在教学中浸润中国古代数学文化
2017-10-10
湘潭市雨湖区云塘学校是一所有着50多年历史的老校。学校在2012年开展了“人文课堂”研究,数学组结合数学学科特点,将中国古代数学文化有意识地融入数学教学,让孩子们从中国古代数学文化中领略中国传统文化的博大精深,为学校“人文课堂”的开展添上美丽的翅膀。
结合中国数学史设计教学
数学是中国古代“六艺”之一,其发展源远流长,成就辉煌。从中國古代经典之作《九章算术》可以看出,中国数学文化起源于人的实际需要,比如丈量土地、测量容积等。它以社会生活与生产实际为研究对象,以解决实际问题为目标,围绕建立算法与提高计算技术而展开,强调在观察、实验的基础上进行分析、归纳进而得出结果,寓理于算,把数学建立在少数不证自明、形象直观的原理上。这些史料素材以及思想非常符合小学数学教学,能给教学带来十分有益的帮助。数学组老师们结合小学数学教材内容,不断搜集相关中国数学史料,比如分数、小数、负数、圆等知识的历史发展过程,有机地设计教学,形成了自己的教学特色。
例如,在六年级上册“负数的认识”一课的案例研究时,数学组老师们进行了如下环节设计:1.通过记录相反意义的量,感悟数据的重要作用。2.反馈学生的记录情况,集体讨论。3.展示学生的不同记录方式,引导讨论。4.课件展示,我国历史上记录相反意义的量的方法。5.明确概念,了解正、负数的读法和写法。6.出示史料,进一步了解负数的历史。
案例中,老师们为学生提供一些熟悉的生活素材,让学生从熟知的生活现象出发,利用原有的生活经验,解决如何记录、区分两种具有相反意义的量的现实问题。学生在记录及交流记录方式的过程中,经历符号化、数学化的过程,体会负数产生的必要性,亲身经历知识的产生过程。尤其是通过对中国古代负数发展历史的介绍,学生体验自己学习的过程和负数历史演变的相似性,也感受到用符号记录相反意义的量的必然性。这种数学史上抽象化、符号化的过程展现,让学生进一步理解了负数的意义。
走进中国古代数学故事
我国古代数学史伴随着漫长的人类发展史,在历史的长河中,一个个生动的数学故事犹如一颗颗璀璨的明珠,散发着自己独特的光芒。作为数学教师,怎么把这一颗颗明珠巧妙地应用于我们的课堂教学,让它焕发光彩,而不是单纯地为了讲历史而生搬硬套呢?在近年的研究中,老师们形成了以下共识。
1.从数学故事中挖掘课程内容的历史根源。
在一堂除法计算课上,学生突然提出问题:“为什么相除得到的数叫商而不叫别的名字?”教师当时很尴尬,一时不好回答,只能脱口而出:“就是这么规定的呀!”真的只是数学的规定,而没有其他原因吗?很明显,这位教师在上课之前没有阅读和研究过除法的历史,只备了教材上的内容,没有深挖除法知识的根源,使得自己的数学课堂教学显得浅薄。
细细研究教材,数学组老师们发现:课本上的大部分计算知识都能在中国古代数学史上找到原型。例如,乘、积在《九章算术》的《方田》章中有明确的定义:“广纵相乘得积。”“除”原是指除去,后指分配。古代数学密切联系实际,所分的都是实在的东西,如各种谷物、丝绸等,故称被除数为“实”,而用之于所分的数实际上是一个标准,故称除数为“法”。《周髀算经》中指出,除法运算与和、减、乘的不一样:除的结果需要再三斟酌考虑,因此称之为“商”。所谓“以法(除法)除之,宜得上商”。像此类的,还有关于分数的:“分之为数,繁则难用。”“又以分母遍乘分子。”关于自然数的:《四元玉鉴》的《莫若序》中有:“一而二,二而四,四而八。生生不穷者,岂非自然而然之数耶?”等。通过一段时间的积累,老师们在上课之前,充分了解了新授知识的本质和产生的历史背景,做到追根溯源,了如明镜。
2.自己说数学故事,让课堂教学由学生做主。
课前,数学组老师都会发动并引导学生自己搜索相关数学史故事,以便教学时做到心中有数。例如,在教学“小数的意义”时,老师采用自主学习的模式,学生先课前调查小数的发展历程,然后在课堂上以数学故事的形式汇报。
生A:小数是我国最早提出和使用的,早在一千七百多年前,我国古代数学家刘徽在注解《九章算术》时,长度的记法采用的单位是:丈、尺、寸、分、厘、毫、秒、忽,忽是最小的单位。在计算中,他把忽作为单位,以下那些没有明确单位的数就是小数,刘徽称作“徽数”,或者把它舍去,或者化成简单分数,或者用十进分数表达。
生B:南朝时,人们用附在整数位后面的小字来表明小数。
生C:到了宋代,数学家秦九韶的《数书九章》中有大量的小数的运算,而且他对小数的记法也十分先进,用“余”字明确表示整数以后皆是小数,“余”字起到了与现代小数点一样的作用。
生D:到了公元13世纪,我国元代数学家朱世杰提出了小数的名称,同时出现了低一格表示小数的记法。
生E:我国的小数在宋元时期已发展到现代的水平了,与现在相比,只是没采用小数点的记号罢了。后来,阿拉伯数学家花拉子密发明了小数点,解决了小数的书写问题。
孩子们像一个个调查员,你方唱罢我登场,故事说得有模有样。等学生说完,教师适时补充:小数同样也是人们在实际度量和整数运算(如除法、开方)的需要中产生和发展起来的。现在,我们又广泛用于生活。调查的过程,其实就是学生学习的过程。在收集资料时,孩子们对小数的知识有了一定的认识,同时也会产生疑问:小数部分指的是哪部分?它和分数有什么联系?随后,教师再依据学生的疑问,引领学生自主学习,将数学史故事与课堂教学完美结合。
3.利用数学故事充实和丰富数学练习。
小学生对数学的迷恋往往是从兴趣开始的,要使学生在数学学习活动中体会到数学是那么生动、有趣、富有魅力,强化数学练习的趣味性十分重要。在实际教学中,我们发现历史上有很多数学故事可以用来充实数学练习。例如,在“鸡兔同笼”一课的练习时,我们采用了我国明代珠算家程大位的名著《算法统宗》里的一道算题:
一百馒头一百僧,
大僧三个更无争,
小僧三人分一个,
大小和尚各几丁?
如果译成白话文,其意思是:有100个和尚分100只馒头,正好分完。如果大和尚一人分3只,小和尚3人分一只,试问大、小和尚各有几人?
有的学生用假设法解决了问题,这就和《算法统宗》里的解法不谋而合了。老师再出示原文:“置僧一百为实,以三一并得四为法除之,得大僧二十五个。”然后讲授解答方法。学生不仅在富有趣味的练习活动中探寻了多样化的方法,训练了数学思维,而且在古代数学趣味题中体会了我国古代劳动人民的智慧。
数学组老师还通过引入中国古代数学家的故事,培养学生善于观察、类推的能力。比如,教学六年级上册“圆的周长”这一内容中的圆周率时,数学组老师在课堂上引入了数学家刘徽与圆周率的故事。这样的故事让孩子们深深地感受到数学源于生活,高于生活,只要善于观察,善于类推,一定会有所发现,有所收获。此外,数学组老师还会运用数学故事渗透数学的精神,以提升学生的数学素养,等等。
云塘学校数学组的老师们在“人文课堂”的研究过程中,一直在努力地将我国丰富的数学文化融入数学课堂,让孩子们在探寻数学知识的同时更好地传承优秀的数学文化,让中国数学家的数学精神照亮孩子们的数学梦想,让数学文化扎根于数学课堂,陪伴孩子们茁壮成长。
(执笔:彭俐、王丽君、陈俊珊、廖琼)endprint