江蘇省清江中學 白 蓮
著名的微分幾何奠基人陳省身曾這樣說過:“了解歷史的變化是了解這門科學的一個步驟。”在初中數學教學中,學生的任務不僅僅是學習數學知識,而且還要了解數學知識的歷史背景。因為數學不是一門單純的學科,更是一門文化史。所以,在平時的教學過程中,教師不僅要教授知識,而且也要加強數學史與數學文化的傳承教學,讓學生能夠感受到前人的奮斗精神,感受數學的文化氣息。
著名數學家弗賴登塔爾說:“沒有一種數學思想,是以它被發現時的樣子發表出來的。”由此可見,數學這門學科不僅是知識的傳授,更重要的是體現思想方法。因此,教師要把握好教學時機適時地進行數學文化的滲透,而且數學史的內容要與所學知識內容相對應。值得注意的是,不要每節課都講述數學的歷史,這樣會讓學生感到枯燥,以至于厭煩。例如,在教學“整式”這一章節時,在這一節的結尾有一個“閱讀與思考”——楊輝三角,楊輝三角也被稱為賈憲三角形、帕斯卡三角形,楊輝三角是二次項系數在三角形中的一種幾何排列,這為我國古代數學的發展做出了巨大的貢獻,是古人的智慧,為我國數學發展開啟了新的篇章。教師需要把這些內容講述給學生,如果僅僅讓學生自己看,他們就不會仔細地對內容進行品讀,也感受不到這其中的愛國情懷,而如果教師對其中的歷史資料進行補充,學生就會真正了解中國古代數學史的發展,提高學生的民族自豪感與自信心,從而提高學生的學習興趣,也培養了學生的愛國情懷。這樣教學讓學生感受到數學文化的博大精深,從而激發學生學好數學的信心。
在初中數學課本中,教學內容十分豐富,而且難度也不斷增加。因此,我們不可能按照以往的教學方式,一個知識點一個知識點地進行學習,這樣會給教師與學生都造成很大的思想負擔。實踐證明,要提高學生的學習效率,最有效的方式就是尋找一個教學主線,把分散的知識點集中起來進行教學。這個時候,數學史就可以做這一條線。例如,在教學了自然數、整數、有理數、無理數等內容以后,教師可以為學生補充其中蘊含的歷史:“在最初人類社會的生產活動中,人們為了能夠表示物品的數量,創造了自然數的概念。隨著對物品開始進行分割,也就出現了分數的概念。后來,為了表示具有相反意義的量,人們引入了正負數的概念。同樣的,為了讓用于度量的量是連續的,便出現了無理數……”教師通過簡述這些數的來源,很輕松地就把知識點都連接在一起。歷史的“長河”是形容一段歷史,由此可以看出,歷史是由一條線銜接的。數學知識也是如此,利用數學的歷史把分散的知識點連接在一起更有條理,這樣學生就會更容易地理解這些內容,而且也會對這些內容產生興趣,從而提高學習效率。
眾所周知,數學知識的發現與發展是一個慢慢前進的過程,在加強數學文化的教學時,教師也需要提高教學的過程與漸進意識,要讓學生感受到數學文化的整體發展過程,加強對數學文化源頭的探究,尤其是數學文化內涵與文學藝術的關系的探究,如此的教學方式能夠提高學生的學習興趣。例如,教師在教學一元二次方程以后,可以對學生補充黃金分割的知識,因為黃金分割在美術方面應用廣泛,數學中同樣也存在黃金分割,教師就可以給學生講述關于黃金分割點的知識與歷史內容:黃金分割起源于2000 多年前的古希臘,在那時,有個數學家曾提出一個問題,給出任何一個線段,在其上找一點,這一點把線段分成長短兩部分,使得全長與較長部分的長度的比等于較長部分與較短部分的長度的比。這是一個一元二次方程,學生對這個方程進行解答是很簡單的,但是解出的結果有兩個,一個是負根,需要舍去,另外一個根就是黃金分割比。教師可以在教學時多舉一些關于黃金分割的例子進行教學,這樣能夠提高學生的學習興趣,而且數學與音樂、文學等都有聯系,在這就不一一舉例了。
數學文化不僅體現在漫長的歷史發展中,而且還體現在思想方法中。我們知道,數學是一門自然科學,數學知識的邏輯性、思維性與科學性比較強,而且數學知識同樣蘊含著悠遠的歷史。數學思想是從數學文化中凝練出來的,其作用是可以幫助學生更深層次地了解數學文化,遠離對數學文化膚淺的認知,讓學生能夠從事物的表面感悟其更深層次的內涵,這樣能夠提高學生對數學文化的認同感,在課堂上融入數學文化時,學生也可以從中收獲更多的知識,從而提高學生的文化素養。數學文化中蘊含許多數學思想,如數形結合、化歸思想、分類討論思想與轉化思想等,教師在教學時遇到這種思想時需要快速、合理、完善地進行解釋與總結,以此來提高學生的整體認知,同時發展學生的靈活應用能力。從文化到思想的凝練過程,學生懂得了那些有條理的、精致的轉換技巧與規律的背后蘊含著嚴謹精密、堅持不懈等探索的品質與精神,學生感受其中的精神并化為己有,不僅可以提高文化素養,而且也可以在枯燥的數學學習中尋找其中的樂趣。
總之,在初中數學教學中滲透數學文化可以有效提升學生的底蘊。數學文化是一個人文化素養的體現,是貫穿“以人為本”教學理念的實施過程。因此,在初中數學教學中適時滲透數學文化,把學生培養成為社會所需要的綜合性人才。唯有這樣,初中數學教學才能體現育人的原則,才能實現新課標倡導的“人人學習有用的數學知識”這一目標。