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初中数学课堂渗透传统文化的教学策略探究

2023-02-23王辉

关键词:金属环金属棒正方形

王辉

摘 要:传统文化是中华民族的宝贵财富,也是初中数学教育的重要内容。教师在初中数学课堂渗透传统文化,有利于培养学生的民族自豪感和文化自信,激发学生的数学学习兴趣,拓展学生的思维,促进数学教学质量的提升。本文探讨了初中数学课堂渗透传统文化的意义、存在的问题和教学策略,旨在为初中数学课堂与传统文化教学的融合提供参考和借鉴。

关键词:初中数学 传统文化 渗透DOI:10.12278/j.issn.1009-7260.2023.12.027

传统文化是一个民族或一个国家在历史上形成并沿袭下来的具有代表性、独特性、稳定性和连续性的文化现象。传统文化是中华民族的宝贵财富,也是初中数学教育的重要内容。初中数学课堂作为初中数学教育的主要场所,应该充分利用传统文化资源,将传统文化渗透到数学教学的各个环节中,使之成为提高学生数学学习能力的有效手段。

一、初中数学课堂渗透传统文化的意义

1.培养学生的民族自豪感和文化自信

教师通过在初中数学课堂上展示和介绍中国传统文化中的数学元素和成就,如算盘、九章算术、河图洛书、周易、太极图、罗盘等,可以使学生感受到中华民族的智慧和创造力,增强对自己民族和文化的认同,形成文化自信。

2.激发学生的数学兴趣和创造力

传统文化中的数学内容和素材往往具有趣味性,能够吸引学生的注意力,调动学生的学习积极性和主动性。通过在初中数学课堂上设置和解决与传统文化相关的数学问题和活动,如汉字结构、剪纸、民间艺术、民间游戏、节日习俗等,可以使学生在探究和实践中体验到数学学习的乐趣和魅力,培养学生的数学想象力和创造力。

3.拓展学生的数学视野和思维方式

传统文化中的数学知识往往具有多样性和开放性,能够拓宽学生的数学视野和思维方式。通过在初中数学课堂上引入与传统文化相关的数学概念和理论,如无穷、零、分数、比例、对称、相似等,可以使学生认识到数学的多元性和发展性,培养学生的数学思维能力和逻辑推理能力。

4.促进数学与人文教学资源的融合和发展

传统文化中的数学思想和价值往往具有哲学性和人文性,能够提升学生的数学素养和人文素养。通过在初中数学课堂上探讨与传统文化相关的数学规律和原则,如阴阳、五行、中庸、变通等,可以使学生感受到数学与人文之间的联系,培养学生的数学审美能力和人文关怀意识。

二、初中数学课堂中渗透传统文化存在的问题

1.教师缺乏相关知识和教学能力

教师的知识水平和教学能力直接影响着教学效果。然而,目前许多初中数学教师对传统文化中的数学内容和素材缺乏了解和掌握,或者只是停留在表面层次,没有深入挖掘其内涵和价值。

2.教材缺乏相关内容

教材是初中数学课堂中渗透传统文化的重要依据和指导,其内容选择和设计直接影响着教学的实施和效果。然而,在目前的初中数学教材中,与传统文化相关的数学内容和素材较少,或者只是作为一些附加的知识点和例题,没有与主要的数学内容和目标相结合,没有体现出传统文化的整体性和系统性。

3.教学方法缺乏活力

教学方法是初中数学课堂渗透传统文化的重要手段和保障,其创新性和活力直接影响着教学过程和效果。然而,目前许多初中数学教师在将传统文化渗透到数学教学中时,还沿用着传统的教学方法,如讲授、演示、练习等,没有充分调动学生的主体性和参与性。

4.学生缺乏相关兴趣和参与度

学生是初中数学课堂教学的主要对象和受益者,其学习兴趣直接影响着教学效果和效率。然而,目前许多初中学生对传统文化中的数学内容和素材缺乏兴趣,或者只是把它们当作一些无关紧要的附加知识,没有真正理解和欣赏它们的内涵和价值。同时,许多初中学生只是被动地接受教师的安排和指导,没有主动地探究和实践,没有形成自己的见解和创意。

三、初中数学课堂中渗透传统文化的策略

1.选择与传统文化相关的数学内容和素材

在初中数学课堂上渗透传统文化,首先要选择与传统文化相关的数学内容和素材,使之与数学教材中的主要内容和目标相契合,这既能体现出传统文化的特色和价值,又能提高学生的数学学习能力。

以华东师大版八年级数学《有理数》为例,教师可以选择以下内容和素材:

内容:中国古代《孙子算经》中提出了一种求最大公约数的方法,称为“辗转相除法”。他用两个正整数作为除数和被除数,不断进行相除运算,直到余数为零,最后的除数就是最大公约数。这种方法既简单又高效。这种方法可以用来简化有理数的分数表示,也可以用来求解一些涉及有理数的问题。例如,如果要求两个有理数的最小公倍数,教师可以先用辗转相除法求出它们的最大公约数,然后用两个有理数的乘积除以最大公约数得到最小公倍数。

素材:中国传统文化中有一种叫做“干支”的历法,它是由十个天干和十二个地支组成的六十个组合,用来表示年、月、日、时等。干支历法是中国古代天文、历法、农业等方面的重要工具,它包含了许多有理数的知识。例如,干支历法中有一个叫做“节气”的概念,它是根据太阳在黄道上的位置来划分一年中的二十四个阶段,反映了自然界的气候变化。每个节气都有一个固定的日期和时间,而这些日期和时间都可以用有理数来表示。例如,立春是每年二月四日或五日的11:00左右,这可以用有理数或者来表示。干支历法还可以用来计算一些与有理数相关的问题,如生肖、生日、年龄等。例如,如果一个人出生在2023年(癸巳年)二月五日(丁丑月)立春(壬寅日)11:00(辛卯时),那么他的生肖是蛇(巳)、生日是年龄是、年龄是(按照干支纪年法计算)。

2.设计与传统文化相结合的数学问题和活动

教师在初中数学课堂上渗透传統文化,还要设计与传统文化相结合的数学问题和活动,使之能够激发学生的学习兴趣。这些问题和活动应该具有一定的难度和挑战性,但又不能超出学生的认知水平和能力范围,教师要引导学生进行探究和实践,培养学生的数学想象力和创造力。

以华东师大版八年级数学教学《平方根》为例,教师可以设计以下问题和活动:

问题:中国古代数学家刘徽在《九章算术》中提出了一种求平方根的方法,称为“割圆术”。他用一个正方形来近似一个圆,然后不断增加正方形的边数,使正方形的面积趋近于圆的面积,从而得到圆周率的近似值。请你用这种方法来求的近似值,并说明你的步骤和理由。

活动:中国传统文化中有一种叫做“九连环”的智力玩具,它由九个金属环和一根金属棒组成,每个金属环都有一个小孔,可以穿过金属棒。九连环的规则是:开始时,九个金属环都套在金属棒上,玩家需要把所有的金属环都从金属棒上取下来,并且不能把金属棒弯曲或折断。请你尝试解开九连环,并记录你的操作步骤和所用时间。

问题:这个问题可以让学生体验中国古代数学家的智慧和创造力,也可以让学生掌握一种求平方根的有效方法。解答这个问题需要用到以下知识和技能:

知道圆的面积公式是S=πr2,其中π是圆周率,r是半径。知道正方形的面积公式是S=a2,其中a是边长。知道如何用正方形来近似一个圆,即使正方形的对角线等于圆的直径。知道如何用正多边形来近似一个圆,即使正多边形的外接圆等于原来的圆。知道如何计算正多边形的面积,即用正多边形的边数n、边长s、外接圆半径r来表示。知道如何用比例关系来求解未知数,即用已知量之间的比例关系来推导未知量。

活动:这个活动可以让学生感受中国传统文化中的趣味性和美感,也可以让学生提高自己的空间想象能力。参与这个活动需要用到以下知识和技能:

知道九连环的结构和规则,即每个金属环都有一个小孔,可以穿过金属棒;开始时,九个金属环都套在金属棒上;玩家的目标是把所有的金属环都从金属棒上取下来,不能把金属棒弯曲或折断。

知道九连环有一个特殊的顺序和方法,可以按照一定的步骤和规律来解开九连环,而不是随意地摆弄和尝试。

知道如何用数学的语言和符号来表示九连环的状态和操作,即用数字1到9来表示九个金属环,用加号和减号来表示套上和取下金属环,用括号来表示操作的顺序和优先级。例如,(1+2)-(3+4)表示先套上1号和2号金属环,再取下3号和4号金属环。

3.运用与传统文化相协调的数学工具和资源

教师在初中数学课堂上渗透传统文化,还要运用与传统文化相协调的数学工具和资源,使之能够优化传统文化教学方法,提高教学效率和效果。这些工具和资源应该能够展示和模拟传统文化中的数学元素和成就,增强教学的直观性和形象性;也应该能够探索和创造传统文化中的数学规律和原则,增强教学的深入性和广泛性。

以华师大版七年级数学《图形的初步认识》为例,教师可以运用以下工具和资源开展教学:

工具:中国古代发明了一种叫做“罗盘”的仪器,它可以用来测量方向、距离、角度等。罗盘由一个指南针、一个圆盘、一个刻度尺、一个游标组成。罗盘可以用来画圆、分圆、量角。请你用罗盘来画一个半径为5厘米的圆,并用罗盘来分出圆周上的12个等分点。

用罗盘画圆的步骤如下:将罗盘的指南针固定在纸上,作为圆心。将刻度尺调整到5厘米的位置,与指南针垂直。将游标移动到刻度尺的端点,作为圆上一点。沿着刻度尺旋转游标,画出圆周。

用罗盘分圆的步骤如下:将罗盘的指南针固定在圆心。将刻度尺调整到30°的位置,与指南针垂直。将游标移动到刻度尺的端点,作为圆上一点。沿着刻度尺旋转游标,画出30°的弧度。将游标移动到弧度的终点,作为圆上另一点。重复第4步和第5步,直到画出12个等分点。

资源:中国传统文化中有一种叫做“河图洛书”的图案,它是由两个由黑白点组成的正方形构成,每个正方形有5行5列共25个点。河图是由10个黑点和15个白点组成,洛书是由15个黑点和10个白点组成。河图洛书被认为是中国古代数学、哲学、天文、地理等学科的源头,它包含了许多数学的奥秘和规律。请你观察河图洛书的图案,并找出其中的数学特征和规律。

河图洛书中的数学特征和规律有:

每个正方形中黑白点之和为25,是一个完全平方数。每个正方形中黑白点之差为5,是一个奇数。每个正方形中黑白点之比为2:3或3:2,是一个最简分数。每个正方形中黑白点按照对角线对称,形成了一种对称图案。每个正方形中黑白点按照中心旋转90°,形成了一种旋转图案。每个正方形中黑白点的排列遵循了一种特定的规律,可以用数学公式来表示。例如,河图中的黑点的位置可以用(x,y)=(2n+1,2m+1)来表示,其中n和m是整数,且0≤n,m≤2。洛书中的黑点的位置可以用(x,y) = (2n+1,2m)或(x,y)=(2n,2m+1)来表示,其中n和m是整数,且0≤n,m≤2。

4.激发学生学习传统文化的兴趣和好奇心

教师在初中数学课堂上渗透传统文化时,可以选择一些具有趣味性和美感的传统文化内容和素材,如富有故事性和寓意性的汉字、富有变化和创造性的剪纸等,并用一些引人入胜的方式来展示和介绍它们,如用故事、游戏、竞赛等方式来吸引学生的注意力。

以华师大版七年级数学《一元一次方程》为例,教师可以用以下内容和方式进行教学:

内容:中国古代数学家张丘建在《算经》中提出了一种解一元一次方程的方法,称为“正负开方术”。他用一个正方形来表示未知数,然后根据方程的系数和常数,用正负符号来表示增减关系,从而得到未知数的值。这种方法既简洁又直观,是中国古代数学的一大创举。请你用这种方法来解以下方程,并说明你的步骤和理由。3x-5=7

用正负开方术解方程的步骤如下:

画一个正方形,表示未知数x。在正方形的左边画一个长方形,表示系数3。在长方形的上面写上“+”,表示增加。在正方形的右边画一个长方形,表示常数5。在长方形的上面写上“-”,表示减少。在正方形和两个长方形的下面写上等号和7,表示方程。将两个长方形分别移动到等号的两边,表示移项。同时改变它们的符号,表示相反数。将等号右边的长方形分成三个相等的部分,表示除以3。同时将正方形也分成三个相等的部分,表示未知数x的值。

得到结果:x=4。

方式:教师可以先用一个故事来引入这种方法,比如说张丘建是怎样发现这种方法的,或者说这种方法有什么实际应用的例子。然后,教师可以用一个游戏来让学生练习这种方法,比如让学生分成两组,每组轮流出题和答题,用正负开方术来解方程,看哪一组能够更快更准确地得到答案。

综上所述,初中数学课堂渗透传统文化是一种有益于提高初中数学教育质量和效果的教学模式,它有利于培养学生的民族自豪感和文化自信,激发学生的数学学习兴趣。本文探讨了初中数学课堂中渗透传统文化的意义、存在的问题和教学策略,希望能为初中数学教师在实践中构建初高效的数学课堂教学模式提供一些参考和借鉴。

参考文献:

[1] 邹圆圆《浅谈初中数学中的传统文化渗透》,《東方娱乐周刊》2023年第3期。

[2] 张小华《初中数学教学与传统文化教育的融合思考》,《启迪与智慧》2023年第4期。

[3] 郭华佳、童莉《中华优秀传统数学文化融入初中数学教科书的内容分析》,《数学教学通讯》2023年第5期。

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