74 张 俊
论如何在课堂教学中渗透数学文化
湖南省永顺颗砂乡九年制学校 张 俊
在小学阶段,让学生了解数学与人类社会发展相互作用,体会数学知识的形成过程,体会数学的应用价值、人文价值,开阔视野,寻找数学进步的历史轨迹,受到优秀文化的熏陶,初步领会数学的美学价值,从而提高自身的文化价值和创新意识。要实现这个目标,重要的是能耕耘一块数学文化学习的土壤,营造数学文化氛围。笔者浅见,应从显隐、内外两个方面,循序渐进的渗透数学文化。
一、 显隐结合,展示科学与文化的和谐一体
不局限于显性的数学概念、公式、问题,感悟到他们背后的人文精神和数学思想方法,将知识背后的“文化”外显,成为学生可触摸、感受、体验、品味的东西,这也许是数学文化教育的精髓吧!“用数学的眼光认识生活的环境与生活”,及时发现生活现象中的数学价值,以及科学数学的生活应用价值,都是数学文化教育中应该捕捉的信息。
如,在一次数学兴趣课上,笔者给出古阿拉伯分羊故事:有个牧羊人,在临终前要把他所有的财产----17只羊,分给他的三个儿子,要求大儿子得羊总数的一半,二儿子得羊总数的三分之一,小儿子得羊总数的九分之一,但羊不能杀死或卖掉。
有个智者带来了他自己的一只羊,再让三兄弟重新分,于是大儿子牵了18只羊的一半——九只,二儿子拉了18只羊的三分之一——六只,小儿子领走18只羊的九分之一----两只,剩下一只归还给聪明人,问题终于解决了。这分羊问题在实际上能行得通,但不合常理,而在数学上是完全合理的。这一借一还的巧妙思维,给我们解决一些新的数学问题有很大的启发和帮助作用。
新问题:某汽水商店有个规定:3个空汽水瓶可以换一瓶汽水喝。有位顾客买了10瓶汽水,他最多能喝几瓶水?
我们不妨这样想:这位顾客先喝10瓶汽水,得到10个空汽水瓶,可以再换三瓶汽水又余一只空瓶,喝完这3瓶汽水后,他手上又有4只空瓶,可以再换一瓶汽水,余两个空瓶.于是这个人最多能喝14瓶汽水而余两个空瓶,那么,余下的两个空瓶不是浪费了吗?
受分羊问题的启发,我们不妨让顾客先借一个空瓶,这样又可以换来一瓶汽水,喝罢再还别人一只瓶子,如此,就发挥了最大的效益,不浪费一只瓶子,共喝了15瓶汽水,这才是正确答案。如果到了高中,这就是运用无穷等比数列前n项和的问题。
日本的米山过藏曾经说:“我搞了多年的数学教育,发现学生在初中、高中接受的数学知识因毕业进入社会后,没有什么机会应用这些作为知识的数学,所以出校门不到一两年就忘掉了。然而不管他们从事什么业务的工作,唯有深深铭刻于头脑中的数学精神,数学思维方法、研究方法和着眼点等,都随时随地发生作用,使他们受益终生。”由此可见,数学文化对学生可持续发展的素质的提高有多么的重要。
二、内外结合,点燃数学文化探究的火种
单靠课堂时间进行数学文化探索是无力的,应拓展到学生的生活世界。利用课外、校外的自然资源和社会资源,增加学生社会现实生活相关的实践活动。督促学生利用课外读物、数学杂志、因特网等信息工具去搜集数学 (如:数学名词、符号、公式、问题以及背后的数学故事等),让数学充满智慧与生命。生活中流传着许多脍炙人口的趣味数学故事。如:“九宫图”;“数独”等,也都是孩子喜欢钻研的。再如:90年代风靡美国的“蒙蒂。霍尔 (Monty Hall)问题”,引起了各界人士的广泛兴趣,据说鲍威尔将军在指挥海湾战争的闲暇之余也在研究这个问题,它实际上是研究“概率”很好的问题。
课余时间,笔者和学生一起探索:“老师手中有三个盒子,在其中一个盒子中装了礼物,另两个盒子是空的。若同学能猜中礼物,则可当即取走,反之,不可带走礼物。甲同学猜中间的盒子有礼物,此时,老师从左右两个盒子中打开一个空盒子给甲看,并表示允许甲可以从未打开的两个盒中再选择一次。请同学们给甲出主意,是否要换盒子!”
一种观点:剩下两个盒子,每个盒子中有礼物的可能性是一样的,换不换都一样。多数同学也持这种观点;另一种观点:感觉上应该换,好像换了以后获得礼物的可能性大,极少数同学赞同这种观点。
共做了60次实验,第一次猜对数22次,猜错数38次,表明重新选盒子获得礼物的可能性大。数学实验对学生来讲是比较陌生的,强调学生自己的学习体验,可以弥补知识转化为能力的缺口,对学生正确认识概率、研究概率有“启蒙”的作用。原生态的数学学习方式,更能增加认识问题的理性。难道我们的学生就不能设计出让社会广泛流传的数学问题吗?从这个角度讲数学教育又是数学精神的教育。
总之,数学教学不是孤立的、个别的、纯知识形式的,而是知识教育、能力教育、文化教育的有机整体。教师有责任向学生展示数学文化的各个侧面,树立更为广阔的数学观、科学观、世界观,在社会文化的大背景下去看待数学和理解数学。透过数学的规则体会理智与自律,经历数学的严谨学会敬业与求真,通过科学与人文相济,发展数学教育应有的育人功能。学生接触到的再也不是冰冷的科学的数学,而是火热的文化数学。
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