戰亦寧
摘 要:數學文化的發展歷程見證著數學這門自然科學的不斷發展,學生通過對數學文化的學習也能更容易地產生情感共鳴和理解。對于中職數學的教學活動而言,數學文化教育其實是有所缺失的,值得我們深入反思,這對于中職教育工作者是一種考驗。通過數學學習,學生能了解數學對于科學和人類社會的推動作用。
關鍵詞:中職數學 數學文化 滲透方法 教學過程 滲透對策 DOI:10.12278/j.issn.1009-7260.2022.05.014
數學誕生于生產生活,從古至今在生活中都有著廣泛的應用,人類對于數學的研究一直未停下腳步,每次數學領域的取得突破,都是對人類文明的有力推動。尤其是工業革命之后,人們開始更加關注理工學科的發展,數學成為大多數理工學科的基礎。
數學傳統文化是從學生接觸到數學學科開始就貫穿數學學習的內容,一些數學原理和數學公式都有其獨特的形成歷史,包含著數學家的探索歷程和不斷精確的探求路徑,以及數學家在探索過程中不畏困難、堅持探索的精神。學生在學習數學公式與數學定理時,有必要對公式產生和演變的過程進行充分了解,這樣對學科的喜愛和興趣才能油然而生。
中職數學教學中,數學文化在課程內容中有不同的體現方式,并對中職數學課程教學起著促進和鋪墊作用,教師應重視這部分內容,并結合不同內容和方向對數學文化進行講解和滲透,從而提升課堂教學效果。將數學文化在中職數學課程教學中的意義與作用進行充分體現與發揮,可使數學文化貫穿整個數學教學過程。
數學文化與數學知識的形成及教學有著緊密聯系,雖然其在形式上與課堂教學的內容和要求有一定的差異,但從實際來看,只要掌握了適當的方法,融入數學文化,即可取得更好的教學效果。數學文化作為引領數學課程教學發展的基礎和背景,其在中職數學教學中進行融入是有一定的可行性和必要性的。
一、融會貫通知識點,幫助學生理解數學文化的內涵
在中職數學教學中,數學文化蘊含豐富的函數思想和空間幾何思想,且兩者是交叉混合,彼此促進。但若學生沒有很好的基礎數學知識作為保障,在中職數學教學中引入數學文化教學模式必將成為空中樓閣,毫無實際價值,反而會給學生和教師帶來不必要的困惑。
教師要通過教學貫通中職數學知識體系中的各個知識點,塑造學生健全的數學邏輯思維。很多單一的數學模式都可以通過函數的形式加以表達,這也凸顯了數學文化的一個重要內涵:不以知識領域為限進行知識上的故步自封,而是提倡運用新的數學思維模式和思路對各個知識點進行聯系,進行交叉解釋。
素質教育時代,中職數學教學要和我國教育改革相促進,在教學中教師要改變以前的傳統思想,理解數學文化內涵,積極地引導學生學習數學文化史,讓他們不但能掌握一些理論知識,還知道知識的由來。數學一定要和實際的生活聯系起來,在教學中一定要加入數學文化的教育,這樣才能提高學生的綜合素養。
教育體制的不斷改革也預示著各個階段的教學都要進行變革,尤其是中職教育教學,對于學生來講意義是非常重大的,學生接受九年義務教育后進入中職進行學習,對他們而言,所學習的科目是有難度的,尤其是數學。教師要注意將數學文化融入教學中,培養學生對數學的好奇心,提高自身的學習效率和信心。
數學文化主要表現為數學學科體現在文化方面的成就,對數學文化的學習能促進學生將所學習到的書本概念與實踐相結合。
二、在概念引入及知識點講解中滲透數學文化
由于數學文化的內容特點和性質與數學課程本身存在一定的差異,因此在兩者融合時,教師需要明確合理的途徑。在對基礎的定理和概念進行介紹時,教師要注意融入一定的數學文化背景,減輕學生對于數學概念理解的困難,從而在引入環節實現取得更好的教學效果。
例如,在《集合與函數的概念》的教學中,教師應認識到函數知識在中職數學課程學習中的重要意義和貫穿性,從文化背景的角度出發,對于函數概念的提出、函數形成的原理以及函數在生活中的實際應用意義進行分析和闡述。讓學生首先從思想意識和感受上體會到學習函數的重要性,并且對函數的內涵有了更豐富的層面和角度上的認識。而從學習數學知識和概念的角度上來說,學生打好了概念理解和學習的基礎,進一步的深層次學習才能取得更好的效果。數學知識對于邏輯的強調,意味著這個知識體系本身也是一個邏輯體系,整個數學知識網絡中,相關的知識之間都是有明確的邏輯關系的。這與數學文化中的知識發展和研究進程的歷史變化軌跡有一定的呼應。因此,教師可以在某一部分知識點的講解中融入相關的數學史、數學文化內容,使學生體會到數學研究具有動態發展的特征,并且需要依托發散性思維進行不斷更新和完善,才能取得更進一步的成果。例如,在《數列》的課程教學中,教師應讓學生了解,不同類型的數列研究和數量關系的發現,實際上是數學家經歷了不斷的探索和修正才得出的。不同的數列關系在演變和產生的過程中具有一定的邏輯關系,教師可以結合等差數列、等比數列為例,從歷史研究和發現的角度對于兩者演變的關系進行解讀和分析。
高中生已經具備了相對較強的自主性,但是數學學科的學習難度系數較高。數學基礎知識和基本技能息息相關,存在非常直接的聯系。數學教學要以此為基礎,夯實學生基礎知識。數學基礎知識是我們的教育目標,基礎技能是我們的重點開發方向。例如,學習《空間幾何體》這個章節時,學生必須明白三視圖和直觀圖這些知識的作用。我們生活中有著很多地方用到三視圖和直觀圖的知識,尤其是在建筑行業中,三視圖和直觀圖的運用可以說無處不在。在教學中教師要結合生活事例幫助學生夯實基礎知識,提高學生對基礎知識的運用效率。這兩項考核標準,是學生學科素養中的重要指標。我們的教學必須要給予學生足夠的幫助。在空間幾何基礎知識上,我們的教學要創新、靈活,以提升學生的學習效率。
學科素養是內涵很豐富的教學理念,基礎知識和基礎技能是教學重點。高中數學教學應努力提升學生的學科綜合素養,保證學生的成長和發展。從教師來說,要為學生提供更多發揮自身主觀能動性的機會,幫助學生培養自主探究的意識,讓學生大膽地發表自己的想法和見解,改變以往死記硬背的學習模式,讓學生學會在面對問題時要投入自己的思考,敢于提出疑問。
數學知識經驗和數學生活態度,同樣是學科素養中非常重要的標準。數學知識經驗可以提升學生在實踐中的效率,修正實踐中的錯誤。生活態度也是學科素養的重點,學科知識影響學生對世界的認知,從而決定了學生看待世界的角度。學習數學可以讓學生更加理性和嚴謹,思維邏輯嚴密且前后關聯,這是數學的特征。在教學中教師要引導學生,啟發學生的數學思維。學生學習知識的目的,正是更好地解決生活、工作、實踐中的問題。
三、創設相關教學情境
對于部分學生來說,數學公式的學習是沒有積累性的,[]他們在接觸一個新的概念、一個新的公式時一般都是毫無頭緒的,往往會出現一些疑問:“這個公式會應用到哪一方面?”教師在進行概念與公式的講解時要注意將概念本身所帶有的數學文化教授給學生,讓學生能更深刻地了解概念。
例如,學生對于“三角形在所有圖形中的結構固定力是最強的”這一概念理解不足,教師可以利用七翹板或者房屋梁柱的支撐結構、建造原理向學生解釋三角形的固定性,為學生解決疑惑,促進學生更好地理解。在學生學習過程中和課堂練習中,會遇到很具有“文化性”的習題,這也要求學生掌握一定的數學文化知識,了解數學發展歷史中出現的名人事例。教師應讓學生在平常的課堂練習中多做一些課時性較強的習題,熟練之后可以加難度,慢慢鞏固他們對知識點的掌握,提高他們的數學解題能力。
數學教師要具備良好的數學思維,把培養學生的創新思維能力與自己的教學有效地結合起來;要重視學生的主體地位,發揮引導的作用;要讓學生有創新意識。在教學中,教師要努力地補足數學文化教育的缺失,在課前確立好自己的教學目標,用新《課標》作為依據,科學地安排,合理地設置教學目標。
數學這門學科是非常有嚴謹的,同時,數學也很抽象,要讓學生知道這些基本的特征,然后再對他們進行數學文化教育。先從數學思想、精神品質開始,找到實施文化教育的基本方向,然后持續性地引導,這要在潛移默化中完成,不可能一蹴而就。教師的教學活動一定要符合學生的認知,可觀察到預期目標。另外,一些教學目標的設定也不可以過高,要及時地發現在數學教材中隱藏的文化素材、問題,然后將相通的東西整合起來,再進行教學設計,爭取讓文化素材發揮出最大的作用。這樣的數學教學一定是生動有趣的,而不是枯燥無味,才能提高學生的積極性。教師不能一直依靠某種單一的教學方式,而要進行創新?,F在是信息化的時代,高科技工具越來越多,多媒體設備越來越普及,在教學中使用多媒體設備,學生會感覺課堂是很有趣的,不會感到疲憊,教師用過這種手段把數學知識與數學文化有效地結合起來,可以有效提高教學效率。
對數學定理講解的過程中,教師應充分結合這一定理產生的背景以及數學家圍繞定理所進行的相關研究活動進行介紹,只有這樣才能引導學生領略到這一定理在數學史上的獨特地位及應用。教師在創設教學情境的過程中也應融入數學知識產生和發展的歷史,只有這樣學生才能感受到數學文化的獨特性。
例如,在進行數列知識教學時,教師可以事先為學生安排有關數列的史料閱讀作業,要求學生在課外了解“大米與棋盤”的故事,在課堂上,教師應利用這個故事段滲透數學文化,針對一些經典的數學問題,通過分析解題思維這一方式進行解答。這不僅有利于拓展學生的思維,還能進一步滲透數學文化。再如,在講解“化整為零”這一思想的過程中,教師可以根據史料進行講解,例如可以“曹沖稱象”為例進一步深化學生對于化整為零這一思想的理解,通過對歷史典故的解讀拓展學生的思維。
在教學中,我們發現學生會直觀地對某些數學知識產生一定的興趣,因此教師應創設與之相對應的教學策略。例如,在進行“圓”這一節知識講解中,教師應從數學文化這一層面進行教學,通過借助《九章算數》中揭示圓的周長與直徑之間的關系,為學生滲透數學文化,這樣一來學生就會激發對“圓”學習興趣,進而提升自身的數學素養。
傳統數學課程的評價模式已不適用于當下素質教育對于學生綜合素養發展的需求;僅僅通過考查學生對于數學知識的掌握程度,也不能體現數學文化的重要性。針對這種情況,教師應改變傳統的教學評價模式,將數學文化作為一項標準納入評價體系,創造新的評價模式。
四、提高學生對數學文化的興趣
在中職所有學科中,數學是非常重要的。將數學文化滲透到教育內容中,可以讓學生初步了解數學文化,跟上教學內容的變化。學生掌握好課本中知識概念的同時,還要注重在生活實踐中運用知識。學生在數學方面出現偏弱的現象,很大一部分原因是對數學概念不理解,還有就是不會運用公式解題。究其原因,可能是在課堂中,教師在進行教授時無非就是根據課本中出現的內容逐一地對學生講解,課后給學生布置一些習題,讓學生自行訓練鞏固。教師若將數學文化滲透到課堂的講解中,便能在很大程度上降低學生的偏科率,提高學生的積極性。教師在教學生理解數學概念的同時,還應教會他們提問,運用多種解題方式進行驗算,最終得出正確的答案并自己檢驗。
中數學課堂中一味進行數學知識講解難免讓學生感到枯燥,教師可以把數學文化的作為豐富數學課堂的一種資源,在課堂開始時,通過介紹數學史減少枯燥感。具體而言,可以把數學家發現和總結數學原理、公式的過程變成趣味小故事引入新課。
例如,在學習微積分時,學生對微積分的概念和相關歷史基本處于一無所知的狀態。這時,教師可通過講述牛頓發現微積分和萊布尼茨發現微積分的故事,引入對微積分的初步認識和學習。
對數學文化的學習可以幫助學生培養思考和創新能力,在這方面教師要有意識地采取一定措施,在教學中要注意對數學文化的適當總結,在學生對教學內容和數學史的融合中提出疑問時給出準確、合理的答案。教師可以選取能展示歷史情境的內容,比如古代數學家做研究時的設備條件和研究背景等,以此促進學生探究能力和學習能力出提升。
應說,中職數學課堂中可以運用的數學文化資源是非常豐富的,教師可以在充分選擇、篩選的基礎上對網絡上的視頻、圖片等資源進行整合,并帶入課堂。這不僅為數學知識的傳播提供了便利,還給了學生更多接觸科學文化的途徑。例如,可以通過多圖片內容的PPT來展示數學史發展,給學生的知識面擴展帶來更大的空間。
綜上所述,積極將數學文化融入于日常教學之中,能使學生對數學產生清晰的認知,有利于幫助學生更好地把握學習內容,為今后的學習奠定基礎。中職數學知識是很有系統性的,數學知識與數學文化之間的關系是緊密的,無論是從數學教師教學的角度還是從學生學習的角度看,數學文化對數學教育的發展都起著極大的促進作用,數學教師在準備教學內容時,應有目的地進行選擇和整理教學資源,給學生更多了解數學文化的途徑和機會;應積極融入切合學生需要的數學文化內容,提升中職數學教學質量,幫助學生更好地理解數學問題,促進學生數學水平的提高。滲透數學文化,實際上是對教學進行升級的實踐,能夠讓學生領略數學獨有的魅力以及價值。
參考文獻:
[1] 李海《中職數學課程標準實施中數學文化教學研究》,《河西學院學報》2009年第5期。
[2] 初延波《新課改環境下中職數學教學中數學文化的滲透》,《中國科教創新導刊》2011年第24期。
[3] 羅小旭《新〈課標〉下數學文化在課堂教學中的滲透》,《考試周刊》2011年第25期。
[4] 孫風軍《中職數學實驗教科書數學文化比較研究》,《教學與管理》2011年第9期。