摘要: 愛美之心人皆有之,教師要在數學教學中以美為契機,把教學結構的外在美與知識結構的內在美有機聯系,使學生在美的環境下接受數學中美的知識,讓學生親自體驗美的存在,從而激發學生的學習情感,使學習數學成為一種有趣的活動,并增強學生在日常生活中的審美觀點。
關鍵詞: 數學美 美在課堂 美在知識
愛美之心人皆有之,教師要在數學教學中以美為契機,把教學結構的外在美與知識結構的內在美有機聯系。數學之美充滿了整個生活空間,它結構的完整、圖形的對稱、布局的合理、形式的簡潔,無不體現出數學中美的因素。而作為人類文明和智慧的結晶,數學本身又蘊含著探求未知世界,追求科學真理的功能。無論在公式、定理還是結論中,我們都可以感觸到數學的美,即直觀性、簡潔性、對稱性和統一性。因直觀顯示出數學的親近,學生愿學,因簡潔顯示出數學的簡單對稱,因統一顯示出數學的和諧抽象、不獨立。只有在數學教學中讓學生進行美的體驗,才可以激發學生的學習興趣,引導學生形成良好的情感態度和意志品質,形成主動學習的學習機制。數學領域是實施美育取之不盡的源泉,也是學生樂于接受的審美對象。美,溢于數學課堂與課外活動之中。
1.數學中美麗因素
(1)數學知識點的直觀美
數學美形象直觀,如數學圖形、符號、公式、結構關系等美學形體可以通過我們的感官直接感知。同時,數學之美重在過程之美。一道數學題目的解決,一個定理的發現,一個猜想的證明,是多么令人激動與陶醉啊!于枯燥之中見新奇,于迷茫之中得豁達,這就是數學美的直觀魅力所在。正是由于數學過程美的這種直觀性,使得所有學生親近樂學。
(2)數學語言的簡潔性
在所有學科中,只有數學科目語句嚴密簡潔,數學公式條理清晰,解題格式明朗,富有哲理,當學生能夠透過本質看到其現象時,思維起著質的飛躍,從而感受到數學的內在之美。
(3)幾何形狀的對稱與數學公式的對稱之美
形體的對稱性在自然界中處處可見。如樹葉以其主葉脈為對稱軸,花瓣的分布各向均勻,蜂巢、蛛網呈正多邊形,人體也是左右對稱的,反映到數學上就是中心對稱、軸對稱、鏡面對稱等,對稱是數學的基本結構之一。
幾何圖形中對稱性比比皆是,如圓、矩形、正多邊形等;解析幾何中,方程ρ=αsin3θ,ρ=αcos3θ,ρ=αsin2θ,ρ=αcos2θ,所表示的曲線也是對稱的,被人們分別冠以三葉玫瑰、四葉玫瑰的美稱。
對稱不僅表現在幾何圖形上,在數學表達式中也處處存在著。如二項式展開的系數具有對稱性;三角形中的恒等式、不等式也具有對稱性。教師要把所教的數學內容融入生活,讓學生有真正的生活體驗,數學的美才能顯現其動人的色彩。
(4)數學美的統一性
它是指數學中部分與部分、部分與整體之間的和諧一致。數學知識本身充滿著對立統一的觀點,在教學中,通過提示知識間這些有限與無限、合與分、變與不變等對立統一的關系,指出它們的聯系和區別,能使學生在潛移默化中領悟到數學知識的和諧美。
2.數學課堂教學的審美觀
數學審美離不開想象,想象在數學中占有十分重要的地位。談數學審美想象力,就不能不提及數學中的黃金分割數。按此比例把線段分割做成像框給人以協調的感覺;它可以把圓十等份,做成正十邊形,連接對角線又可得到正五角星;教師應充分利用各種美的因素,在教學的各個環節上展現美的內容和形式,營造出課堂教學的審美氛圍,讓學生感受到美的氣息撲面而來,從而產生強烈的求知欲望。利用多媒體展現生活中的美,能激發學生的數學美感,給他們帶來美的享受,能讓他們在美的情境中愉快地學習。
3.感受美的存在,找出美的素材
數學不但體現了科學美,而且體現了藝術美,教師在數學教學中要不斷地學習,加強美學修養,在教學中追求藝術美的本質。數學教學中的藝術美體現在以下幾個方面:
(1)結構美
數學教學內容的組織應該有嚴謹、合理的結構,教學環節之間應詳略得當,重點突出,應體現對雙基能力和非智力品質的培養。教學內容的順序、方式都要符合學生的認知規律等。
(2)形式美
數學的教學內容雖然有很大的相同性,但教學方法的形式卻是千變萬化。教師在教學中可以根據教材的內容和學生的特點而采用不同的方法,比如數學實驗、數學模型、數學CAI課件的制作等。教學方法和手段的多樣化,構成了數學教學方法的形式美。
(3)機智美
在數學教學中,會發生一些意想不到的意外情況,教師隨機應變,因勢利導,巧妙地化解矛盾,能體現教師的機智的課堂調控能力,這樣會贏得學生的好評,平添無窮的教學魅力,教學美,美不勝收。
美必須是人可以直接感知到的具體形象,即美具有形象性、情感性和創造性。美的形象是生動的、新穎的、獨特的,是符合人的生理、心理需求的。沒有人的創造,就不會有美,在日常生活中,教師要有意無意地創設條件,讓學生盡可能在生活中發現數學美。例如:“今有雞兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足。問雞兔各幾何?”這是出自我國《孫子算經》卷下著名的“雉(雞)兔同籠問題”,提出這樣的問題,主要是讓學生體會我國古代在數學上的偉大成就,增強學生熱愛祖國的情感和學習數學的興趣。數學美的創造是數學美的升華,是數學美的最高境界。所以教師不僅要引導學生發現數學美,更重要的是引導學生學會應用數學美去創造數學美。新的學習方式是以問題為中心的學習,問題是新課標提倡的學習方式的核心,能否提出具有挑戰性的問題并使學生產生問題意識,是改變傳統學習方式的關鍵。強烈的問題意識,能激發學生進行大膽的猜想和思維,能激發學生的求異思維和創新思維,使學生勇于發現數學之美而去探究學習,感受學習的樂趣,從而創造數學的美。
總之,數學內容的美與數學教學的美是數學的共同體。數學中的美離不開教育的美,而數學教學之美也同樣離不開數學內容的內在之美。教學過程中審美活動的直接效應是引發學生的審美情感,使學生得以在一種積極的情緒中進行學習,從而呈現出數學的生機和活力。審美教育活動有助于學生有效地獲取真知,發展理性。良好的美感能夠激勵學生手握鑰匙,去啟開數學知識寶庫之門。