讨论:

师:“满200 省80”什么时候最划算?

生:物品的价格是200 元或200 的倍数时最划算。

师:最划算时相当于几折?最不划算时呢?

生:一件东西刚好200 元,满200 省80 元,200 元的物品只需要120 元就可以买到,120÷200=0.6,相当于6 折。

生:最不划算时是物品不满200 元,不打折。

师:满300 送300 难道是不要钱吗?

生:不是的,当然要钱。如果一件商品是290 元,不足300元,还是要付290 元的。

生:送300 元,有可能是送代金券,到下次购物时才能使用。

师:“满300 送300”这个活动最划算时相当于打几折?

生:如果一件物品正好300元,你买了这件物品,商场又送你300 元代金券,又可以买300 元的物品,相当于300 元买了600 元的东西,300÷600 =0.5,相当于打5 折。

小结:买东西时,要从自己的需要出发,货比三家。“满送”与“满省”虽然只有一字之差,有的时候差别却很大。买东西时,有时需要好好组合才更合算。数学真的很有用,生活中方方面面都离不开数学。不仅仅是消费者在选择促销活动时蕴含数学知识,电影院座位的排列、身份证号码的组成、运动场跑道的起跑线、共享单车的计费……都蕴含着数学知识。把数学与生活紧密相连,让孩子们在生活实践中学数学,既能促使他们积极探索、合作交流、思维活跃,又能让他们体会到数学的实用,更能增强他们的数学核心素养。

(二)在数学教学中融合其他学科

《数学课程标准》明确指出:“数学不应是一门孤立的学科,应融入各学科组成的大知识之中,所以要关注数学与其他学科的综合,要让学生善于应用数学,会学数学和喜欢数学。”让学生体会到数学与其他学科之间的联系,把其他学科的知识融入到数学学习中,既能帮助孩子们理解数学的丰富内涵,又能对数学课堂起到积极的推动作用。

1.语文与数学的融合

六年级上册倒数的认识,我们可以借助语文的知识,有的汉字将两个偏旁调换位置,就能得到一个新字。例如“呆”字,上下调换后变成“杏”字;
“昱”字上下调换后变成“音”字。“你还能举出这样的例子吗?”此时,教师话锋一转:“其实数学里也可以换位置,如‘5/7’上下调换后变成‘7/5’,这在数学中叫——倒数。”在学习了三年级下册《位置与方向》的知识,认识了东、西、南、北四个方向后,我们可进行知识的延伸与拓展,带领学生重温小学语文二年级下册的课文《要是你在野外迷了路》,利用太阳、融雪等各种自然和人文现象帮助学生辨别方向。这不仅有助于学生理解、描述现实空间,获得解决问题的方法,还可为发展学生的空间观念提供丰富的素材,让学生感受到数学无处不在与独特魅力。

2.艺术与数学的融合

在学习了图形的平移、旋转和对称的知识后,学生能运用平移、旋转、对称等方式,对基本图形进行变换并设计出简单的图案。我们可引导学生选择一个或几个基本图形,再通过平移、旋转、对称等方式进行变换,最后赋予它一定的含义,设计出一个漂亮的标志。在标志的设计过程中,学生可体会数学与艺术设计的紧密联系及美学价值,培养学生的数学应用意识。

3.科学与数学的融合

数学与科学有着密切的联系。当今科学技术的迅猛发展,人类对科学的探索,都离不开数学。认识完长度单位后,我们可适时向学生介绍“纳米”这个单位:假设一根头发的直径是0.05 毫米,把它纵向平均剖成5 万根,每根的厚度大约就是1 纳米。也就是说,1 纳米就是0.000001 毫米。通过纳米与毫米的换算,让学生直观感知1 纳米的大小,培养学生数感。什么是纳米技术?鼓励学生课后自己调查,锻炼他们搜集整理信息与沟通交流的能力。纳米技术在我们日常生活的吃、穿、住、行中都有着广泛的应用,使用纳米技术的冰箱具有抗菌、去异味的作用,通过纳米技术制造的衣服,具有防水、防油、防静电的作用,纳米技术生产的汽车轮胎,耐磨、防滑,能有效减少交通事故的发生。数学还可与历史、道德与法治等学科融合。数学与其他学科的有效融合可以丰富数学学习的内容,促进学生思维的发展,为培养具有创新能力和复合型素质的人才奠定基础。

在平常的数学教学中,有关数学文化的教学,大多数教师通常采用的是读一读、看一看的形式,学生得到数学文化元素的信息量很小,学习情境受到局限,处在“只知其然而不知其所以然”的层面。如果以现代信息技术作为支撑,发挥信息技术的优势,图文并茂,形象直观,则更能让学生感受到数学文化的魅力,绽放数学文化的光彩。当然,信息技术既可以是通常的多媒体教学,如常规的课件、微课等,也可以是运用大数据时代的网络平台来丰富学习。例如,我们在教学圆周长的时候,为了让学生全面了解圆周率,我们可以通过课件让学生穿越时空的隧道,了解圆周率的历史,介绍祖冲之对圆周率的贡献。学生在从古到今、从中到外的数学发展中可以感受到数学成果的精确,体验到人类对数学知识的不断探索,更为学生未来对数学的学习和发展留下了畅想的空间。

浸润数学文化,是一个需要长期坚持的过程,不可能一蹴而就。它的价值也不可能在短期内见效。但是,只要我们确定正确的航向,以教师提升为“桨”,以合理利用教材、挖掘思想、联系生活、开展实践活动、多学科整合、信息融合等策略为“翼”,构建数学文化共同体。在这样全方位数学文化的浸润之中,数学思考的魅力将被张扬,学生思考问题的方式方法和视角将被改变,学生数学思维的乐趣将被深度激发,“数学文化浸润”这艘大船最终必将驶向“学生核心素养提升”的彼岸,从而实现学生在秉承数学素养、掌握学习能力、持有价值追求基础上的“可循环学习”。

数学的色彩是五彩斑斓的,数学的空间是神奇瑰丽的。只有当数学文化真正融入日常数学教学之中,浸润在点滴的数学活动里,学生才会喜爱数学、亲近数学、享受数学。通过开展回溯数学之源、感受数学之美、触摸数学之魂、喜欢数学之趣等数学文化活动,播下优良的数学种子,数学之花必然在不久的将来在学生的心田迎风怒放,开花结果。

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