【摘要】隨著課程改革的不斷深入,數(shù)學文化的教育教學價值日益凸顯。數(shù)學文化具有多元性、思維性、創(chuàng)造性和綜合性等特點,這些特點使得數(shù)學文化在育人方面彰顯獨特的價值。通過數(shù)學文化的學習,學生可以培養(yǎng)邏輯思維能力、提升創(chuàng)新能力、增強文化素養(yǎng)并獲得全面發(fā)展。因此,小學數(shù)學教師需注重數(shù)學文化在課堂教學中的滲透,積極思考與探究數(shù)學文化在學科實踐活動中的實施路徑。
【關鍵詞】數(shù)學文化;育人價值;實施路徑
作者簡介:吳兵(1978—),男,江蘇省如東縣雙甸鎮(zhèn)石甸小學。
數(shù)學文化依托數(shù)學知識構建思想與精神體系,滲透于社會生活、科學技術、人文藝術和經(jīng)濟發(fā)展中,是推動人類文明進步的重要力量,其應用廣泛且影響深遠。《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》明確指出:“數(shù)學承載著思想與文化,是人類文明的重要組成部分?!痹谛W數(shù)學教學中,教師在課程內(nèi)容的選擇上要關注具有育人價值的數(shù)學文化,傳承和弘揚中華優(yōu)秀數(shù)學文化。將數(shù)學文化融入小學數(shù)學學科實踐中,對深化學生知識學習、實踐創(chuàng)新能力提升及終身發(fā)展都有促進作用[1]。
一、數(shù)學文化育人的價值
(一)激發(fā)學習興趣
數(shù)學文化蘊含著豐富多彩的問題、思想和方法,教師將數(shù)學文化融入小學數(shù)學,能讓學生意識到數(shù)學不是枯燥的,它是理解世界的一種工具。學生還可以用自己的方式藝術地表達自己對數(shù)學知識的理解。尤其是對于小學階段的學生,數(shù)學文化中的名人典故、實踐情境都具有極強的代入感,更貼近他們的認知習慣,能夠激發(fā)他們自主學習的興趣。
(二)涵養(yǎng)數(shù)學精神
涵養(yǎng)數(shù)學精神是一個深刻且多維度的過程,它不僅僅與數(shù)學知識的積累相關,更在于培養(yǎng)一種獨特的思維方式、邏輯能力、審美意識以及對世界深刻理解的能力。譬如數(shù)學文化中蘊含深刻的科學理性精神,能讓學生了解數(shù)學研究探索的艱辛,學習數(shù)學家追求真理、鉆研創(chuàng)新的精神,以數(shù)學文化涵養(yǎng)學生的科學精神和品格,實現(xiàn)核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。
(三)形成數(shù)學思維
數(shù)學文化包含數(shù)學史、數(shù)學美學、數(shù)學精神和數(shù)學邏輯等內(nèi)容,能夠讓學生更加深入地了解數(shù)學的內(nèi)容,將數(shù)學與生活實際聯(lián)系起來,從而養(yǎng)成數(shù)學思維能力。數(shù)學文化的學習時刻提醒學生在解決學習和生活中的實際問題時要調(diào)動數(shù)學思維,進而形成堅實的數(shù)學思維基礎[2]。
二、數(shù)學文化育人的實施路徑
(一)立足數(shù)學史料,感悟數(shù)學思想
數(shù)學史料豐富多樣,涵蓋了從古代文明到現(xiàn)代科學的漫長發(fā)展歷程,并且每個時期都有其獨特的數(shù)學成就和貢獻。這些史料不僅展示了數(shù)學的發(fā)展歷程,也蘊含著深刻的數(shù)學思想,學生在接觸數(shù)學文化時能了解數(shù)學知識的由來,在不同的數(shù)學史料中感悟不同的數(shù)學思想內(nèi)核。
例如,教師可以為學生講述一個既有趣又蘊含深刻數(shù)學思想的數(shù)學史小故事—關于“0”的發(fā)現(xiàn)與引入。學生最初可能難以理解“0”代表“沒有”或“空位”的概念,他們可能認為“0”是一個特殊的數(shù)字,但不清楚它在計數(shù)、測量和計算中的具體作用。在實際生活中,“0”的應用場景可能不如其他數(shù)字直觀,這增加了理解的難度。為了幫助學生克服這些困難,教師可以通過完整的數(shù)學史介紹,加深學生的理解和印象。首先,教師向?qū)W生進行背景介紹:在原始社會,人們已經(jīng)會使用數(shù)字來表示數(shù)量,但“0”這個數(shù)字卻并不是一開始就存在的。在不同的文明中,人們有著各自的記數(shù)方法,但很多文明都沒有明確表示“沒有”或“空位”的符號。其次,教師介紹“0”的起源和發(fā)展?!?”起源于古印度,那里的數(shù)學家們創(chuàng)造性地引入了“0”來表示“空”或“沒有”。這個符號的引入,使得記數(shù)和計算變得更加方便和準確。然而,當“0”這個符號傳到歐洲時,卻遭遇了封建勢力巨大的阻撓。但隨著時間的推移,人們逐漸認識到了它的價值和重要性。最后,教師帶學生一起分析這段史料中體現(xiàn)的數(shù)學思想,譬如古印度數(shù)學家們敢于創(chuàng)新,引入了“0”這個前所未有的符號,打破了原有記數(shù)系統(tǒng)的限制,這是數(shù)學發(fā)展史上的一次重大突破。這告訴我們,在數(shù)學的學習中,要勇于探索未知,敢于提出新的想法和見解,科學與理性最終會戰(zhàn)勝愚昧和偏見的力量;要堅持科學精神,用理性的眼光去看待問題、分析問題、解決問題。
可見,通過學習數(shù)學史,學生可以了解到數(shù)學是一門不斷積累和發(fā)展的學科,每一個重要的數(shù)學定理或方法都是前人智慧和努力的結晶。同時,學生還可以了解到這些數(shù)學思想的形成過程和應用場景,學會運用科學理性的數(shù)學思想去分析和解決問題[3]。
(二)挖掘美育元素,品味數(shù)學之美
審美意識是學生所應當具備的重要意識,對學生個人發(fā)展有著顯著影響。在育人視角下的小學數(shù)學教學中,教師需要深入挖掘數(shù)學文化中的美育元素,加強對學生審美意識的培養(yǎng),讓學生更好地感知數(shù)學之美,體會數(shù)學文化中的美學價值。
以“比的認識”為例。教師在講解“比”這一概念時,可以挖掘數(shù)學文化中的美學內(nèi)容,直觀地向?qū)W生展現(xiàn)“比”在藝術和現(xiàn)實生活中的運用。譬如“黃金分割”這一特殊的“比”,它在數(shù)學美學中廣為認知且富有觀賞性。首先,教師利用多媒體展示一系列蘊含比例原理的精美圖片,引導學生初步感知比例在視覺藝術中的運用及其帶來的和諧美感。這一環(huán)節(jié)旨在激發(fā)學生對比例概念的好奇心和探索欲。隨后,教師以古希臘數(shù)學家畢達哥拉斯發(fā)現(xiàn)黃金比例的故事為引子,介紹黃金比例(0.618)的由來和它在數(shù)學、美學中的重要意義。這不僅豐富了課堂的文化內(nèi)涵,也讓學生了解到比例知識的深遠歷史背景。比如,教師可以直接展示經(jīng)典的藝術作品如斷臂維納斯、《蒙娜麗莎的微笑》等,以及建筑作品如埃菲爾鐵塔、埃及金字塔等,讓學生在歷史古跡中直觀感受黃金比例帶來的和諧與美感,進而了解這一比例在文藝作品和現(xiàn)實生活中的實際應用與人文價值。其次,為了加深學生的理解和感受,教師可以進一步展示管弦樂器在黃金分割點演奏音樂的視頻片段,讓學生聆聽那因黃金分割而更加美妙動聽的旋律;同時,引入自然界中如向日葵、楓葉等植物的生長形態(tài),展示它們同樣遵循黃金分割比例生長的奧秘,讓學生領略到自然界的數(shù)學之美。最后,教師可以鼓勵學生與同桌合作,相互測量身體比例,特別是探索自己身體中與黃金分割相關的特征。這一環(huán)節(jié)不僅讓學生在實踐中體驗比例的實際應用,還促使他們更加深入地理解和感受黃金分割的神奇魅力,從而提升學生的審美情趣,促進美育與數(shù)學教育的有機融合。
可見,教師挖掘數(shù)學美的相關內(nèi)容并將其融入教學中,能夠讓學生在掌握數(shù)學知識的同時,也能感受到數(shù)學的魅力和美感。教師通過打造充滿藝術氛圍的數(shù)學課堂,讓學生在美的體驗中接受、理解數(shù)學文化,并實現(xiàn)審美素養(yǎng)和審美水平的提升。
(三)巧設實踐活動,培養(yǎng)創(chuàng)新思維
數(shù)學是一門講求創(chuàng)新和實際運用的學科,其教學實踐強調(diào)“學、思、探、做、用”的動態(tài)實踐過程。因此,教師應適時地在課堂中設計基于數(shù)學文化的多元化實踐活動,讓學生在動手操作中理解知識、獲得經(jīng)驗和真知,充分發(fā)揮想象,培養(yǎng)創(chuàng)新思維,實現(xiàn)良好的育人目標。
以“幾何圖形”的教學為例。教師可以巧妙地融入中國傳統(tǒng)的七巧板,設計一系列既富有教育意義又充滿樂趣的課堂活動。首先,教師仔細講解七巧板的起源與發(fā)展。七巧板是一種源自中國古代的益智玩具,由七片不同形狀的木塊組成,其不僅是中國古代數(shù)學智慧的結晶,更是藝術與科學的完美結合。它自宋朝的“燕幾圖”演變而來,至清代定型為現(xiàn)今所見的七巧板,連歷史上的名偵探狄仁杰也曾借助其智慧解開疑案,彰顯了其超越時代的智慧價值。其次,教師引導學生親自動手,展開一場別開生面的七巧板拼圖探索之旅。從基礎入手,學生跟隨老師的引導,嘗試用七巧板拼出正方形、長方形、三角形等基本幾何圖形。這不僅幫助學生復習了圖形的基本屬性,也為學生后續(xù)的創(chuàng)意拼圖打下了堅實的基礎。最后,課堂進入高潮部分—創(chuàng)意拼圖大賽。教師鼓勵學生發(fā)揮想象力,將七巧板變換出無限可能。學生們或低頭沉思,或熱烈討論,最終呈現(xiàn)出一幅幅令人驚嘆的作品。在這一過程中,學生不僅深刻體會到了幾何圖形的魅力,更在動手實踐中鍛煉了空間想象能力和創(chuàng)新思維。通過這樣的活動設計,教師不僅成功地將數(shù)學文化融入課堂,讓學生在輕松愉快的氛圍中學習幾何圖形的知識,還激發(fā)了他們對數(shù)學的濃厚興趣和探索欲。
可見,數(shù)學知識有著很強的操作性與實踐性,教師在開展小學數(shù)學教學時,可以基于數(shù)學文化巧設實踐活動,讓學生在沉浸式的學習探究活動中更加深入地理解數(shù)學知識內(nèi)容,在動手操作中自主解決問題,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,提升學生數(shù)學核心素養(yǎng)。
(四)講述名人故事,體會鉆研精神
數(shù)學的發(fā)展離不開歷史上無數(shù)杰出數(shù)學家的不懈探索與貢獻。古今中外歷代數(shù)學家的輝煌成就與鉆研精神都是數(shù)學學習者的寶貴資源,教師講述他們的故事,使學生體會其鉆研精神,不僅能激發(fā)學生學習數(shù)學的興趣,還能從主觀上增強他們的學習動力,促使其自發(fā)投入數(shù)學研究,以名人品質(zhì)涵養(yǎng)自身品格。
以“質(zhì)數(shù)和合數(shù)”一課的教學為例。教師可以向?qū)W生講述陳景潤證明哥德巴赫猜想的故事。陳景潤出生于福建省閩侯縣,家境貧寒但學習刻苦,對數(shù)學情有獨鐘。1953年,陳景潤畢業(yè)于廈門大學數(shù)學系。1955年,陳景潤回母校廈門大學數(shù)學系任助教。在繁忙的工作之余,他堅持不懈地鉆研數(shù)學科學,閱讀了大量數(shù)學專著,特別是華羅庚的著作,為他日后的研究打下了堅實的基礎。在此后的十多年里,陳景潤幾乎將全部精力都投入了哥德巴赫猜想的研究中。他廢寢忘食、潛心鉆研,光是計算的草稿紙就足足裝了幾麻袋。1966年,陳景潤終于取得了突破性進展。隨后1973年他在《中國科學》雜志發(fā)表了詳細證明:“任何一個充分大的偶數(shù)都可以表示為一個素數(shù)及一個不超過兩個素數(shù)的乘積之和。”這一結論在國際數(shù)學界引起巨大轟動,并被稱為“陳氏定理”。陳景潤鍥而不舍的鉆研精神能夠不斷感染學生,讓學生勇于探索未知、持續(xù)追求進步,成為一個不斷進取的棟梁之材。
因此,在小學數(shù)學教學中,教師不妨引入一些數(shù)學家的故事,讓學生了解數(shù)學研究探索的艱辛,體會數(shù)學家追求真理、不懈鉆研的科學精神,同時借助這些動人的名人故事來啟發(fā)學生,激勵學生學習鉆研探究的優(yōu)秀品質(zhì),感悟數(shù)學文化精神,實現(xiàn)文化立德、學科育人的目標。
(五)結合傳統(tǒng)文化,培育家國情懷
中華優(yōu)秀傳統(tǒng)數(shù)學文化體現(xiàn)著民族精神,蘊含著民族智慧,具有發(fā)展當代學生核心素養(yǎng)的無限可能。在小學數(shù)學課堂中融入傳統(tǒng)文化,有利于增強學生的國家認同感,從兒童時期培育學生的家國情懷。
二十四節(jié)氣作為中國傳統(tǒng)文化的瑰寶,蘊含著豐富的數(shù)學知識和文化價值。從數(shù)學的角度來看,二十四節(jié)氣實質(zhì)上是把地球繞太陽旋轉(zhuǎn)的軌跡(視為一個平面圓,即360°的周角)等分為24等份的分界線。每個節(jié)氣代表了一個15°的角,這種等分思想體現(xiàn)了數(shù)學中的平均分配和精確測量。二十四節(jié)氣不僅將一年劃分為24個時段,還進一步細化了季節(jié)的更替和氣候的變化。這種時間劃分的方式,與數(shù)學中的時間序列分析和周期性研究有著異曲同工之妙。在教授二十四節(jié)氣之前,教師要先給學生簡要介紹其由來、意義以及其與中國傳統(tǒng)文化的關系,通過生動的歷史故事和豐富的文化內(nèi)涵,激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望。在介紹二十四節(jié)氣的平面示意圖時,教師可以引導學生將其視為一個圓上的24個點,每個點代表一個節(jié)氣。這樣的圖形展示不僅有助于學生直觀地理解節(jié)氣的分布和排列,還能激發(fā)他們對幾何圖形的興趣。教師還可以進行《二十四節(jié)氣歌》的教學,通過歌曲中的數(shù)字,讓學生理解不同節(jié)氣所代表的時間點和數(shù)量關系。例如,通過節(jié)氣之間的間隔天數(shù),引導學生進行簡單的加減運算練習,從而加深學生對數(shù)學運算的理解。
可見,教師結合中國傳統(tǒng)文化展開教學,不僅能夠提升學生的學習興趣和數(shù)學素養(yǎng),還能培養(yǎng)他們的文化自信心和民族自豪感,拓寬他們的文化視野,實現(xiàn)學科育人的深層價值。
結語
總而言之,數(shù)學文化在小學數(shù)學教學中的滲透具有重要意義。教師需要深入踐行立德樹人的核心理念,把數(shù)學文化作為數(shù)學學科實踐活動中進行德育教學的生動素材,通過多樣化教學路徑,巧妙融入數(shù)學文化,挖掘數(shù)學文化的思想內(nèi)核,充分發(fā)揮數(shù)學文化的育人價值,促進學生全面發(fā)展,最終實現(xiàn)立德樹人根本目標。
【參考文獻】
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