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《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》明確指出:“數(shù)學(xué)文化是數(shù)學(xué)的思想、精神、語(yǔ)言、方法、觀點(diǎn),以及它們的形成和發(fā)展,還包括數(shù)學(xué)在人類生活、科學(xué)技術(shù)、社會(huì)發(fā)展中的貢獻(xiàn)和意義,以及和數(shù)學(xué)相關(guān)的人類活動(dòng)。”
在高中數(shù)學(xué)課堂上,適時(shí)滲透數(shù)學(xué)文化可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,使數(shù)學(xué)知識(shí)從單純的數(shù)字、符號(hào)中解脫出來(lái)。特別是一些數(shù)學(xué)史實(shí)、數(shù)學(xué)名題的引入可讓學(xué)生明白數(shù)學(xué)也是由有血有肉的人發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造出來(lái)的,而不只是一些冷冰冰、干巴巴的運(yùn)算技巧。而本文主要從以下幾個(gè)方面探討在新課導(dǎo)入時(shí)的數(shù)學(xué)文化滲透。
我們知道,數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)源于生活實(shí)際,但經(jīng)過(guò)教材編寫者的改造,使知識(shí)更系統(tǒng),更易于學(xué)習(xí),但同時(shí)也將很多產(chǎn)生過(guò)程中有趣的故事剝離掉了。所以在學(xué)生學(xué)習(xí)之前,教師能將其發(fā)生發(fā)展的過(guò)程講給學(xué)生聽,既讓學(xué)生明白了知識(shí)的來(lái)龍去脈,也可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這些知識(shí)時(shí)的興趣。
例如,在學(xué)習(xí)概率的知識(shí)時(shí),可先給學(xué)生講以下故事:“1654年,有一個(gè)博奕經(jīng)驗(yàn)豐富而又肯動(dòng)腦思考的賭博者梅累,向法國(guó)數(shù)學(xué)家帕斯卡提出了一個(gè)讓他苦惱了很久的問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題是:一天,兩個(gè)賭藝高超、彼此不相上下的賭徒甲和乙遇到了一起,二人各出同樣的賭注,用擲硬幣作為博奕手段。每擲一次,若正面朝上(記為正),甲得1分,乙得0分;若反面朝上(記為反),甲得0分,乙得1分。誰(shuí)先得到約定好的分?jǐn)?shù),就贏得全部賭注?,F(xiàn)在進(jìn)行到甲還差2分,乙還差3分,就分別達(dá)到約定好的分?jǐn)?shù)了。這時(shí)天已經(jīng)很晚了,他們精疲力盡,誰(shuí)也不想再繼續(xù)賭下去了。問(wèn),如果這時(shí)分配賭金,怎樣做才算最合理?”然后說(shuō):“同學(xué)們,這可是當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)家們討論的問(wèn)題,你們也試一試?!边@時(shí)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣自然會(huì)高漲起來(lái)。
在數(shù)學(xué)歷史長(zhǎng)河中,有很多有趣的數(shù)學(xué)名題,引起當(dāng)時(shí)的數(shù)學(xué)家思考,探索。如果我們?cè)跀?shù)學(xué)課堂上用這些名題引入,可適時(shí)激活學(xué)生探究數(shù)學(xué)的思維,使其以飽滿的活力投入到整節(jié)課的學(xué)習(xí)當(dāng)中。
在學(xué)習(xí)等差數(shù)列時(shí),可先拋出南北朝時(shí)期《張丘建算經(jīng)》中的一個(gè)問(wèn)題:“今有女子不善織布,逐日所織布以同數(shù)遞減,初日織五尺,末一日織一尺,計(jì)織三十日,問(wèn)共織幾何?”然后直接讓學(xué)生以此題目探究,從而引出等差數(shù)列知識(shí)的學(xué)習(xí)。而等比數(shù)列的學(xué)習(xí)則可由莊子的名句“一日之棰,日取其半,萬(wàn)世不竭”來(lái)引入。
在數(shù)列這一章中,斐波那契數(shù)列肯定是一道最亮麗的風(fēng)景。在學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容時(shí),則可用黃金分割的知識(shí)引入,當(dāng)學(xué)生迷惑不解時(shí),告訴其黃金分割和斐波那契數(shù)列之間的關(guān)系,則可大大激發(fā)學(xué)生的探究欲望。
比如2019年的一道高考題:
古希臘時(shí)期,人們認(rèn)為最美人體的頭頂至肚臍的長(zhǎng)度與肚臍至足底的長(zhǎng)度之比是,稱為黃金分割比例),著名的“斷臂維納斯”便是如此。此外,最美人體的頭頂至咽喉的長(zhǎng)度與咽喉至肚臍的長(zhǎng)度之比也是。若某人滿足上述兩個(gè)黃金分割比例,且腿長(zhǎng)為105 cm,頭頂至脖子下端的長(zhǎng)度為26 cm,則其身高可能是( ):
A.165 B.175 C.185 D.190
如果學(xué)生能利用黃金分割和斐波那契數(shù)列的關(guān)系去解決,則會(huì)簡(jiǎn)單一些。因?yàn)殪巢瞧鯏?shù)列前后兩數(shù)的比值近似地等于黃金分割比,即。靈活運(yùn)用這三組比值代替黃金分割比可快速得出身高的范圍。
在數(shù)學(xué)史上,有許多可歌可泣的數(shù)學(xué)家的故事。他們?cè)跀?shù)學(xué)研究方面表現(xiàn)出來(lái)的各種精神值得我們教師和學(xué)生去學(xué)習(xí)。在上課時(shí)引用這些數(shù)學(xué)家的故事,鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)他們的研究精神,爭(zhēng)取在數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的道路上不畏艱難,勇往直前。
比如學(xué)習(xí)解析幾何的知識(shí)時(shí),可先讓學(xué)生閱讀課本上關(guān)于笛卡爾的介紹,再輔以以下故事:“笛卡爾是法國(guó)數(shù)學(xué)家、哲學(xué)家、物理學(xué)家、生理學(xué)家。1596年3月31日生于圖倫省拉埃(今稱拉?!芽?,1650年2月11日卒于瑞典斯德哥爾摩。1612年從法國(guó)最好的學(xué)校之一——拉費(fèi)里舍的耶穌會(huì)學(xué)校畢業(yè),同年去普瓦捷大學(xué)攻讀法學(xué),1616年獲該校博士學(xué)位。取得學(xué)位之后,他就暗下決心,今后不再僅限于書本里求知識(shí),更要向“世界這本大書”求教,以“獲得經(jīng)驗(yàn)”,而且要靠理性的探索來(lái)區(qū)別真理和謬誤……”讓學(xué)生明白所有偉人的成就都不是隨隨便便就能獲得,而要樹立遠(yuǎn)大的理想,并一步步的努力才能獲得偉大的成就。
當(dāng)然,除了笛卡爾,高中階段的知識(shí)會(huì)涉及到很多的數(shù)學(xué)家,比如高斯、費(fèi)馬、歐拉等等。在學(xué)習(xí)這些相關(guān)知識(shí)時(shí),隨時(shí)引入這些數(shù)學(xué)家的故事,讓這些數(shù)學(xué)家的精神隨時(shí)激勵(lì)學(xué)生努力前行。
在高中數(shù)學(xué)課堂中滲透數(shù)學(xué)文化是適應(yīng)新一輪課堂改革的需要,更是完成立德樹人這一目標(biāo)的強(qiáng)有力的手段。特別是在課堂導(dǎo)入這一環(huán)節(jié)中尤為重要,因?yàn)檎n堂中間更傾向于數(shù)學(xué)知識(shí)體系的建構(gòu)。所以,教師在平時(shí)的備課中要努力挖掘適合高中生的數(shù)學(xué)文化知識(shí),使自己在課堂引入時(shí)貼合當(dāng)時(shí)的情境,水到渠成般地帶領(lǐng)學(xué)生建構(gòu)新的知識(shí)體系。