数学文化史课堂教学融合初探
【摘要】数学是一门实用性极强的工具学科,若基于历史的视角进行分析,可发现该学科的文化特质也是比较鲜明的,无论其内容本身,还是其发展演变过程,都可以成为文化的载体或表现形式.基于这一认知,将数学文化史中的内容引入中职课堂,便具有非常突出的必要性和可行性.现从教学实践的角度出发,对中职数学的文化史进入课堂问题进行探索,强调教材利用文化多元,以及案例结合的策略要点,希望能够据此突出数学文化的严谨性与逻辑性,以及对学生抽象思维能力形成的促进作用.
【关键词】中职数学; 课堂教学; 文化史; 教学资源
自二十世纪五十年代起,数学文化内容中所具有的潜在教育功能逐渐引起重视,国内外教育学者的相关论述自此以后开始屡见于研究成果,特别是我国 2011 年以后,义务教育数学课程新标准的发布,使数学文化史内容怎样更有效地融入课堂教学成为一线教师普遍关注的热点议题,针对此议题的理论研究与实践探索炙手可热,然而依然有一些具体问题尚未引起充分的重视,或者处于解决不利的局面,像与教材的结合,对内容的深挖,以及与案例的联系等,还有很长的探索之路要走.
一以教材为核心的文化史引入
按照新的数学课程标准所提的要求,各个版本的中职数学教材均把文化史的内容纳入其中.我们认为教材属于开展各项具体教学活动的关键载体,在教材中提供了哪些文化史内容? 这些内容在数量分布上的安排是不是足够合理? 呈现的方式是不是有足够吸引力?诸多问题都应当成为教师孜孜以求探索的课题.研究这些课题,将会让文化史内容在数学课堂上的展示形态更加完善,从而带动教学效果的有效提升.
以目前各地中职所普遍使用的高教版、人教版等中职数学教材为例,几个版本的教材具有文化史引入的显著共性特点,例如,各版本教材在各个年级都有渗透,其中人教版渗入量为 41 处,高教版渗入量为38处,数量相近.教师在教学过程中,应当充分发挥这些渗入的文化史内容的作用,在不同类型的课堂上给予恰当选择,使之产生引导与启示的功能.
二以多元为目标的文化史探索
中职数学教师在安排各种类型的课堂教学活动之际,需要充分体会数学文化所具有的无穷价值,利用巧妙的组合与策略,帮助学生在自然而然的状态下,体会到数学文化的感染与熏陶功能,继而突显出教学任务本身的魅力.除了前面所述基于教材的操作方向以外,教师应当明确文化史内容的内涵之丰富外延之广阔,在使用相关内容时,需要不惮辛劳,对各项内容进行以教学任务为指引的细致思考,尽可能使呈现在课堂上的文化史内容更加多元化,举凡数学思想数学历史数学家故事等,均可以在经过收集与整理之后,用恰当的形式呈现在课堂上.举例而言,当教师有讲授概念性和理论性较强的数学知识的必要时,便可以将数学史内容引入进来; 当教师有讲授操作色彩和体验色彩突出的数学知识时,便可以让历史上经典的实践活动设计案例引入进来,等等.多元化的文化史内容与不同的教学任务相结合,可使中职生的数学综合能力得到充分的训练.接下来笔者分别从数学思想数学历史数学家故事几方面内容的引入做具体说明.
首先,关于数学思想的引入,教师需要明确数学思想来源于社会知识与数学方法的本质,中职生所能接触的常用数学思想涉及分类集合转化数形结合等.其中分类思想比较常用,它将重点引领学生完成事物共性的总结,使学生尝试思考为什么与怎么样分类的问题,培养其对分类思想的灵活运用能力.再比如转化思想,在数学文化史中,这也是一种比较重要的思想,它主要借助已有经验,将原本复杂的问题转化为简单问题.除此以外,像转化集合极限数形结合等思想也在中职课堂教学中时有体现,教师恰如其分地引入或渗透,可有助于中职生处理实际问题能力的发展,让其从更加灵活的视角应用数学思想,解决数学问题.
其次,关于数学史的引入,同样具有较强的现实意义,因为数学是积累性学科,目前已经取得的一切成果,皆与历史演变有关,掌握必要的数学历史知识,可以让学生在体会知识的产生过程的同时,理解教学任务中的定义来源等问题,与此同时,对其民族使命感与民族自豪感的产生有益.如前所述,在各个版本的中职数学教材中,阅读材料你知道吗等板块中,都有数学历史知识的介绍,往往会有不同程度的说明,教师利用这些说明,将其自然地引入到课堂之上,是值得倡导的做法,与具体的问题解决要求相联系,有益于学生数学技巧的发展.
第三,关于数学家的故事,教师应当意识到数学知识的产生演变学习使用等,均与数学家孜孜不倦的探索密切相关,正是他们给后人开启了接近数学奥秘的大门,无论是中国的刘辉祖冲之,还是外国的毕达哥拉斯笛卡尔,数学文化史中数学家的故事举不胜举,在中职数学课堂教学过程中,教师可以适时引入这些故事,让学生因故事而对数学产生兴趣,产生深入探索下去的热情.
三以案例为载体的文化史呈现
在探索中职数学课堂教学中引入文化史的问题时,让文化史内容附着于何种载体之上,是一个应当引起关注的问题,该问题的价值在于教师应当从何处教学生应当自何处学的难题将因此得到化解.依笔者的观点,使案例成为平台和载体,让文化史内容附着于案例之上,达到二者的相互关联与互相促进,是比较理想的引入策略.例如,当教学与二项式定理有关的内容时,将会涉及二项式系数的知识,在世界各国的数学文化史中均有涉及,其中我国南宋著名的数学家杨辉更是其中无出其右的先行者与佼佼者.他在杨辉三角方面的卓越成就,完全可以将相关内容在课堂上展示给学生看,趣味性十足,再结合教材内外的相关案例,会带给学生一次良好的认知体验.在此过程中,学生将会更加充分地感受到数学之美,以及文化史内容与数学和生活的密切关联,从而让学生的数学文化素养得到更进一步的培养.具体案例对于文化史内容所具有的载体功能是十分明显的,教师可视不同案例特点,使之承载相关的文化史内容,再以文化史内容反过来发挥出学生对于案例的思维认知的辅助作用,让二者起到相辅相成的效果.
结束语
从各校大量数学课堂中文化史引入的实践效果分析,文化史内容在学生数学素养改善方面的作用普遍比较明显,但改善作用通常需要大量时间与方法的积累才能实现,想在短时间内产生积极影响的可能性不大.通过中职数学教师持续不断的努力,特别是在系统教学过程中,分别或结合实施本文所强调的教材利用文化多元,以及案例结合等各策略要点,将使数学课堂教学效果从量变产生质变,对学生数学学习思维数学学习习惯等均将产生较大帮助.而关于数学文化史引入这方面的研究,也势必成为分析目前中职时期数学改革的重要着眼点之一.