《義務教育數(shù)學課程標準(2022年版)》(以下簡稱新課標)明確提出了“關(guān)注數(shù)學學科發(fā)展前沿與數(shù)學文化,繼承和弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化”的具體要求。隨著新課程改革的縱深發(fā)展,數(shù)學課程的教學重心逐步轉(zhuǎn)向促進學生個人發(fā)展與綜合素養(yǎng)的提升。在此過程中,數(shù)學文化可以發(fā)揮重要作用,對于落實立德樹人根本任務具有重要意義。在此背景下,越來越多的數(shù)學教師將關(guān)注點放在數(shù)學文化的融入上,旨在促進小學數(shù)學教學的持續(xù)優(yōu)化與發(fā)展。結(jié)合各版本教材的內(nèi)容,我們可以發(fā)現(xiàn)小學數(shù)學中數(shù)學文化主要體現(xiàn)于數(shù)學史、數(shù)學思想方法、數(shù)學之美以及數(shù)學應用四個維度,這四個維度的融合有助于拓展學生的學習視野,使其在發(fā)展思維、積累知識的過程中感受情感熏陶。教科書是教學的載體,教師則是學生學習的引導者,想要讓數(shù)學文化助力小學數(shù)學教學的發(fā)展,就需要深研教材,挖掘其中的數(shù)學文化元素,革新教育理念,提高教學素養(yǎng)?;诖耍疚囊蕴K教版小學數(shù)學教材為例,詳細論述了小學數(shù)學教學中融入數(shù)學文化的意義以及具體策略,以期讓學生在數(shù)學學習中受到文化熏陶、產(chǎn)生文化共鳴、樹立文化自信,在素養(yǎng)本位視域下構(gòu)建小學數(shù)學課堂教學新樣態(tài)。
一、小學數(shù)學教學中融入數(shù)學文化的意義
小學數(shù)學教學中融入數(shù)學文化,既順應了新課程發(fā)展的趨勢,也帶來了一定的機遇和挑戰(zhàn)。這一教學策略能極大地激發(fā)學生的學習興趣,教師將抽象的數(shù)學知識以數(shù)學家故事、數(shù)學歷史趣聞等生動形式呈現(xiàn),能夠讓學生告別枯燥的公式記憶,主動探索數(shù)學奧秘。教師通過帶領(lǐng)學生了解數(shù)學知識的起源和發(fā)展歷程,能夠幫助學生把握知識本質(zhì),避免機械性學習。此外,教師充分利用數(shù)學文化中蘊含的邏輯推理、抽象概括等思想方式,能夠啟迪學生的思維,引導學生學會有條理地思考和解決問題。由此可見,在數(shù)學文化的熏陶下,學生能夠?qū)崿F(xiàn)知識、能力與情感的全面發(fā)展,在小學數(shù)學教學中融入數(shù)學文化已然成為了數(shù)學教學發(fā)展的必然趨勢。
二、小學數(shù)學教學中融入數(shù)學文化的具體策略
(一)深挖教材內(nèi)容,探尋數(shù)學文化之寶
教材是教學設計的重要依據(jù),是教師教學與學生學習的關(guān)鍵載體,其中蘊藏著豐富的數(shù)學文化瑰寶,靜待教師用心挖掘與科學利用。因此,在教學實踐中,教師需要全面掌握教材內(nèi)容,從數(shù)學史、數(shù)學思想方法、數(shù)學之美以及數(shù)學應用四個維度出發(fā),深入挖掘教學內(nèi)容中的育人功能,通過重點講解、引導關(guān)注的方式,讓學生體會其中的數(shù)學文化,感受數(shù)學在社會與人類發(fā)展中的關(guān)鍵作用與深遠影響。
以蘇教版小學數(shù)學為例,從數(shù)學史維度出發(fā),我們發(fā)現(xiàn)一年級下冊第五單元中“你知道嗎?”出現(xiàn)了“繩結(jié)計數(shù)法”的內(nèi)容,通過簡單的圖畫形式讓學生了解了古人是如何記錄數(shù)量的。在傳統(tǒng)的教學模式下,很多教師都習慣將這一內(nèi)容一帶而過,然而,“繩結(jié)計數(shù)法”作為數(shù)學發(fā)展史冊上的重要環(huán)節(jié),展現(xiàn)了數(shù)學從簡單到復雜、由原始到現(xiàn)代的發(fā)展脈絡。這一數(shù)學文化內(nèi)容更符合一年級學生的認知水平,使他們初步理解數(shù)學是不斷演進與完善的。在此基礎上,教師可以結(jié)合教材所呈現(xiàn)的內(nèi)容進行延展,向?qū)W生展示不同地區(qū)古人獨特的繩結(jié)計數(shù)方式,促進學生對數(shù)學文化多元性與豐富性的認知。
以三年級下冊第五單元《年、月、日》的教學為例,教材介紹了“萬年歷”的故事。萬年歷有著悠久的歷史和深厚的文化底蘊,是中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的重要組成部分。學生通過了解萬年歷,能夠領(lǐng)略古人在時間計量和歷法制定方面的智慧,感受中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的博大精深,從而增強對中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的自豪感和認同感。特別是萬年歷中的天干地支紀年法、傳統(tǒng)節(jié)日等元素,都承載著豐富的文化內(nèi)涵。此外,萬年歷與中華傳統(tǒng)習俗和節(jié)日息息相關(guān),如春節(jié)、清明節(jié)、中秋節(jié)等傳統(tǒng)節(jié)日都依照萬年歷來確定日期。這一數(shù)學文化的挖掘與延展在很大程度上激發(fā)了學生的民族自豪感,使其體會到數(shù)學與文化的密切聯(lián)系,從而成為文化的繼承者與發(fā)揚者。
從數(shù)學之美的維度出發(fā),蘇教版小學教材依然包含了豐富的數(shù)學文化素材。以“圖形與幾何”的教學為例,其中圖形的對稱性、相似性等美學特征,都是值得挖掘、可圈可點的教育契機。而數(shù)與代數(shù)部分,經(jīng)過推導與整合所得出的數(shù)學公式、運算規(guī)律,則體現(xiàn)了數(shù)學之美的簡潔美與邏輯美。
由此可見,數(shù)學文化在教材中的呈現(xiàn)形式是多元化的,可以是歷史文化、數(shù)學故事、數(shù)學知識、數(shù)學思想等多種形式。因此,在“素養(yǎng)本位”教學理念下,教師在設計數(shù)學教學活動時,應提高融入數(shù)學文化的意識,敏銳提煉并捕捉教材中的數(shù)學文化元素,進行正確的引導與利用。例如,學生所學的“正方形”“長方形”“圓”等基礎圖形,除了基礎公式、定義性質(zhì)以外,這些圖形的完美與和諧也是可圈可點的數(shù)學文化體現(xiàn)。
(二)豐富教學活動,奏響數(shù)學文化樂章
數(shù)學文化的融入不是只靠教師的說理式教導就可以取得理想化的教學成果。文化是可知可感、可思可悟的,單純的理論知識無法讓數(shù)學文化在學生心中根植。學生只有通過學習體驗與深度思考,才能夠真正認識到數(shù)學文化的內(nèi)涵與本質(zhì)?;诖?,教師在將數(shù)學文化融入教學活動的過程中,應樹立創(chuàng)新意識,運用科學策略,基于數(shù)學文化呈現(xiàn)內(nèi)容的具體類型,結(jié)合學生的學習特點和認知水平,采用有針對性的教學方式,深化學生的思考與感知。
以蘇教版小學三年級上冊中“平移”的教學為例,在完成教學活動后,教師為了強化數(shù)學文化與教學活動的融合,可以采用數(shù)學游戲的方式來開展教學活動。教師可以利用我國經(jīng)典的數(shù)學游戲“華容道”,讓學生在游戲過程中感受游戲規(guī)則的獨特性、品味歷史文化的豐厚性與深層含義。在游戲過程中,學生所走出的每一步都是基于推理與分析所產(chǎn)生的,是深思熟慮的成果。在棋盤變化中,學生需要不停地移動、思考,幫助曹操順利離開華容道。這一數(shù)學游戲是將歷史與數(shù)學進行巧妙融合,能夠有效培養(yǎng)學生的數(shù)學思維、數(shù)學素養(yǎng)以及數(shù)學應用能力,幫助學生構(gòu)建一個具有開放性、實用性的數(shù)學知識體系。此外,教師還可以選擇一些具有數(shù)學文化價值的游戲材料(如七巧板、莫比烏斯環(huán)等)引入課堂教學,為數(shù)學游戲增添趣味,深化學生的感受與認識。
以“比的認識”教學為例,教師可以將黃金分割比的概念引入其中,這一數(shù)學概念不僅在自然界中廣泛存在,更是人類創(chuàng)造平衡美觀的藝術(shù)作品的有效助力,廣泛應用于建筑設計、美術(shù)繪畫、攝影制作等領(lǐng)域。在教學過程中,教師可以創(chuàng)設信息情境,以“跟隨‘黃金分割比’,看數(shù)學之美”為主題設計電子課件。在課件展示中,學生跟隨教師的講解,“游歷”了古代金字塔,欣賞了《蒙娜麗莎》這一代表作品,聆聽了音樂作品中和諧且完美的琴音。學生在視覺與聽覺的雙重盛宴中體會到黃金分割的具體應用,進一步感受數(shù)學文化的魅力,領(lǐng)略了數(shù)學獨特的美學價值。信息技術(shù)在數(shù)學文化融入過程中的應用價值遠不止于此,教師可以利用多媒體課件、教學視頻、數(shù)學軟件等資源,展示數(shù)學歷史、數(shù)學思想、數(shù)學應用等方面的內(nèi)容。例如,教師通過播放數(shù)學歷史紀錄片,讓學生了解數(shù)學在不同歷史時期的發(fā)展狀況;利用數(shù)學軟件演示數(shù)學圖形的變換和數(shù)學公式的推導過程,使抽象的數(shù)學知識變得更加直觀、易懂。
數(shù)學文化所展現(xiàn)出的不僅限于數(shù)學學科的范疇,它與歷史、美術(shù)、音樂等多個學科都有著密切聯(lián)系。因此,教師想要讓學生真正感悟數(shù)學文化的魅力,領(lǐng)略其中的內(nèi)涵,應在保持數(shù)學學科本位的基礎上提高自身的跨學科教學設計水平,融合多學科的知識和技能,強化學生對數(shù)學文化本質(zhì)的把握。以“軸對稱圖形”的教學為例,“軸對稱”在生活中應用廣泛,同時它也是美術(shù)教學的重要組成部分。因此,教師可以將美術(shù)與數(shù)學學科相融合。在“軸對稱”教學中,教師可以先向?qū)W生展示一幅具有軸對稱性質(zhì)的美術(shù)作品的一半畫面,引導學生發(fā)揮想象力進行猜測,初步感受軸對稱的性質(zhì)與美感所在。隨后,教師可以在完成教學任務的基礎上開展實踐活動,引導學生通過折、拼、畫、剪等具體操作,用軸對稱圖形創(chuàng)造出具有對稱性的藝術(shù)作品,讓數(shù)學知識與美術(shù)知識相輔相成、融合貫通,讓學生在數(shù)學與美術(shù)相融合的文化熏陶下,深化對所學知識的理解。
無論是創(chuàng)設游戲活動,還是借助信息技術(shù)的支持,亦或者是設計跨學科教學活動,都需要教師精準把握數(shù)學文化的類型與特點,找到數(shù)學文化中蘊含的教育契機,并選擇利用學生好理解、易接受的方式方法進行融合教學,以此豐富數(shù)學課堂,激發(fā)學生的學習興趣,提升學生的數(shù)學學科核心素養(yǎng)。
(三)關(guān)聯(lián)現(xiàn)實生活,搭建數(shù)學文化橋梁
數(shù)學來源于生活,又服務于生活,數(shù)學應用也是數(shù)學文化教學中的重要一環(huán)。傳統(tǒng)教學中“重理論輕實踐”的教學模式,不僅阻礙了學生應用能力的全面發(fā)展,還在很大程度上限制了數(shù)學文化在課堂上的落地生根。小學階段的教材內(nèi)容較為簡單、基礎,并且與學生的實際生活息息相關(guān)。教師想要提高教學效率,促進數(shù)學文化的有機融合,就需要確保教學活動與現(xiàn)實生活之間的聯(lián)系性,為學生搭建一座感受數(shù)學文化的思想橋梁。
以“百分數(shù)”的教學為例,教師可以讓學生利用課后時間,調(diào)查附近超市、商場的打折促銷活動,根據(jù)活動內(nèi)容將商品的實際價格與折扣率進行計算。同時,教師還可以創(chuàng)設模擬超市購物的學習情境,學生分別扮演顧客和售貨員,將百分數(shù)知識靈活應用于實踐場景。扮演顧客的學生應盡可能確保自己所購物品的價格最低;而扮演售貨員的學生則需要確保所賣物品的利潤最高。此外,在學習統(tǒng)計知識后,教師可以讓學生統(tǒng)計自己家庭每月的水電費支出情況,并繪制統(tǒng)計圖,分析數(shù)據(jù)的變化趨勢,以此培養(yǎng)學生的統(tǒng)計意識和數(shù)據(jù)分析能力。教師通過創(chuàng)設這些生活實踐活動,能夠讓學生在潛移默化中感受到數(shù)學文化的無處不在,提高學生運用數(shù)學知識解決實際問題的能力,強化他們對數(shù)學知識與實際生活之間密切聯(lián)系的認知。
(四)設計專題活動,開啟數(shù)學文化之旅
蘇教版小學數(shù)學教材知識點編排具有很強的系統(tǒng)性和邏輯性,然而很多數(shù)學文化要素的介紹宛若“蜻蜓點水”,只能在學生心間留下漣漪。教師只有深入挖掘這些數(shù)學文化要素,為學生提供充足的探索與實踐空間,才能夠深化學生對數(shù)學知識的理解,品味數(shù)學文化的精髓所在。基于此,教師可以以數(shù)學文化內(nèi)容為基礎,設計一系列專題活動,讓學生以小組為單位開啟數(shù)學文化之旅。
教師可以定期開展數(shù)學文化專題活動,如數(shù)學故事演講比賽、數(shù)學史講座、數(shù)學文化展覽等,通過這些活動,為學生提供一個深入了解數(shù)學文化的平臺,激發(fā)學生的學習興趣和參與熱情。值得注意的是,教師在設計專題活動時,需要結(jié)合學生的學段與教學內(nèi)容。如,對于低年級學生,教師可以設計“數(shù)學文化展”專題活動,讓學生以手抄報的形式展示自己學到的數(shù)學文化。對于中年級學生,教師可以通過組織數(shù)學故事演講比賽,引導學生自主搜集數(shù)學家的故事,并結(jié)合自己的理解與感受進行演講。在準備和演講的過程中,學生不僅能夠了解數(shù)學家的生平事跡和成就,還能鍛煉自己的表達能力和搜集資料的能力。在演講結(jié)束后,學生能夠在情感與知識上獲得雙重提高。對于高年級的學生,教師可以設計更多的小組活動,如“探索分數(shù)的‘前世今生’”
“走進數(shù)學家祖沖之”這類調(diào)查研究類活動,為學生提供更多的自我探索機會,使其由被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃油诰蛑R,從而激發(fā)學生的學習興趣,提高學生的理解能力。
三、結(jié)語
綜上所述,在小學數(shù)學教學中融入數(shù)學文化,是為學生開啟一扇通往奇妙世界的大門。這一教學策略不是簡單的知識疊加,而是讓數(shù)學知識在文化的滋養(yǎng)下,煥發(fā)出新的活力與生機。教師通過挖掘教材內(nèi)容、豐富教學活動、聯(lián)系生活實踐以及設計專題活動等策略,讓數(shù)學文化如春風化雨般浸潤學生心田。學生在數(shù)學文化的海洋中,不再是枯燥理論知識的被動接受者,而是主動探索的求知者。這不僅豐富了學生的數(shù)學學習體驗,還培養(yǎng)了他們的思維能力與文化素養(yǎng)。在新課標背景下,教師應以數(shù)學文化為帆、以創(chuàng)新教學為槳,在小學數(shù)學教育的海洋里破浪前行,為學生種下熱愛數(shù)學的種子,讓他們在數(shù)學文化的熏陶下茁壯成長,收獲知識與智慧的碩果,積極應對未來的挑戰(zhàn)。
注:本文系江蘇省常州市中小學“十四五”規(guī)劃教學研究備案課題“小學數(shù)學教學中滲透數(shù)學文化的實踐研究”(課題編號:2023czb-wj122)的階段性研究成果。