摘要:英國哲學家羅素說:“從正確的角度觀視,數學不只真,而且極美。”本文在數學教學中談美,讓學生感受到數學中的美,并可以愉快地學習到數學知識。
關鍵詞:數學教學;美;傳播者
前段時間,指導一位年輕教師參加省級教學比賽,執教的課題是《圖形的運動——旋轉》。課接近尾聲時,教師播放了杭州G20峰會《美麗的愛情故事》視頻節選,伴隨著悠揚的小提琴曲,屏幕上一幅水墨畫宛如折扇緩緩張開,舞蹈演員用肢體語言講述著《梁祝》化蝶而飛的詩意故事……而后,教師啟發學生思考,“從這段視頻中,音樂家聽到了優美的旋律,畫家看到了唯美的畫面。小小數學家們,你們看到了什么?”“旋轉!”就這樣,在美的欣賞和贊嘆中,教師和學生這節課畫上了完美的句號!議課、交流時,一位聽課老師感慨地說:“數學如此美,我們卻從不曾發現!”
數學究竟美在何處
在大多數人的眼中,數學是冰冷的符號,是抽象的公式,是繁瑣的計算,是棘手的難題!怎能與姹紫嫣紅的自然美,或是栩栩如生的繪畫、婉轉動聽的樂章、感人至深的詩文……這些藝術美相比?然而,英國哲學家羅素說:“從正確的角度觀視,數學不只真,而且極美。”那么,數學究竟美在何處?
數學是美的,美在簡潔。簡簡單單的0~9這十個數字,便可以表示天地萬物。數字加上各種符號,便可以描繪物體之間的關系。數學的美,美在和諧。加與減、乘與除、曲與直、平面與立體、有限與無限等,闡明了自然界的和諧美;黃金分割、黃金螺旋線、勾股定理等,揭示了數與形的和諧美。數學的美,美在奇異。完美數、斐波那契數、數字黑洞等,體現了數與數之間的奇妙關系……“數學中不是沒有美,而是缺少對美的發現。”當我們擁有了發現美的眼睛時,就能欣賞到數學的美好。數學教學理應貫穿著美,數學教師應當成為美的傳播者。構建充滿數學美的課堂,引導學生發現、欣賞、創造數學美。
欣賞數學文化的美
數學是美的,數學的美源于數學文化。數學的歷史源遠流長,從《九章算術》到《幾何原本》,從四色問題到哥德巴赫猜想,從祖沖之到丟番圖,從高斯到陳景潤……在數學發展的漫漫長河中,有多少明珠在熠熠生輝!教學中,可以充分利用這些豐富的歷史資源,融“數學史”于教學內容中,引導學生一起感悟歷史的厚重與沉淀,關注、欣賞數學文化的美。
例如,教學《圓的周長》時,可以向學生介紹圓周率的來歷:
師:早在2000多年前《周髀算經》就指出:“圓經一而周三”的說法,意思是圓的周長大約是它直徑的3倍,和今天同學們測量的結果一致。
師:公元460年,祖沖之利用割圓術,把圓周率算到在3.1415926和3.1415927之間,當時沒有先進的計算工具,祖沖之精密地計算出圓周率的值,可想而知他克服了多少困難!這個具有七位小數的圓周率在當時是世界首次,比歐洲數學家的發現整整早了1000年!
師:讀了這些,你有什么感想?
師:是的,祖沖之是我們民族的驕傲與自豪,正因為他杰出的成就,月球上有一座環形山就被命名為祖沖之山,宇宙中第1888號小行星也是以他的名字命名的。希望同學們以后也能像他那樣刻苦鉆研,將來做一個對社會有用的人。
利用介紹圓周率的來歷與發展,拓寬了孩子們的數學視野,讓他們體驗到人類不斷探索的腳步,產生身為一個中國人的驕傲和自豪的美感。
再如,學習《用數對確定位置》一課,可以向學生介紹“數對”的來歷:
師:同學們,我們已經學會用數對來表示位置的方法。用數對來確定位置,在日常生活中比比皆是,如:學校(4,3)則表示學校的位置處在坐標系中的第4列第3行。
師:數對相當于坐標,有了數對,我們就能很容易的表示出某一點的位置。數對不僅能表示二維空間(長,寬),還可以表示三維空間(長,寬,高)或四維空間(長,寬,高,時間),世界上所有的點都可以用數對表示,可見數對給我們的生活帶來了極大的方便。那么是誰最早用數對來表示位置的呢?
師:最早確立用“數對來表示位置”的方法,是法國數學家勒奈·笛卡爾。笛卡爾是偉大的哲學家、數學家,解析幾何的創始人。有一次,他生病了,躺在床上,發現墻角有一只蜘蛛。笛卡爾便把蜘蛛的位置作為開始,標為(0,0),便用數對表示出了蜘蛛網上的所有交叉點。這樣就把“數”與“形”統一了起來,從而開拓了數學的廣闊領域。
學生在饒有興致的聆聽中驚喜地發現,原來數學并不冰冷、遙遠,它就在我們身邊,從而產生親近的美感!我們領著孩子們穿梭在變化的數字中,體驗“美”奧秘。學習《數的讀寫》,了解數字的起源和古代不同國家對數字的不同寫法,孩子們漫步在古代文明的輝煌與燦爛中,折服于先哲的智慧;學習《質數與合數》,傾聽“哥德巴赫猜想”以及陳景潤的故事,感悟數學研究的價值,學習數學家不懈努力的精神……關注、了解數學文化,學生觸摸的不再是冰冷抽象的符號、茫然無邊的題海,而是源遠流長、充滿情智的數學發展史。
體驗數學知識的美
數學是美的,數學的美源于數學本質。教學中我們應該成為美的傳播者,充分挖掘數學知識中美的元素,讓孩子感悟、體驗數學知識本質的美。如吳正憲老師執教的《乘法分配律》一課,片段之一:
吳老師用學生熟悉的生活情景引入新課,學生觀察后列式計算得到:(12+8)×8=12×8+8×8(12+8)×7=12×7+8×7
師:觀察這些算式,有什么感覺嗎?(學生三三兩兩地舉起了手)
師:不急,現在再幫老師算一道題,老師家有兩面墻,一面墻的長3米、寬2米,另一面墻長2米、寬2米,如果要貼瓷磚,一共要貼多少平方米的瓷磚?
師:這個問題自己解決,要求用兩種方法、盡量列出綜合算式解決。
學生解決問題后,老師請了2個男生板演并解釋了他們的想法:(3+2)×2=3×2+2×2endprint
師:現在看看這三組算式,你有感覺了嗎?能寫出和它們相似的算式嗎?(請兩位學生板演并解釋算式左右兩邊是相等的)
片段二:
(10+5)×4=10×4+5×4(6+3)×5=6×5+3×5
師:現在沒有情境了,你能換個角度來解讀它,看!乘法我們學過了吧,就是求幾個幾是多少?現在會解釋這些算式為什么相等嗎?
師:從乘法的意義解釋它們是相等的,通過計算它們也是相等的,像這樣的例子還有多少呢?你能把它寫下來嗎?(學生動筆寫)
師:咦!你怎么不寫了?(教師發現有些學生不寫了)
生:太多了!一輩子都寫不完!
師:看來這樣的事情是同一類的問題,不管是求花朵、貼瓷磚還是寫算式,怎么寫也寫不完!但它們都有一個共同的特征,什么特征?你發現了嗎?把你的發現寫出來。
接著吳老師很有藝術地展示了學生寫的發現,在交流、評價中逐步引導學生用自己的語言表達乘法分配律的內容,最終抽象出乘法分配律的符號表達方式。課后,吳老師讓同學們說說自己的收獲,一位學生說:“我一輩子也寫不完的東西竟然用了這幾個字母就給表示了,數學真偉大呀!”這是學生發自內心的對數學的贊美!也是對數學抽象美、簡潔美的感悟和體驗。
我在教學《平面圖形的面積復習》時,學生將所學的知識進行整理后,讓學生通過思考、交流,引導他們發現圖形之間、計算公式之間的特殊與一般的關系,掌握轉化的數學思想方法,感悟數學的統一美。教學片段:
師:從這些公式的推導過程中,我們可以發現它們之間不是孤立的,而是有內在聯系的。你能根據公式之間的聯系,用圖來表示,讓人一眼就看出這6個公式推導方法之間的聯系嗎?
同桌合作畫“網絡圖”后,學生匯報:為什么這樣畫?怎樣畫更合理些?
師出示教材中的網絡圖:
引導學生觀察:想一想,書上為什么這樣整理?你能看出這些箭頭表示的意義嗎?
生:從左往右,長方形的面積計算公式是基礎,通過長方形的面積公式可以推導出正方形、平行四邊形、圓形的面積公式。由平行四邊形的面積公式又可以推導出三角形和梯形的面積公式。
師:從右往左看,你又知道了什么?
生:我們利用兩個完全一樣的三角形拼成一個平行四邊形,推導出了三角形的面積計算公式,梯形的面積計算公式也是這樣推導出來的……
師:是的,我們在探究一種新的圖形面積計算時,都是把它轉化成已經學過的圖形。這是一種很重要的思想方法叫轉化法。
當學生發現這些公式間存在著密切的聯系,并形成一個具有統一美的嚴謹系統時,那種對數學內在高度統一的認識與驚嘆會油然而生。
學習數字,體驗簡潔美、抽象美;學習計算,體驗規則美、定律美;學習圖形,體驗形狀美、聯系美、對稱美、和諧美……總之,在教學中精心設計學習情境與教學過程,抓住數學本質引導學生領會知識中蘊含的數學思想和方法。讓學生在潛移默化中,感悟數學的簡潔、抽象、對稱、和諧與奇異之美。
應用數學知識的美
數學是美的,數學的美源于生活,是數學應用價值的體現。教學中我們應該成為美的傳播者,讓孩子感受數學在生活中的應用,會用數學知識創造美。數學課不僅要帶領孩子們走進“數”的海洋,還要引領他們從生活中感悟數學的美。
如《三角形的特性》一課教學,教師出示圖片:埃及的金字塔、三縣洲大橋、埃菲爾鐵塔、鳥巢、小木屋等圖片。
師:請同學們仔細看圖,從中你能發現三角形嗎?(根據學生的回答直觀抽象出三角形)
師:從古至今,我們都找到了三角形,可見三角形和我們生活聯系多么緊密啊!這節課我們就來學習三角形的特性。(板書課題:三角形的特性)
又如《比的認識》一課教學片斷:
師:其實,我們的生活中也充滿了比。想一想,你能從生活中或你的身邊找到比嗎?和你的同桌互相說一說。
師:剛才同學們說的都很好,現在我要向大家介紹一個神奇的比——“黃金比”0.618:1,它的比值是0.618。
師:我們再來看看剛才觀察比較的金山小學的照片,為什么多數同學都感覺寬和長的比是5:8的照片比較美觀呢?
師:請同學們來算一算這個長方形的長和寬的比值是多少,5:8=5÷8=0.625,非常接近于0.618這個黃金比的比值數,所以它看起來比較美觀。
師:看,我們運用數學知識為自己的感覺找到了一個理性的證明。其實,“黃金比”在生活中應用很廣,許多建筑作品、藝術作品為了給人以美感,都是按“黃金比”來設計的。我們一起來欣賞這些圖片吧。(出示埃菲爾鐵塔、埃及胡夫金字塔、維納斯女神、蒙娜麗莎等圖片,介紹黃金比的應用。)
學習《平均數》,可以讓孩子用所學的知識解釋生活中“平均工資”、“平均水深”等問題;學習《軸對稱圖形》,可以讓學生動手剪一剪,創作出美麗的剪紙圖案;學習《可能性的大小》,可以利用知識,判斷一些事情發生的幾率以及游戲規則是否公平公正……數學知識只有不斷地應用于生活,才能讓學生從中感受數學的美、發現數學的神奇、體驗數學的應用價值。
美感不是與生俱來的,必須通過后天的培養。在數學教學中教師要成為“美”的傳播者,逐漸培養學生發現數學美、欣賞數學美、應用數學美,進而培養他們對自然美、藝術美等的鑒賞能力和審美能力,讓學生擁有一雙發現“美”的眼睛。
作者簡介:
郭寶珠,福建省福州市,福建省福州金山小學。endprint