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数学史故事在小学课堂教学中的作用

2021-03-03孙永胜

辽宁教育·教研版 2021年2期
关键词:高斯数学史毛毛虫

孙永胜

在小学阶段的数学学科教育及教学过程中,要充分调动和激发学生的学习兴趣,开拓学生的数学思维。以数学史故事融入课堂,使其与相关知识内容建立有效链接,能使学生更加全面地提升数学思维,提高学习兴趣,帮助理解知识,发展数学能力。

一、课前导入,用数学史故事激发兴趣

开始课堂教学之前,基于本课的教学内容,通过情境问题的创设方式,将数学史故事进行导入,能够充分激发和调动学生学习的积极性和和创造性。课堂导入环节作为一堂课的开始部分,对于接下来课堂的高效和顺利开展至关重要,因此,要选择具有针对性、趣味性和思维启发性的数学史故事进行导入,通过相关的导入,快速地吸引学生的注意力,进而推动课堂教学目标和任务的完成。此外,在课堂教学的开始阶段利用数学史故事进行课堂导入,还可以有效提升学生课堂学习的参与度。

数学史故事中包含着诸多趣味性的内容,通过导入环节,要将与本堂课教学知识相关的、具有趣味性、科学性的数学史故事讲给学生。教师在课堂教学正式开始之前,可以选择与教学内容相关的数学史故事,包括数学家的成长经历、研究故事等,故事情节要有一定的趣味性,要能吸引学生的注意力。通过这些数学史故事,逐渐过渡到教学内容上。

在教学“加法运算定律”时,可以以“高斯巧算”的数学史故事导入。

高斯小的时侯,有一次,老师给同学们出了一道加法算术题:从数字1一直加到数字100,其总和是多少?老师本以为大家会计算很长时间,但是没想到,高斯很快就计算出了正确答案“5050”。

于是,老师就问高斯是如何这么快算出结果的。高斯便写出了以下两组算式:

1+2+3+4+5+......+100;

100+99+98+97+96+......+1。

将以上两组算式相加则可以得出:(1+100)+(2+99)+(3+98)+(4+97)+(5+96)+......(100+1)=100×101=10100。接下来,高斯说:“以上算式中将1到100的数字相加了2次,因此再除以2,得出5050,便是正确答案了”。

讲述完高斯的数学史故事后,可以进一步地引导和提问相关知识,进而顺利导入课堂教学内容。然后,教师可以通过数学史故事所引发的相关问题来引导学生进行深入思考和探讨,通过问题的思考和解决过程,逐步达成知识的深入理解,提升数学能力。

二、解决问题,用数学史故事帮助理解

在数学问题的解决和巩固环节中,很多教师都是直接布置数学练习题目,很大程度上采用“题海战术”,学生不感兴趣,练习效果也难以保证。在很多这样的题目当中,除了固定的已知条件和文字叙述之外,语言也呆板无趣,缺乏对学生的吸引力。学生长期面对这些数学题目,容易对数学学习产生抵触和厌倦心理。将数学史故事有效地融入数学问题的解决当中,使学生在故事中不知不觉地练习,可以极大地提升和激发学生对问题的思考和解决兴趣。

数学应用题对于很多学生来说是个难点,学生在做题时有时很难将问题情境与数学解决方法之间建立衔接。如行程问题,此种类型的应用题,在小学数学学科的教学中难度较大,如果让学生直接进行题目练习,难以激发其积极性。这时,我们可以借助《数学趣谈》中“蚯蚓和青蛙”这个有趣的数学史故事来进行融入。

一条长6厘米的毛毛虫一不小心掉进了有青蛙的井里,青蛙对毛毛虫说:“你永远也出不去了,这井太高了。”可是,毛毛虫并没有放弃,它问青蛙:“这井有多高啊?”青蛙说:“是你身体的300倍。”毛毛虫并没有被“300倍”这个数字吓倒,它从早上爬到晚上,一共爬了6米,晚上睡着后又向下掉了5米。但是,毛毛虫并没有因此放弃,它坚持每天爬,终于有一天爬出了井口,请问同学们,毛毛虫一共需要爬几天,才能爬出井口呢?

这种经典数学文献中的数学史故事应用,能很好地提升数学问题的趣味性和生活性,使学生在故事对话中提取到有效的数学信息,帮助学生在头脑中建立直观的表象,形成真实的解决问题情境,进而帮助学生理解应用题的本质。

三、课堂拓展,用数学史故事提升综合素养

在小学数学课堂教学过程中,拓展是极为重要的延伸性环节。所谓“故事拓展”,是指通过数学史故事来辅助进行教学拓展,进而使教学知识内容在原有基础之上实现进一步的总结与升华,帮助学生实现自我学习视野的开拓,全面提升学生的综合素养。与课堂教学知识内容相关的数学家故事、数学发展史故事等,不仅能有效调动学生的課堂参与热情和兴趣,还能够使学生充分理解与体会到数学的文化魅力。

在小学数学拓展教学的环节融入数学史故事,大致需要以下过程:首先,需要寻找一些关于数学概念、定理、公式、符号等产生和发展的数学史故事,提炼和总结出其出现和发展过程中的动因、阻碍因素等。其次,根据学生的学习需求和认知水平,对数学史故事进行整合和重组,形成体系完整的历史故事。最后,根据教学的实际需要融入到拓展教学环节中,使学生更加全面认知和了解相关数学科学的发展细节。在经历过课堂导入的教学环节之后,学生对于课堂教学知识和内容已经建立起了初步的了解及认知,在课堂教学任务和目标基本完成之后,可以再通过数学发展史故事的展现,向学生进一步介绍相关数学概念及定理、符号等更加详细内容的曲折发展过程,使学生对于数学科学的发展产生更加深入的认知和了解。此阶段的故事呈现,需要与相关教学进度密切结合,也可以使用微课、多媒体课件等形式展示。

与此同时,相关数学家及其科学发现的故事呈现,需要结合教学进度,把握时机,要实现故事切入与教学内容的无缝衔接。只有在适当的教学时机进行数学史故事的融入,才能够真正发挥出其优势。

以“用字母符号表示数”的教学为例,为了使学生更加清晰和具体化地理解用字母代表数的应用意义,可以先以“a×4”的数学史故事来引导学生进行拓展。

在数学符号史的发展过程中,一开始是通过文字来进行数量关系的表示的,如“每个高度×4”等,这种文字表示的方式较为繁琐和不便,因此古希腊数学家丢番图就发明了首字母表示法,如“每个高度×4”就可以取“高”的首字母“g”来表示,表示成“g×4”,“缩写代数”的时期由此开启。直到十七世纪,法国数学家韦达突破了情境代数的表示方法,用字母“a”来表示所有的数字变量,不再赋予字母“a”以任何具体的意义,而只将其作为一种代数符号,由此,近代代数学开始快速发展。

上述故事向学生再次展现了代数学的发展历程,使学生对于数学家的思维方式和探索品质进行了全面地了解,学生在更加轻松愉悦的故事氛围中提升了对数学学科的学习兴趣,缓解了紧张情绪,引发了深入探究和思考的欲望。

(责任编辑:杨强)

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