渗透数学文化于数学课堂的策略
2023-06-09陈正勇
摘 要:数学文化是重要的数学教学内容,是数学教学的强有力支撑。在实施小学数学教学时,教师要立足教学内容,选择不同的数学文化内容,并将其渗透于不同教学阶段,创设出不同的活动,促使学生与数学文化互动,产生学习兴趣,掌握数学知识,由此增强数学学习效果。文章以苏教版小学数学《圆》一课为例,从不同教学环节出发,阐述渗透数学文化于数学课堂的策略。
关键词:小学数学;数学文化;圆;渗透策略
作者简介:陈正勇(1976—),男,江苏省兴化市下圩中心校。
在当今数学教育领域,数学文化研究是热点话题之一。数学文化是数学学科不可缺少的内容。数学文化随着数学的产生而出现,随着数学发展而自成体系。尤其,数学文化的外延比数学更加丰富,不但囊括了一系列的数学概念,还沉淀了丰富的物质和精神财富,如数学美、数学思想方法、数学品质等[1]。将数学文化渗透于数学教学中,可以在拓展数学知识外延的同时,丰富数学教学内容,并将学生从数学概念、数学习题等中解放出来,激发学生学习兴趣,促使学生积极探究,助力学生转变学习方式,掌握学习内容,发展多样能力,提升数学学习效果。因此,在实施小学数学教学时,教师应以数学教学内容为基础,挖掘与之相关的数学文化内容,并以不同的教学阶段为落脚点,应用多样策略渗透数学文化,创设出多样活动,驱动学生积极体验,从而有效发挥数学文化的应用价值。本文以苏教版小学数学五年级下册第六单元《圆》为例,论述渗透数学文化于不同教学环节的具体策略。
一、渗透数学文化于课前阶段
课前自学环节是数学教学的起始环节。数学文化是学生进行自主学习的依据[2]。数学文化中的部分内容,如数学史、数学美等,可以激发学生的自学兴趣。所以,在实施数学教学时,教师可以联系新知内容,挖掘趣味性的数学文化,并基于此设计自学任务,驱动学生自主学习,从而将数学文化渗透于课前自学环节。
以“圆的周长”这部分内容的教学为例,圆周率是该课的重点内容之一。教材在“你知道吗”栏目中,介绍了中外数学家们研究圆周率的情况,如《周髀算经》中的“周三径一”,古希腊数学家阿基米德的发现,我国魏晋时期数学家刘徽的“割圆术”,等等。以这些内容引领学生经历圆周率的研究过程,可以使他们初步认知圆周率。于是,在课前阶段,教师以“你知道吗”栏目中的数学史内容为基础,利用网络渠道,搜集与之相关的其他信息,并将这些信息与教材内容相整合,自制数学绘本,以图文结合的形式展现圆周率的研究情况。结合绘本内容,教师设计如下任务:“请大家利用课前时间,自读绘本,了解中外数学家研究圆周率的情况,试着总结圆周率的内涵。”之后,教师将自制绘本与自学任务,上传至钉钉软件的“家校本”。在系统的提示下,学生都能充分发挥自主性,主动阅读绘本内容,跟着中外数学家一起研究圆周率,并对这一内容形成初步的认识。同时,一些学生主动阅读教材内容,并结合绘本内容,概述圆周率,建构数学认知体系;也因此感受到数学研究的艰辛,为数学家身上坚持不懈、勇于探索的精神品质所折服。
由此可见,渗透数学文化于课前阶段,可以使学生获得自主学习机会,并能使其借助数学文化内容,自觉学习新知,进行初步认知,为课堂学习做好准备。同时,学生也会因此形成良好的思想认知能力,锻炼自主学习能力,并提升自身的发展水平。
二、渗透数学文化于课堂阶段
课堂阶段是渗透数学文化的重要阶段。课堂阶段由四个环节构成:课堂导入环节、新知探究环节、巩固练习环节和归纳总结环节。因此,教师应以这四个环节为立足点,结合教学内容,渗透数学文化。
(一)渗透数学文化于课堂导入环节
课堂导入环节是数学课堂教学的开端,注重趣味性。而数学文化具有趣味性的内容,教师在课堂导入环节中有效渗透数学文化,可以创设出趣味情境,调动学生兴趣[3],让学生走进数学课堂,逐步地探究数学新知,提高课堂学习质量。
以“圆的认识”一课的教学为例,在现实生活中,学生会接触各种各样的圆形物品。生活现象是学生学习数学的支撑,在生活中学习数学,学生可以了解数学知识本身的文化背景,理解数学与自然、科学等的关系,由此感受到数学及其应用之美。为此,在课堂导入环节,教师结合教学内容与学生生活经验,提出问题:“大家在生活中哪些地方见过圆形?”在问题的作用下,学生开放思维,调动生活储备,联想各种生活现象,踊跃回答,说出“汽车的轮胎是圆形的”“水杯的盖子是圆形的”等内容。教师对此表示赞赏,并利用交互式电子白板播放微视频。在观看微视频时,学生们兴致盎然,发现将石子投入水中,水面上会出现圆形的波纹;一些物体经过光的折射也会出现圆形的光圈……不少学生发出感叹:“生活中有这么多的圆啊!”此时教师把握时机,引出新知内容:“我们的世界因为圆的存在而神奇美妙。这节课,就让我们一起探索圆的奥秘吧,看看为什么世界因它而神奇美妙。”在教师的引导下,学生们的热情愈加高涨。
实践表明,渗透数学文化于课堂导入环节,可以使学生在产生学习兴趣的同时,初步认知圆,感受到圆之美,并增强学生的学习欲望,使其主动走进数学课堂。
(二)渗透数学文化于新知探究环节
新知探究环节是渗透数学文化的重要环节[4]。在渗透数学文化的同时提出数学问题,可以使学生产生探究兴趣,积极思考,并使其通过解决问题,掌握数学知识,感受到数学学习的乐趣。所以,在數学课堂上,教师可以将数学文化渗透于探究环节,顺势提出探究性问题,促使学生积极探究。
仍以“圆的认识”一课的教学为例,圆的特征是本节课的重点内容之一。在新知探究环节,教师立足此内容,先提问学生:“我们之前学习的平面图形,如长方形、正方形等,它们各自有怎样的特征?”学生积极回顾所学内容,踊跃描述其他平面图形的特征。结合学生的表述情况,教师再提问:“比较圆和其他平面图形,我们可以发现圆有哪些特征?哪些特征是圆所特有的,哪些特征是圆没有的?”在提出以上问题后,教师鼓励学生之间互相交流。在交流的过程中,学生认真对比圆、长方形、正方形、平行四边形等图形,发现、提出它们不同的特征,总结出圆的独有特征,自觉表达如“有无数条半径和无数条直径”“是轴对称、中心对称图形”等内容。教师对此加以赞赏,并补充总结圆的其他特征,帮助学生建构完善的知识体系。之后,教师继续引导:“在古代,人们早已发现了圆的特征,并利用圆的特征做事情。如在搬运重物时,人们会在重物下摆放圆木,让重物以‘滚的方式前进;美索不达米亚人创造出圆形的木轮;等等。这些创造,都运用了‘圆的哪些特征?”受到问题的驱动,学生积极思考,回顾课堂所学,自主分析、归纳圆的特征并作答。教师则依据学生作答情况,有针对性地进行点拨,促使学生加深理解。
如此做法能使学生在不同问题的驱动下,进行多样探究,了解人类使用圆的特征的具体情况,深化对圆的特征的认识,从而建构数学认知体系。此外,学生还能切实感受到圆在现实生活中的应用价值,并进一步感受到数学的应用之美。
(三)渗透数学文化于巩固练习环节
巩固练习环节,是学生应用数学的环节。数学文化内容,是学生应用数学的“工具”[5]。例如,在巩固练习环节,教师可以应用数学文化内容,编创数学问题,引导学生运用所学解决问题。对此,在数学课堂上,教师应立足学生学习情况、教学内容,渗透数学文化于巩固练习环节,引导学生解决问题,扎实掌握所学。
以“圆周率”一课的教学为例,在课前阶段,教师组织了自读活动;在课堂上,教师则组织了探究活动。通过体验多样活动,大部分学生了解了圆周率。于是,在课堂巩固练习环节,教师向学生提出任务:“请大家回顾中外数学家研究圆周率的情况,用简单的语言描述圆周率的研究过程。”在此任务的推动下,学生开动脑筋,回顾课前和课堂学习所得,组织语言对中外数学家探究圆周率的过程进行描述。如,有学生答道:“西汉时期的《周髀算经》中提到‘周三径一,周是指周长,径是指直径。周长是直径的三倍。以此为基础,南北朝的祖冲之继续研究圆周率,将具体数值研究到了小数点的后七位。我国数学家的圆周率研究成果比西方国家早了1000多年。”这个讲述的过程,正是学生经历圆周率研究历程的过程。通过你一言我一语地讲述,学生加深了对圆周率的认识,感受到了中外数学家的伟大。
根据学生讲述的情况,教师在交互式电子白板上呈现如下拓展习题:“在圆周率的计算上,最初是通过( )方法得到的?”“经过中外数学家们的不断探索,终于发现了圆的周长及其直径间的关系:周长是直径的( )。”在习题的作用下,学生联想相关的数学史内容,踊跃作答。
通过复述数学史内容,解决数学习题,学生加深了对数学史内容的认知,增强了对数学知识的理解。同时,学生也因此感受到了数学家的伟大,感悟中国古代数学的先进,从而形成强烈的民族自豪感,建立文化自信。
(四)渗透数学文化于课堂总结环节
课堂总结环节,是学生梳理课堂所学的环节。数学文化内容,是此环节不可缺少的内容。通过总结数学文化内容,学生能够丰富数学文化储备,领略数学文化魅力,提升数学文化学习效果。所以,在实施数学教学时,教师应立足课堂教学情况,用适宜的方式渗透数学文化于课堂总结环节。
以“圆的面积”一课的教学为例,在课堂上,学生经历圆的面积探究过程后,不但了解了圆的面积计算公式,还掌握了一些数学思想方法,如极限思想、转化法等。数学思想方法是重要的数学文化内容。因此,在课堂总结环节,教师立足于学生的学习所得,向他们提出任务:“请大家回顾圆的面积探究过程,绘制图像,展现具体内容,指出其中蕴含的思想方法。”在此过程中,学生纷纷开动脑筋,将具体的圆的面积公式探究过程与内容,以图画形式进行展示。在学生完成图画后,教师随机选择一幅作品,鼓励学生代表介绍作品内容。学生代表讲述了剪切、拼接圆的方法,拼接后得到的新图形,新图形与圆的关系等内容,同时揭示了此过程中蕴含的数学思想方法。其他学生边倾听边观看,自觉对比自己的作品,发现作品漏洞,有针对性地进行弥补。由此,学生会加深对圆的面积探究过程的认识,更好地掌握面积计算公式,学会转化法,感悟极限思想,同时增强归纳总结能力,提高课堂学习效果。
三、渗透数学文化于课后作业阶段
课后阶段,是学生应用数学学习所得的阶段。作业是学生应用数学学习所得的途径之一,在数学作业改革深入发展之际,教师不但要分层设计书面类作业,还要设计实践类作业。实践类作业极具趣味性,很容易调动学生兴趣。学生在完成实践类作业的过程中,会充分发挥主观能动性,灵活应用数学学习所得,进行数学创造,感受数学学习乐趣。为此,在实施数学教学时,教师应立足于学生学习情况,渗透数学文化于课后作业中。
以“圆的特征”的教学为例,在课堂上,学生通过学习数学文化内容,了解了圆的不同特征。学生们想象力丰富,创造能力较强。于是,结合学生学习所得及其特点,教师设计作业:“请大家试着利用圆的特征,设计出美丽的图案,并介绍你的画法。”此作业具有实践性和开放性,能够激发学生兴趣。学生会在兴趣的作用下,开放思维,积极想象,并将想象的图画落实于纸张上。
结合作品,学生提到了具体的作画方法,如利用圆的对称性进行设计等。由此可见,学生通过完成作业,可以做到学以致用,加深对所学的理解,还可以深刻感悟数学之美,創造出具备数学美的作品,这有利于提升学生数学文化学习效果。
总之,渗透数学文化于数学教学,可以助力学生学有所得,提升学生数学学习效果。因此,在实施小学数学教学时,教师可以立足于数学文化价值,联系教学内容,挖掘相关的数学文化内容,并应用多样的策略将其渗透于不同教学阶段,促使学生不断地与数学文化互动,掌握数学知识,感受数学之美,获取数学思想方法,进而提高数学学习效果。
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