俞周曉
摘要:我國對數(shù)學史的重視相對西方國家起步較晚,但近些年,數(shù)學史在數(shù)學教育中的作用越來越受到國內很多專家、學者的關注,成為一個競相研究的熱門領域。2011年版的小學數(shù)學課程標準中提到,數(shù)學文化作為教材的組成部分,應滲透在整套教材中。為此,筆者對數(shù)學史在新人教版小學數(shù)學教材中的滲透進行了探討。
關鍵詞: 新人教版;小學數(shù)學教材;數(shù)學史;數(shù)學教育;九章算術
法國數(shù)學家龐加萊在《科學與方法》中指出:如果我們想遇見數(shù)學的未來,適當?shù)耐緩骄褪茄芯窟@門課的歷史與現(xiàn)狀。1972年成立的數(shù)學史與數(shù)學教育國際關系研究小組(International Study Group on the Relations between History and Pedagogy of Mathematics,簡稱HPM),標志著數(shù)學史和數(shù)學教育關系成為一個學術領域,西方各國開始重視數(shù)學史在數(shù)學教育中的重要作用。我國對于數(shù)學史在數(shù)學教育中的意義的重視不如西方國家,起步較晚,但近些年,數(shù)學史在數(shù)學教育中的作用越來越受到國內很多專家、學者的關注,成為一個競相研究的熱門領域。《義務教育數(shù)學課程標準(2011年版)》(以下簡稱課標)中指出,數(shù)學文化作為教材的組成部分,應滲透在整套教材中。本文主要探討數(shù)學史在小學數(shù)學教材中的滲透,選取了新人教版的內容作為主要研究對象。
一、新人教版小學數(shù)學數(shù)學史內容的整體介紹
以下是對新人教版小學數(shù)學數(shù)學史內容的統(tǒng)計,并以表格的形式展現(xiàn)。
二、新人教版小學數(shù)學數(shù)學史內容的比較
從數(shù)學史在新人教版小學數(shù)學教材中分布的橫向內容來看,絕大部分分布在各課最后的“你知道嗎?”這一環(huán)節(jié);有少量分布在“數(shù)學游戲”這一環(huán)節(jié),如四年級上冊P.70的莫比烏斯帶;也有少量分布在“閱讀材料”這一環(huán)節(jié),如六年級上冊P.128雞兔同籠在《孫子算經(jīng)》中的解法;也有少量分布在課的開頭作為引入,如六年級上冊P.126雞兔同籠;還有少量分布在課后練習中,如六年級上冊P.111楊輝三角。
從數(shù)學史在新人教版小學數(shù)學教材中分布的縱向情況來看,低段一、二年級數(shù)學史內容較少,中段三、四年級數(shù)學史內容逐漸增多,高段五、六年級數(shù)學史內容所占比例最大。隨著年級的升高,數(shù)學史的內容也隨之增多。實際上,根據(jù)低段學生的年齡和認知特點,一、二年級的小朋友更應該從“一張白紙”時開始就接受數(shù)學文化的熏陶,而不是單純地學習算術。具體操作可以用小朋友較易接受和理解的講故事的方法,在課上用幾分鐘時間講一個數(shù)學小故事,讓學生知道本節(jié)課數(shù)學知識的由來、數(shù)學家的趣事等,從而激發(fā)學生對數(shù)學知識的興趣。例如,在學習新人教版數(shù)學一年級上冊第七單元“認識鐘表”時,教師可對課后“你知道嗎?”這一環(huán)節(jié)的數(shù)學史進行擴充,補充鐘表的由來、中國古代不同時期的計時工具等內容,拓展學生的知識面,激發(fā)學習興趣。又如,在學習新人教版數(shù)學一年級下冊第五單元“認識人民幣”時,可以讓學生在課外查找貨幣的由來、古代不同時期的貨幣、不同國家的貨幣、人民幣的幾個不同的版本等資料,讓學生了解到人民幣的歷史淵源,從而為提高數(shù)學課堂效率服務。
從數(shù)學史在新人教版小學數(shù)學教材中分布的橫向情況來看,中國古代的數(shù)學史材料有29個,外國的數(shù)學史材料有21個,中國古代的數(shù)學史材料遠超過了其他各國,這樣的選取可以讓學生感受到中國古代數(shù)學在數(shù)學史上的輝煌成就,培養(yǎng)學生良好的國家榮譽感。另外,中國古代的29個數(shù)學史材料中,直接出自《九章算術》的有6個,出自劉徽的《九章算術注》的有3個,也就是說,與《九章算術》有關的數(shù)學史材料占了近三分之一?!毒耪滤阈g》在中國數(shù)學史乃至世界數(shù)學史上都有極其重要地位,它是中國古典數(shù)學最重要的著作,也是世界數(shù)學史上極其珍貴的文獻?,F(xiàn)傳本《九章算術》包括246個數(shù)學問題,分為方田、粟米、衰分、少廣、商功、均輸、盈不足、方程、句股九章?,F(xiàn)在新人教版數(shù)學教材中的關于《九章算術》《九章算術注》和劉徽的數(shù)學史資料篇幅較小,內容也較淺,這遠遠不能滿足學生的需求,但它可以作為一塊敲門磚,幫助學生打開《九章算術》的大門,進入一個更為廣闊的數(shù)學世界。具體操作可以是教師選取與課程有關的《九章算術》中的內容進行補充,也可以是學生自行閱讀《九章算術》等古代數(shù)學名著,還可以是學生自主通過網(wǎng)絡或書籍了解劉徽的生平及他的著作《九章算術注》《海島算經(jīng)》。
三、多角度、多維度挖掘教材中的數(shù)學史材料
課標中指出,數(shù)學是人類文化的重要組成部分,數(shù)學素養(yǎng)是現(xiàn)代社會每一個公民應該具備的基本素養(yǎng)。作為促進學生全面發(fā)展教育的重要組成部分,數(shù)學教育既要使學生掌握現(xiàn)代生活和學習中所需要的數(shù)學知識與技能,更要發(fā)揮數(shù)學在培養(yǎng)人的理性思維和創(chuàng)新能力方面不可替代的作用。作為一名教師,應不僅僅滿足于當前課程知識的程度,還應站在更高更遠的位置去俯視當前的課程知識,并將各知識點進行橫向并聯(lián)、縱向串聯(lián),使之成為一個完整的系統(tǒng)。教師只要有了這樣的眼界和認知,就能拓寬學生的眼界與知識面。
對于數(shù)學史的輔助教學也一樣,教師需要站在更高更遠的地方去“縱向串聯(lián)”“橫向并聯(lián)”,讓學生對數(shù)學文化有一個系統(tǒng)性的理解。下面以新人教版小學數(shù)學教材六年級上冊P.15分數(shù)的極限思想(《莊子·天下篇》) 和 P.68圓田術(《九章算術·方田章》、劉徽《九章算術注》)為例來進行說明。
新人教版小學數(shù)學教材六年級上冊P.15的“你知道嗎?”(圖片如下):
它在這里引用《莊子·天下篇》里的典故,主要是讓學生更好地了解分數(shù)? ? 。而這個典故所包含的數(shù)學史知識在教學《高中數(shù)學課程標準實驗教科書·必修5》第二章“數(shù)列”2.1數(shù)列的概念與簡單表示法時,就可以用來加深學生對數(shù)列的認識與理解。在學習極限時,這個典故所包含的數(shù)學史知識仍然可以用來加深學生對極限思想的理解和應用。這樣就縱向地把相關的數(shù)學史串聯(lián)了起來。所以,教師在教學過程中不能只“知其然”,還要“知其所以然”。教師一方面要有更高的眼界,給予學生更廣的知識面;另一方面要把握好教學過程中的“度”,明確各年齡層所能接受的范圍,以便更好地利用數(shù)學史知識來進行輔助教學。
新人教版小學數(shù)學教材六年級上冊P.68的“你知道嗎?”(圖片如下):
它在這里引用數(shù)學史知識是讓學生了解圓面積公式的由來,更好地理解圓的面積公式,幫助學生在理解的基礎上進行記憶。這個材料同時也滲透了“極限”的思想,讓學生對“極限”有一個較為初步的了解,也讓學有余力的孩子增長數(shù)學素養(yǎng),為其后續(xù)的學習奠定基礎,縱向地把相關的數(shù)學知識串聯(lián)起來。
作為教師,要給學生一碗水,自己必須要有一桶水。數(shù)學教材中的有限知識,教師在吸收的過程中,若利用個人的專業(yè)素養(yǎng)進行加工、整理與補充,可以變幻出更多更好更符合學生口味的知識,這就對教師的個人專業(yè)水平提出了更高的要求。教師必須與時俱進,為自己擁有“一桶水”甚至“一池水”而不斷努力。
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(責任編輯:韓曉潔)