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小学数学教育中的数学史价值
【关键词】 ;
【正文】 数学史如同人类历史的演变进程一样,是一部厚重的历史文化。数学史是一部从少到多、由浅及深的发展史,经历了三次数学危机,到今天数学已形成一脉相承的庞大的数学体系,并应用到社会发展的各个领域。那么,实施怎样的小学数学教育才能比较充分地凸显数学史的文化价值呢?
一、绽放数学和谐神奇的魅力,营造数学史的文化意境
纵观小学数学教材,数学和谐又神奇的魅力无处不在,它们或以数学故事引入,或以数学活动置入,或以趣味习题插入,以各种方式出现在每种版本的小学数学教材之中。“黄金比”就是数学和谐之美的典型例证。德国数学家弗希纳曾召开一次别出心裁的“矩形展览会”,会上展出了他精心制作的各种矩形,要求参观者投票选择各自认为最美的矩形,结果宽与长之比值为0.618的矩形被认为是最美的矩形。0.618从此被誉为“黄金比”,艺术家们用它创造出令人神往的艺术珍品,设计家们用它设计出巧夺天工的建筑,当我们走进商场看到0.618的服装品牌,也会慨叹创立者对数学美的痴迷。
小学数学教材中有趣的“七巧板”、神奇的“莫比乌斯带”、神秘的“数字黑洞”、计时工具“刻漏”,这些内容让学生感受到数学的神秘,享受数学学习的快乐,增强探索数学的欲望。还有“数学与艺术”、数学游戏“设计镶嵌图案”、“数学与音乐”、“数学与围棋”等内容,通过学生相互交流、动手实践,更能绽放数学和谐神奇的魅力,让学生获得积极的情感体验,提高学生学习数学的兴趣。除此之外,还可在探索“1+2+……+99+100的和是多少”的活动中介绍高斯善于思索、敢于创新的科学精神;在制作100以内的质数表的活动中介绍古希腊的爱拉脱斯特尼筛法,学习科学家们追根究底、谨慎细致的科学态度。总之,在小学数学教学中穿插数学史典故,渗透数学史内容,营造数学史的文化意境,让学生感知数学美,发现数学美,能开阔学生的视野,树立学好数学的信心。
二、彰显数学发展变迁之厚重,阐发数学史的文化底蕴
我国数学的发展有着辉煌的历史,在元代以前,数学的许多重要成果处于世界领先地位,数学的发展在宋元时期达到了高峰,但明朝以珠算为中心的商业算术普及,使数学的整体发展停滞不前。明末西方初等数学传入了中国,清代前期一批数学家学习西方数学之长,促进了传统数学的发展。近代则涌现出了具有国际影响的数学大师华罗庚、陈景润、苏步青、陈省升等,他们在各自的数学领域中做出了令世界瞩目的成绩。
在小学数学教学中,《九章算术》中的“方程问题”、“平面图形的面积”、“长方体的体积”、“约分术”、“分数的四则运算法则”、《孙子算经》中的“鸡兔同笼问题”、《算法统宗》中的多位数乘法的“铺地锦”算法等都值得重视和深入了解。另外,“曹冲称象的故事”、古代四大发明之一“指南针”、刘徽的“平面图形的面积出入相补”方法、祖冲之的“圆周率”、陈景润对“哥德巴赫猜想”的卓越贡献等,都体现了我国数学的辉煌成就。通过这些内容的学习,使学生了解祖国的数学发展史,感受祖国数学的辉煌成就,激发民族自豪感。
同时,西方文明也在数学史的发展中做出了重要成就,不同时期都有着标志性的贡献。古希腊欧几里得的《几何原本》的出现是数学史上一个伟大的里程碑,17世纪传入中国,文艺复兴时期的牛顿建立了微积分,19-20世纪交替时期爱因斯坦建立了相对论,以及如今信息时代,冯·诺依曼创立了计算机方案。当然具有代表意义的还有瑞士数学家欧拉在解决“哥尼斯堡的七桥问题”中形成了“一笔画原理”,开拓了运筹学和图论等崭新的数学领域,他的研究也是运用抽象化方法和数学模型思想的光辉范例;斐波那契和他的《算盘书》对欧洲数学产生了巨大影响,斐波那契数列也焕发出了无穷的数学魅力,等等。在小学数学教学中,学生从中了解国外数学的成就,也认识中国数学发展的不足,从而振奋民族精神,树立为祖国数学复兴而努力奋斗的伟大理想。
三、还原数学本质的真实生命,加深数学史的文化理解
在小学数学教学中,可以利用一系列的数学史料来体现符号化经历的由繁而简、由丑到美、优胜劣汰的过程,例如:“+、-”、“×”、“÷”运算符号的出现史;小数、分数、负数的产生与表示法的发展史;数字、数和计算工具的发明发展史;古代劳动人民的记数方法和计算方法;用字母表示计量单位;方程的形成史;等等,特别是在计数过程中,由于罗马数字和汉语数字书写不便、形式不美,难以用有限个数字记写无限多位数,从而导致印度阿拉伯数字0、1、2……9的出现和位置制胜出。
当然,数学史的发展不仅仅是简单的变迁和移植,有时还需要对其深入的挖掘、提炼、升华,需要我们对古代数学知识做认真的思考和清理,进行加工和创造,使之适合小学生的心理特征和小学数学课堂的特点。整个过程基于学生已有的知识经验和生活经验,对自然数的概念进行加工和创造,简洁理想地重构了自然数的产生发展过程,有助于学生对自然数的深入理解,使学生在丰富的操作和实际活动中逐步形成数的概念,发展数感。
四、洋溢数学思想方法理性之美,揭示数学史的文化内涵
数学史作为数学思想的发展史,其中蕴含了丰富的思想方法。数学思想方法是“数学的灵魂”,能使人们领悟数学的真谛,懂得数学的价值,学会数学地思考和解决问题,数学史的核心价值就在于培养学生的创新精神和创造能力在小学数学教学中,系统而有步骤地渗透数学思想方法,尝试把重要的数学思想方法通过学生可以理解的简单形式,采用生动有趣的事例呈现出来。
同时,大量的数学思想方法蕴含在数学知识的体系之中,并没有明确的揭示和总结。苏步青曾经说过:“看书要能看到书背后的东西。”小学数学教材中知识背后的“东西”有着数学思想方法。因此,在小学数学教学中,要善于挖掘其中的数学思想方法,并在课堂教学中进行渗透、领悟,并最终培养学生的创新精神和创造能力。
总之,实施凸显数学史文化价值的小学数学教育,要结合小学生的心理特点、思维特点及数学史料自身的特点,渗透数学史教育,让学生在动手实践、自主探索、合作交流、课外探究的学习过程中感受数学的神奇,领悟数学的真谛,加深对数学知识的理解,发展数学思维能力。
一、绽放数学和谐神奇的魅力,营造数学史的文化意境
纵观小学数学教材,数学和谐又神奇的魅力无处不在,它们或以数学故事引入,或以数学活动置入,或以趣味习题插入,以各种方式出现在每种版本的小学数学教材之中。“黄金比”就是数学和谐之美的典型例证。德国数学家弗希纳曾召开一次别出心裁的“矩形展览会”,会上展出了他精心制作的各种矩形,要求参观者投票选择各自认为最美的矩形,结果宽与长之比值为0.618的矩形被认为是最美的矩形。0.618从此被誉为“黄金比”,艺术家们用它创造出令人神往的艺术珍品,设计家们用它设计出巧夺天工的建筑,当我们走进商场看到0.618的服装品牌,也会慨叹创立者对数学美的痴迷。
小学数学教材中有趣的“七巧板”、神奇的“莫比乌斯带”、神秘的“数字黑洞”、计时工具“刻漏”,这些内容让学生感受到数学的神秘,享受数学学习的快乐,增强探索数学的欲望。还有“数学与艺术”、数学游戏“设计镶嵌图案”、“数学与音乐”、“数学与围棋”等内容,通过学生相互交流、动手实践,更能绽放数学和谐神奇的魅力,让学生获得积极的情感体验,提高学生学习数学的兴趣。除此之外,还可在探索“1+2+……+99+100的和是多少”的活动中介绍高斯善于思索、敢于创新的科学精神;在制作100以内的质数表的活动中介绍古希腊的爱拉脱斯特尼筛法,学习科学家们追根究底、谨慎细致的科学态度。总之,在小学数学教学中穿插数学史典故,渗透数学史内容,营造数学史的文化意境,让学生感知数学美,发现数学美,能开阔学生的视野,树立学好数学的信心。
二、彰显数学发展变迁之厚重,阐发数学史的文化底蕴
我国数学的发展有着辉煌的历史,在元代以前,数学的许多重要成果处于世界领先地位,数学的发展在宋元时期达到了高峰,但明朝以珠算为中心的商业算术普及,使数学的整体发展停滞不前。明末西方初等数学传入了中国,清代前期一批数学家学习西方数学之长,促进了传统数学的发展。近代则涌现出了具有国际影响的数学大师华罗庚、陈景润、苏步青、陈省升等,他们在各自的数学领域中做出了令世界瞩目的成绩。
在小学数学教学中,《九章算术》中的“方程问题”、“平面图形的面积”、“长方体的体积”、“约分术”、“分数的四则运算法则”、《孙子算经》中的“鸡兔同笼问题”、《算法统宗》中的多位数乘法的“铺地锦”算法等都值得重视和深入了解。另外,“曹冲称象的故事”、古代四大发明之一“指南针”、刘徽的“平面图形的面积出入相补”方法、祖冲之的“圆周率”、陈景润对“哥德巴赫猜想”的卓越贡献等,都体现了我国数学的辉煌成就。通过这些内容的学习,使学生了解祖国的数学发展史,感受祖国数学的辉煌成就,激发民族自豪感。
同时,西方文明也在数学史的发展中做出了重要成就,不同时期都有着标志性的贡献。古希腊欧几里得的《几何原本》的出现是数学史上一个伟大的里程碑,17世纪传入中国,文艺复兴时期的牛顿建立了微积分,19-20世纪交替时期爱因斯坦建立了相对论,以及如今信息时代,冯·诺依曼创立了计算机方案。当然具有代表意义的还有瑞士数学家欧拉在解决“哥尼斯堡的七桥问题”中形成了“一笔画原理”,开拓了运筹学和图论等崭新的数学领域,他的研究也是运用抽象化方法和数学模型思想的光辉范例;斐波那契和他的《算盘书》对欧洲数学产生了巨大影响,斐波那契数列也焕发出了无穷的数学魅力,等等。在小学数学教学中,学生从中了解国外数学的成就,也认识中国数学发展的不足,从而振奋民族精神,树立为祖国数学复兴而努力奋斗的伟大理想。
三、还原数学本质的真实生命,加深数学史的文化理解
在小学数学教学中,可以利用一系列的数学史料来体现符号化经历的由繁而简、由丑到美、优胜劣汰的过程,例如:“+、-”、“×”、“÷”运算符号的出现史;小数、分数、负数的产生与表示法的发展史;数字、数和计算工具的发明发展史;古代劳动人民的记数方法和计算方法;用字母表示计量单位;方程的形成史;等等,特别是在计数过程中,由于罗马数字和汉语数字书写不便、形式不美,难以用有限个数字记写无限多位数,从而导致印度阿拉伯数字0、1、2……9的出现和位置制胜出。
当然,数学史的发展不仅仅是简单的变迁和移植,有时还需要对其深入的挖掘、提炼、升华,需要我们对古代数学知识做认真的思考和清理,进行加工和创造,使之适合小学生的心理特征和小学数学课堂的特点。整个过程基于学生已有的知识经验和生活经验,对自然数的概念进行加工和创造,简洁理想地重构了自然数的产生发展过程,有助于学生对自然数的深入理解,使学生在丰富的操作和实际活动中逐步形成数的概念,发展数感。
四、洋溢数学思想方法理性之美,揭示数学史的文化内涵
数学史作为数学思想的发展史,其中蕴含了丰富的思想方法。数学思想方法是“数学的灵魂”,能使人们领悟数学的真谛,懂得数学的价值,学会数学地思考和解决问题,数学史的核心价值就在于培养学生的创新精神和创造能力在小学数学教学中,系统而有步骤地渗透数学思想方法,尝试把重要的数学思想方法通过学生可以理解的简单形式,采用生动有趣的事例呈现出来。
同时,大量的数学思想方法蕴含在数学知识的体系之中,并没有明确的揭示和总结。苏步青曾经说过:“看书要能看到书背后的东西。”小学数学教材中知识背后的“东西”有着数学思想方法。因此,在小学数学教学中,要善于挖掘其中的数学思想方法,并在课堂教学中进行渗透、领悟,并最终培养学生的创新精神和创造能力。
总之,实施凸显数学史文化价值的小学数学教育,要结合小学生的心理特点、思维特点及数学史料自身的特点,渗透数学史教育,让学生在动手实践、自主探索、合作交流、课外探究的学习过程中感受数学的神奇,领悟数学的真谛,加深对数学知识的理解,发展数学思维能力。
- 【发布时间】2021/4/6 17:04:49
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