趙恩紅(山東省青島西海岸新區(qū)茂甲小學 266400)
數(shù)學文化融入小學數(shù)學試題,一方面可以激發(fā)學生的學習興趣,活躍學生的探索思維與創(chuàng)造思維,另一方面能夠還原數(shù)學歷史的真實面貌,帶領學生快速進入真實的數(shù)學故事情境當中,這對學好數(shù)學知識將起到積極的促動作用?;谶@一思想,教師在講授數(shù)學試題過程中,可以將古代數(shù)學真題、發(fā)人深省的數(shù)學故事、刻苦鉆研的數(shù)學精神與講題、解題過程融合到一起,進而使數(shù)學文化育人、助人、啟智、明理的應用價值凸顯出來。
“興趣是最好的老師”,如果學生對數(shù)學知識懷有百倍的熱情與興致,那么學習成績也將不斷攀升。陶行知先生在《學生的精神》一書中指出:“現(xiàn)在很多學生及一般教員,有一個很大的通病,就是容易自滿。不論研究何種學科,只有相當?shù)牧私?,即洋洋得意、心滿意足。尤其是教員,覺得自己處在教師地位,不必再去用功研究,就照著別人編的書本,依樣畫葫的教,當學生的固然不能受益,當教師的,也覺得沒有多大興趣,如果教師天天去研究,將所得授予學生,則學生受益也多,教師也就有無窮的樂趣了?!睆倪@段經(jīng)典的論述可以看出,興趣往往與獲取知識的多少成正比關系,興趣濃而知識的獲取量就大,興趣淡,知識的獲取量就小。因此,教師在講授數(shù)學試題過程中,應當摒棄過去呆板的教學模式,將能夠引發(fā)學生好奇心,帶動學生學習積極性的古代數(shù)學原題作為教學突破口,使學生在解決古代數(shù)學問題時,大腦的邏輯推理思維、分析判斷思維、計算聯(lián)想思維得到充分鍛煉,進而為學好數(shù)學知識奠定堅實基礎。
我國明代數(shù)學家程大位在《算法統(tǒng)宗》里用詩歌的形式展示了一道數(shù)學試題:“一百饅頭一百僧,大僧三個更無爭,小僧三人分一個,大小和尚各幾個?”對于小學生來說,對一些新鮮事物的極易產(chǎn)生濃厚的興趣,當這種詩歌形式的數(shù)學試題出現(xiàn)在學生面前時,學生的第一反應是將專注力全部集中在題面上。這時,教師可以趁熱打鐵,選擇兩到三名學生代表將這道數(shù)學試題的大致意思翻譯過來。當學生明確了這道試題的題面內(nèi)容以后,可以通過自主思考、小組討論的方式對問題進行分析。然后,由教師將正確的解題步驟講授給學生。實際上,這道問題的重點是考查學生如何用分組法予以解答。首先,大和尚每個人吃了三個饅頭,小和尚每三個人吃了一個饅頭,如果把1 個大和尚與3 個小和尚看成一組,那么每一組一共吃了4 個饅頭。而100 個和尚則可以分成25 組,100 個饅頭也可以分成25 組,由于每一個組有1 個大和尚,所以大和尚的人數(shù)有1×25=25(人),而小和尚則直接用100-25=75(人)。這是一道比較簡單的邏輯推理題型,但是,這道試題的新穎之處在于題面完全用詩歌的形式呈現(xiàn)出來,類似于這種帶有趣味性的古代數(shù)學原題,往往更易于學生接受和理解。
通過引入古代數(shù)學原題的方法,學生的個人主觀能動性被充分調(diào)動起來,尤其在解決問題時,學生的腦海當中始終圍繞著趣味性的數(shù)學題面,在這種情況下,學生的自主解題意識也將逐步形成,并且學生也能夠接觸和了解更多燦爛的數(shù)學文化。
數(shù)學這門學科經(jīng)過兩千多年的發(fā)展,一些數(shù)學概念、計量單位、數(shù)學理論也發(fā)生了變化,而這些變化恰恰在每一道數(shù)學試題中得到體現(xiàn)。因此,教師在講解古代數(shù)學著作中的一些典型試題時,應當給學生預留足夠的思考、分析與探究時間,讓學生在參考古代數(shù)學試題的同時,能夠區(qū)別某些數(shù)學知識點的古今差異。利用這種方法開展教學活動的優(yōu)勢在于:其一,數(shù)學文化博大精深,通過對古代數(shù)學試題的分析和解讀,能夠親身感受到我國古代人民的聰明才智,吸納其中的精華。尤其在對一些數(shù)學概念、數(shù)學理論進行剖析時,學生會從中發(fā)現(xiàn)當下所學的數(shù)學知識點在古代數(shù)學著作中,運用了哪一種表述方法、使用了哪一種數(shù)學語言、采取了哪一種理論表現(xiàn)形式。然后,學生的腦海中能夠自動生成一個清晰的數(shù)學概念或者理論,進而對快速解決數(shù)學問題將大有裨益。其二,古人是通過長期的實踐與驗證,才得出了一些確鑿的數(shù)學理論,這些理論不僅經(jīng)得起推敲,而且對現(xiàn)代數(shù)學理論也產(chǎn)生了深遠影響。因此,通過這種方法能夠進一步拓寬學生的知識面,使學生可以在形式多樣的古代數(shù)學試題中找到現(xiàn)代數(shù)學理論的影子,進而夯實學生的數(shù)學基礎。其三,小學是培養(yǎng)學生邏輯推理思維及分析判斷思維的黃金期,這一時期,如果學生能夠接觸更多的數(shù)學發(fā)展史,那么數(shù)學思維也將慢慢變得活躍起來。尤其在分析和解決古代數(shù)學問題時,學生更容易迸發(fā)出一些新穎獨特的創(chuàng)意和想法,這對熟練掌握相關的數(shù)學理論將起到關鍵性作用。
在古代數(shù)學著作中有這樣一道試題:“問方環(huán)田外周五十六步,內(nèi)周二十四步,得田幾何?”將這道題的題面翻譯成現(xiàn)代漢語的意思是:有一塊方環(huán)形狀的田,它的外面的周長是56 步,里面的周長是24步,問這塊方環(huán)形田的面積是多少平方步?在解決這道試題之前,教師可以選擇學生代表對試題中出現(xiàn)的數(shù)學信息進行分析和提煉。比如,學生甲的觀點:“這道數(shù)學試題當中出現(xiàn)了正方形的周長、正方形的面積這兩個知識點。”針對學生甲的觀點,教師可以進行補充:該試題當中出現(xiàn)了“步”這個計量單位,實際上在古代,“一步”相當于1.3 米的距離,在這道問題當中,也可以將“步”的單位看作現(xiàn)在的“米”。在教師的提示下,學生內(nèi)心的疑惑也將快速消除。這時,學生可以根據(jù)正方形的面積公式來求解這道試題,即大正方形的邊長是56÷4=14(步),大正方形的面積是14×14=196(平方步),小正方形的邊長是24÷4=6(步),面積是6×6=36(平方步),所以方環(huán)形田的面積是196-36=160(平方步)。可見,當學生理解了試題當中“步”的含義,這道問題也將迎刃而解。
運用這種方法來計算和解決正方形的面積問題,學生可以同時增長兩方面的知識,即古代關于長度和面積的計量單位,以及方環(huán)形面積的求解方法。這樣一來,學生也能夠靈活運用正方形面積的計算方法。因此,在實踐教學當中,教師可以利用一些具有典型特點的古代數(shù)學知識與試題,來引發(fā)學生的深度思考,學生在思考和分析過程中,教師可以扮演輔助教學及輔助指導的角色,幫助學生解決更多的疑難問題。另外,由于數(shù)學發(fā)展史的時間跨度較大,一些數(shù)學知識在每一個歷史時期會出現(xiàn)不同表達形式與方法,為了防止學生進入學習誤區(qū),陷入解題瓶頸,當數(shù)學試題出現(xiàn)在學生面前以后,教師應當積極鼓勵學生將自己的想法與看法及時表達出來,然后,由教師負責糾正。這樣一來,學生對相關數(shù)學知識的印象將變得更加深刻。
從數(shù)學史的發(fā)展脈絡看,每一個數(shù)學知識點都經(jīng)過了一步一步的進化與演變,才逐步衍生出今天的可以供學生學習與鉆研的知識體系??梢哉f,恰恰是因為古人的聰明才智,數(shù)學文化才呈現(xiàn)出百家爭鳴、百花齊放的繁榮景象。尤其是古代數(shù)學著作當中出現(xiàn)的形式多樣的數(shù)學試題,每一道試題都花費了古代數(shù)學家的大量時間與心血。學生在揣摩這些數(shù)學試題時會發(fā)現(xiàn),試題當中往往融合了多個知識點,如果學生能夠提煉出這些知識點,并與當下所學的知識點進行融合,那么學生將收獲頗豐。因此,教師在選擇古代數(shù)學試題時,可以在結合本節(jié)課所學知識的基礎上,選擇一些融合多個數(shù)學知識點的試題。這樣既能夠激活學生的解題思路,又能夠幫助學生很好地溫習學過的一些數(shù)學知識。
比如,在《孫子算經(jīng)》中收錄了這樣一道數(shù)學試題:“今有物不知其數(shù),三三數(shù)之,剩二,五數(shù)之,剩三,七七數(shù)之,剩二,問物幾何?”由于這道題的算法與歐洲大數(shù)學家高斯的定理完全一致,而時間上卻早了1000 多年,因此,這一定理也被稱為“中國剩余定理”,當這道試題出現(xiàn)在學生面前時,學生可以尋找試題當中出現(xiàn)的數(shù)學知識點。比如,“除”與“除以”的概念,“質(zhì)數(shù)”的概念,“最小公倍數(shù)”的概念都在這道試題當中得到切實體現(xiàn)。這時,教師可以分別對這些概念進行講述和解讀。這一過程實際上也是學生了解和熟悉古代數(shù)學試題的過程,尤其對試題當中出現(xiàn)的數(shù)學知識點,學生可以將其與當下學習的知識進行比對,由此將對古人的聰明才智產(chǎn)生深深的敬佩之情。
通過這種古今知識比對的教學方法,學生可以回顧更多的舊知識,進而對這些知識點產(chǎn)生更加深刻的印象,同時,也能夠?qū)W習和接觸更多的新知識。當這些形式多樣的數(shù)學試題出現(xiàn)在學生面前時,學生首先會運用現(xiàn)在所學的知識點去理解和分析數(shù)學試題,在分析過程中,試題本身所反映出來的數(shù)學概念、數(shù)學定理將逐步浮出水面。在這種情況下,學生能夠?qū)⒐糯鷶?shù)學試題的內(nèi)容與現(xiàn)代數(shù)學試題的解題方法融合到一起,這就很大程度上彌補了學生的知識空白。因此,教師在講授數(shù)學試題時,可以引導學生將試題中的數(shù)學知識點提取出來,然后將這些知識點與當下所學的內(nèi)容整合到一起,這不僅對解決各種疑難的數(shù)學問題有所幫助,并且,學生的數(shù)學思維也將變得更加活躍。另外,學生在了解和感知數(shù)學文化時,古代偉大的數(shù)學家執(zhí)著追求、刻苦鉆研、持之以恒的精神也將深深觸動學生的心靈,這對繼承和發(fā)揚我國優(yōu)秀的傳統(tǒng)文化也將起到推波助瀾的作用。
數(shù)學文化融入小學數(shù)學試題不僅對解題過程有所幫助,而且可以鍛煉和培養(yǎng)學生的數(shù)學思維,使學生了解更多的數(shù)學發(fā)展史,接觸更多的數(shù)學文化。因此,在實踐教學課堂,教師應當積極借鑒博大精深的數(shù)學文化,充分發(fā)揮古代數(shù)學試題的引領與啟發(fā)作用,并結合當下所學的數(shù)學知識,向?qū)W生滲透更多書本以外的知識,進而在培養(yǎng)學生邏輯推理能力、計算分析能力、數(shù)學建模能力的同時,為學好數(shù)學知識注入源源不斷的驅(qū)動力。