江蘇宿遷市宿豫區(qū)實驗小學(223800)
數(shù)學史是研究數(shù)學科學發(fā)生、發(fā)展及其規(guī)律的科學,簡單地說就是研究數(shù)學的歷史。數(shù)學史在數(shù)學中有著不可忽視的地位,但其在教育教學中的作用直到十九世紀才被認可,現(xiàn)已作為數(shù)學教學的重要內容被廣泛研究。國內對于數(shù)學史的研究大多停留在理論層面上,與實際教學聯(lián)系不緊密。因此,教師應及時更新理念,根據(jù)具體的教學內容和學生的實現(xiàn)情況,通過數(shù)學史培養(yǎng)學生的數(shù)學素養(yǎng)。
數(shù)學史中有一些著名數(shù)學家在探究數(shù)學問題時發(fā)生的小故事,這些小故事經過語言加工后變得有趣且具有教育意義,對小學階段的學生來說有很大的吸引力。學生邊聽故事邊進行探究,會使他們對數(shù)學學習產生更濃厚的興趣。因此,在數(shù)學教學中,教師合理運用數(shù)學史,能使學生更好地掌握所學的數(shù)學知識。如《孫子算經》中的“雞兔同籠”問題,通過介紹古人發(fā)明的“抬腳法”,調動了學生的學習積極性,使學生掌握更多解決“雞兔同籠”問題的方法。
小學階段,學生的品德培養(yǎng)遠比成績更為重要,但是在應試教育背景下,學生的成績被更加重視,甚至提到首要位置上,導致學生的品德培養(yǎng)被忽視。數(shù)學教學中,數(shù)學史的融入可使學生感受到數(shù)學家堅持不懈的探索精神,以及數(shù)學家在失敗中不斷反思、不斷改進的嚴謹治學品質,從而對“失敗是成功之母”的體會更加深刻。這樣教學,對學生精神層面的教育具有重要意義,對培養(yǎng)學生良好的品德有積極的助推作用。
數(shù)學知識也許有新舊之分,但研究數(shù)學知識的方法卻永不會過時,因此古人關于數(shù)學知識的探究方法在現(xiàn)代數(shù)學學習中同樣適用。數(shù)學史的融入能夠讓學生了解古人探究數(shù)學的過程,對學生學習數(shù)學有一定的啟發(fā),使學生的數(shù)學思維方法得到拓展和完善。如數(shù)學家劉徽的“割圓術”數(shù)學思想在之后被其他數(shù)學家學習并運用到相關問題的驗證中,探究出相當于西方國家卡瓦列里原理的知識,形成祖暅原理。因此,通過學習數(shù)學史,能夠有效提升學生解決數(shù)學問題的能力,拓展學生的思維視界。
將數(shù)學史融入數(shù)學教學中,教師可以選擇關于我國的數(shù)學發(fā)展史料和數(shù)學成果進行介紹,也可以根據(jù)具體的教學內容引導學生比較國內外數(shù)學史,這樣能培養(yǎng)學生的愛國主義情感,使學生產生對祖國的自豪感以及為國爭光的使命感。另外,數(shù)學是理性思維和想象的結合,它的發(fā)展始于社會的需求,所以就有了數(shù)學美,如對稱之美、黃金分割等。因此,將數(shù)學史融入數(shù)學教學中,能夠讓學生對美學價值的感悟更加深刻,使學生的數(shù)學素養(yǎng)得到發(fā)展。
數(shù)學課堂中,不是所有的教學內容都適合融入數(shù)學史,也不能將數(shù)學史過度地融入教學中,因為過猶不及會使學生對數(shù)學產生厭惡情緒,所以教師有選擇地滲透數(shù)學史就顯得格外重要。例如,教學蘇教版小學數(shù)學“三角形的內角和”一課時,教師的教學方法一般有兩種:一是讓學生通過觀察,運用量角器測量出各個角的度數(shù),最后相加得出結論;二是通過折疊、拼湊等方法,驗證三角形的內角和等于180°。在學生對結論驗證的過程中,教師可適時融入數(shù)學史,使學生感悟到內角和定理背后的人文情懷,掌握相關的知識。一個數(shù)學知識點通常蘊藏著不少的數(shù)學史內容,因此教師需要根據(jù)學生的實際學習水平對數(shù)學史進行選擇,使數(shù)學史可以更高效地融入課堂教學之中,被學生所接受和理解。如滲透古希臘發(fā)現(xiàn)三角形內角和的歷史故事:早期研究中,數(shù)學家泰勒斯僅提出三角形內和的定理,并未進行驗證,而普羅克拉斯利用兩線旋轉的方法證明了此定理。滲透相關的數(shù)學史后,教師可據(jù)此延伸出更多有探究性的問題,使學生掌握更多的數(shù)學知識。最后在布置家庭作業(yè)時,教師可讓學生查閱相關知識的數(shù)學史,增強學生對數(shù)學的喜愛之情。
小學數(shù)學教材中有關數(shù)學史的內容較少,即使提及也僅作為輔助教學的閱讀材料而一筆帶過。因此,要想將數(shù)學史融入數(shù)學教學中,教師應以現(xiàn)行的數(shù)學教材為依據(jù),將數(shù)學史內容編排進去。以蘇教版小學數(shù)學教材為例,三年級下冊教材對我國古代算籌計算法的介紹僅僅只有簡單的幾行字,此時教師可以豎式計算為依據(jù),講解我國古代人民的智慧產物——算籌,還可以對算籌的延伸物——算盤予以講解和展示,讓學生了解古代數(shù)學知識的精粹。又如,蘇教版小學數(shù)學五年級上冊教材只對負數(shù)的由來進行簡單地敘述,教師在教學此內容時,可基于教材深化對負數(shù)歷史知識的講解:《九章算術》對正負數(shù)進行劃分,并對負數(shù)進行了定義;數(shù)學家劉徽借用算籌對正負數(shù)進行更為明確的界定,并將其廣泛運用;西方國家對于負數(shù)的認識則從十七世紀開始……通過對負數(shù)歷史知識的講解,培養(yǎng)學生對祖國的自豪感和熱愛之情。同時,建議編者、專家在今后的數(shù)學教材選編上,加大對數(shù)學史內容的編排,使學生從課本中學到豐富的數(shù)學史知識。
創(chuàng)設情境是現(xiàn)今課堂中最為流行的教學方式之一,因此,教師可將數(shù)學史與創(chuàng)設情境有機結合,實現(xiàn)將數(shù)學史完美融入教學的目的,使學生對所學的數(shù)學知識理解得更加深刻。例如,蘇教版小學數(shù)學二年級下冊教材開始呈現(xiàn)古人記數(shù)的方法,有用石子進行記數(shù)的,也有通過繩子打結記數(shù)的,還有在木板上刻痕記數(shù)的,從中可以看出古人記數(shù)的方法十分落后,在演變中逐漸出現(xiàn)數(shù)字符號,最終發(fā)展成為現(xiàn)代方便簡潔的數(shù)字。課堂教學中,教師可為學生創(chuàng)設情境,讓學生感受古人記數(shù)的方法,并引導學生通過對比對數(shù)學產生熱愛之情,明白數(shù)學的由來并非一蹴而就的,而是在漫長過程中不斷尋找最為合適的方式,影響、促進著人類文明的發(fā)展。又如,蘇教版小學數(shù)學三年級上冊“分數(shù)的初步認識”,教材以圖片和文字的形式為學生呈現(xiàn)分數(shù)的發(fā)展過程。在實際教學中,教師可結合分數(shù)的數(shù)學史背景,提供不能按人數(shù)平均分配的水果讓學生自行平分,使他們體會到分數(shù)在生活中的作用,達到真正理解所學知識的目的。另外,教師還可以舉行有關數(shù)學史的演講比賽,讓學生將他們自己所了解的數(shù)學史在課堂上進行分享,更加生發(fā)對數(shù)學的喜愛之情。
總而言之,數(shù)學史具有提高學習興趣、拓展數(shù)學思維、提升數(shù)學素養(yǎng)及榜樣育人的作用。由于數(shù)學史在教材中所占的比例很少,導致教師易忽視數(shù)學史的教學,這就需要教師及時轉變觀念,更新理念并落實到實際教學中。因此,教師在對自身數(shù)學史的積累方面需做出更多的努力,將數(shù)學史有選擇、有目標、有策略地融入數(shù)學教學中,培養(yǎng)學生良好的數(shù)學思維及數(shù)學學習興趣,提升數(shù)學課堂的教學質量。