[摘? 要] 實踐證明,在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)史,能有效深化學(xué)生對知識的理解,培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng),為數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展奠定基礎(chǔ). 文章認(rèn)為滲透數(shù)學(xué)史的方法有:融入法——用經(jīng)典語錄或熱點話題編擬問題;介紹法——用生活化史料激發(fā)探究熱情;附帶法——提煉抽象數(shù)學(xué)思想方法.
[關(guān)鍵詞] 數(shù)學(xué)史;滲透;融入法;介紹法;附帶法
在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,當(dāng)圍繞“意義”來理解日常教學(xué),并且在日常教學(xué)中尋找數(shù)學(xué)教學(xué)的意義時,可以發(fā)現(xiàn)在日復(fù)一日的刷題外,有著更為廣闊的研究空間. 1981年,美國作家雷蒙德·卡佛出版了他的一部著作——《當(dāng)我們談?wù)搻矍闀r,我們在談?wù)撌裁础? 對于絕大多數(shù)知曉這一著作的人而言,可能已忘記書中具體的內(nèi)容,但是這一標(biāo)題卻在記憶中變得非常深刻,而且在不同場合都能得以演繹. 具體到高中數(shù)學(xué)教學(xué),作為高中數(shù)學(xué)教師,不妨問自己一個問題:當(dāng)我們談?wù)摳咧袛?shù)學(xué)教學(xué)時,我們在談?wù)撌裁矗?/p>
這是一個非常有意義的問題,如果一位高中數(shù)學(xué)教師都不知道自己日復(fù)一日在教什么、為了什么,那么這樣的工作顯然是沒有意義的. 有人說數(shù)學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科,面向高中生進(jìn)行數(shù)學(xué)教學(xué),就是為了讓他們增強解題能力,從而在高考中得到一個好的分?jǐn)?shù). 關(guān)于這一說法,筆者并不否認(rèn),相反還會喜悅納入. 筆者想強調(diào)的是,僅有這樣的認(rèn)識是不夠的. 既然是一門基礎(chǔ)學(xué)科,那么就不僅要幫助學(xué)生夯實解題的基礎(chǔ)、升學(xué)的臺階,還要幫助學(xué)生夯實成長的基石. 這就要求教師尋求數(shù)學(xué)教學(xué)的根本意義!意義從哪里來?對這個問題的回答依然不是唯一的. 但是熟悉數(shù)學(xué)發(fā)展歷史的人都知道,數(shù)學(xué)史本身就蘊含著豐富的意義. 因此在數(shù)學(xué)教學(xué)的同時,如果能夠滲透數(shù)學(xué)史,那么數(shù)學(xué)教學(xué)的意義一定會豐富起來.
眾所周知,數(shù)學(xué)是人類文化的重要組成部分,其課程應(yīng)適當(dāng)反映數(shù)學(xué)發(fā)展歷史、發(fā)展趨勢與應(yīng)用. 在數(shù)學(xué)教學(xué)中融入數(shù)學(xué)史,是新課標(biāo)對教師提出的要求,也是體現(xiàn)數(shù)學(xué)文化與應(yīng)用價值的基本手段. 觀察當(dāng)前的高中數(shù)學(xué)課堂,在數(shù)學(xué)史的思辨性探討上頗有成效,但課堂實踐的深度與廣度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠. 為此,筆者在近些年著眼于數(shù)學(xué)史的滲透,進(jìn)行了一定的探究.
融入法——用經(jīng)典語錄或熱點話題編擬問題
高中階段的學(xué)生對數(shù)學(xué)史一般都比較感興趣,在課堂教學(xué)中引入名人的經(jīng)典語錄,或以此來編擬問題,不僅能激發(fā)學(xué)生的探究欲,還能讓學(xué)生從這些歷史人物身上汲取優(yōu)點,形成良好的情感態(tài)度與價值觀[1]. 尤其是一些德高望重的名人,將教育當(dāng)成自己畢生的事業(yè),為此拼搏、奉獻(xiàn),這些題材往往能有效地鞭策、激勵學(xué)生克服當(dāng)前的困難,勇往直前.
學(xué)生也是社會人,自然離不開社會生活,一些熱點話題常能吸引學(xué)生的注意力,讓學(xué)生產(chǎn)生一探究竟的欲望. 因此,在課堂教學(xué)中,導(dǎo)入社會熱點問題,常常是滲透數(shù)學(xué)史與德育教育的良好方式,學(xué)生在這種教學(xué)模式下,不僅能獲得相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識,還能形成正向的世界觀與人生觀.
案例1 “對數(shù)”的概念教學(xué).
師:大家知道我國古代著名的思想家莊子嗎?
生(眾):知道!
師:哪位同學(xué)能給我們大概介紹一下這位偉大的歷史人物?
生1:莊子是我國戰(zhàn)國時期偉大的哲學(xué)家、思想家、文學(xué)家,同時還是道家的主要代表人物. 他繼承并發(fā)展了老子的哲學(xué)思想,他是先秦莊子學(xué)派的創(chuàng)始人,最著名的當(dāng)屬他的“學(xué)說”. 后世人們將莊子與老子合稱為“老莊”,樸素、辯證等是他們思想的主要特征.
話題2:為了管控交通安全,公安部規(guī)定人體內(nèi)血液中的酒精含量大于或等于20 mg/100 ml,即為酒駕;大于或等于80 mg/100 ml,即為醉駕. 如果喝酒后,人體內(nèi)血液中的酒精含量每小時減少為原酒精含量的84%,若測得某人血液中的酒精含量為80 mg/100 ml,此人過多久開車不屬于酒駕?(主題:安全重于一切)
以上教師結(jié)合莊子的經(jīng)典語錄開展“對數(shù)”的概念教學(xué),具有顯著的人文思想,讓學(xué)生從源頭了解對數(shù)的發(fā)展史,使學(xué)生對這部分知識產(chǎn)生了濃厚的探究興趣,深化了學(xué)生對對數(shù)概念的了解. 同時,教師又提出了如今的熱門話題“酒駕”. 古今話題的結(jié)合,雖然跨度有點大,卻成功地吸引住了學(xué)生的注意力.
以這兩個話題作為課堂切入點,用融入法滲透數(shù)學(xué)史,不僅有趣、有料,還具有一定的教育意義,讓學(xué)生在不知不覺中獲得了良好的德育教育,也為形成良好的人格品質(zhì)奠定了基礎(chǔ). 不僅如此,在這個教學(xué)片段中,兩個話題之間其實存在著一定的聯(lián)系:話題1借助我國大思想家莊子的名言,讓學(xué)生認(rèn)識到在我國古代思想研究中,存在著豐富的數(shù)學(xué)意蘊,而將這些蘊含著數(shù)學(xué)意蘊的素材提取出來,可以成為學(xué)生的學(xué)習(xí)資料,通過對這些資料的研究,學(xué)生所獲得的數(shù)學(xué)知識,還可以自然過渡到話題2中. 這樣古今話題的結(jié)合,可以讓學(xué)生對數(shù)學(xué)知識的認(rèn)識更加深刻,實現(xiàn)數(shù)學(xué)史的有效滲透.
介紹法——用生活化史料激發(fā)探究熱情
任何知識的形成,都是源于生活實際需求的,數(shù)學(xué)知識亦不例外. 從生活實際出發(fā)進(jìn)行教學(xué),能有效幫助學(xué)生體會知識的實際應(yīng)用價值,促使學(xué)生主動地用數(shù)學(xué)的眼光去分析和解決現(xiàn)實問題.
每個知識的形成都會經(jīng)歷一個長期實踐、曲折、驗證的過程. 整合數(shù)學(xué)知識形成的史實,讓學(xué)生體驗數(shù)學(xué)知識從實際中來,又返回到實際中去的過程,可以消除學(xué)生在思想上對數(shù)學(xué)知識的陌生感,讓學(xué)生真切感知數(shù)學(xué)源于生活,從而積極、主動地從數(shù)學(xué)的視角去探尋解決生活問題的辦法[2].
案例2 “數(shù)列”的教學(xué).
九連環(huán)是中國一種古老的益智游戲,深受廣大民眾的喜愛,在我國傳承了一代又一代. 這種中國文化精粹,在北京世界數(shù)學(xué)家大會上,引起了各國數(shù)學(xué)家的探究興趣.
為了點燃學(xué)生對這部分知識的探究熱情,教師在本課伊始就向?qū)W生介紹了九連環(huán)這個游戲的來龍去脈,讓學(xué)生在對這個游戲的了解、剖析中獲得數(shù)列的遞推關(guān)系. 此過程主要分析一、二、三、四連環(huán),讓學(xué)生在規(guī)律探討中獲得n連環(huán)的解法.
一連環(huán):僅需從框架上取下圓環(huán),然后穿過框架中間,即可順利解開一連環(huán). 解一連環(huán)移動1次,記作f(1)=1.
二連環(huán):與解一連環(huán)類似,先解第二環(huán),再解第一環(huán)即可. 因移動2次,記作f(2)=2.
三連環(huán):先解第一環(huán),記作“下1”;再解第三環(huán),記作“下3”;再套上第一環(huán),記作“上1”;再解二連環(huán),即可完成. 因此解三連環(huán)移動的次數(shù)為f(3)=1+1+1+f(2),共5次.
四連環(huán):先解第一、第二環(huán),即“下1”“下2”;再解第四環(huán),即“下4”;再套上第一、第二環(huán),即“上1”“上2”;再解三連環(huán),即可完成. 因此解四連環(huán)移動的次數(shù)為f(4)=f(2)+1+f(2)+f(3),共10次.
以此類推,可得n(n≥3)連環(huán)的解法如下:①解開前n-2環(huán),移動f(n-2)次;②解下第n環(huán),移動1次;③套上前n-2環(huán),移動f(n-2)次;④解開前n-1環(huán),移動f(n-1)次. 因此解開n連環(huán)的移動次數(shù)為f(n)=f(n-2)+1+f(n-2)+f(n-1). 根據(jù)以上步驟,可歸納總結(jié)出相應(yīng)的遞推公式.
從以上步驟來看,想解開九連環(huán)需要上上下下循環(huán)進(jìn)行,只有判斷好每一步,才能走出正確的道路,這不僅是解開九連環(huán)的秘訣,更是做人的基本道理. 這樣一個道理,在具體的教學(xué)中,既需要教師引導(dǎo),也需要學(xué)生自己感悟,通過引導(dǎo)與感悟相結(jié)合,九連環(huán)這樣一個蘊含著數(shù)學(xué)知識以及人生道理的課程資源,就支撐著學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí),而數(shù)學(xué)史的價值也在這個過程中充分發(fā)揮了出來. 學(xué)生會發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)原來與生活有關(guān),與成長有關(guān),而這不正是數(shù)學(xué)意義的體現(xiàn)嗎?因此,利用介紹法滲透數(shù)學(xué)史,對開拓學(xué)生的思維,提升學(xué)生的思維品質(zhì)具有直接影響.
附帶法——提煉數(shù)學(xué)思想方法
數(shù)學(xué)發(fā)展史促進(jìn)了數(shù)學(xué)思想方法的形成,數(shù)學(xué)思想是人類研究數(shù)學(xué)的重要思想,能幫助人們認(rèn)識數(shù)學(xué)概念、定理、法則或范例. 數(shù)學(xué)思想方法主要表現(xiàn)在開拓數(shù)學(xué)研究對象中,對數(shù)學(xué)命題、概念或模型的分析與概括上,以及在新方法的產(chǎn)生中[3]. 對于高中生而言,如何讓他們領(lǐng)悟數(shù)學(xué)思想方法,這是一個很重要的問題. 之所以這么說,是因為教學(xué)途徑不一樣,那么學(xué)生對數(shù)學(xué)思想方法的感悟就不一樣. 相對于數(shù)學(xué)知識而言,筆者認(rèn)為對數(shù)學(xué)思想方法的感悟,應(yīng)當(dāng)在“無形”的教學(xué)過程中,因為只有“無形”的教學(xué)過程,才能達(dá)成潤物無聲的教學(xué)效果,學(xué)生對數(shù)學(xué)思想方法的領(lǐng)悟才不會停留在簡單的記憶上.
新課標(biāo)提出讓學(xué)生獲得必要的數(shù)學(xué)基本知識和基本技能是高中數(shù)學(xué)課程的目標(biāo)之一. 想要達(dá)成這個目標(biāo),教學(xué)中教師就必須加大對學(xué)生數(shù)學(xué)思想方法的培養(yǎng)力度. 當(dāng)下的數(shù)學(xué)教材,都是經(jīng)過專家精心編排而來的,具有言語精煉、內(nèi)容精確等特征. 但受篇幅的限制,教材中所呈現(xiàn)的知識雖具有較好的系統(tǒng)性,但對知識的內(nèi)涵以及形成過程介紹得偏少.
教材這種重點突出的表現(xiàn)形式,雖然能讓師生對教學(xué)重點與難點一目了然,但容易讓學(xué)生認(rèn)為“知識就是現(xiàn)有的定義,性質(zhì)、定理等也是自然就有的”. 殊不知,每一個概念、定理或法則的形成都經(jīng)歷過一個漫長的發(fā)展過程. 因此,教學(xué)中附帶數(shù)學(xué)史,可以讓學(xué)生明確知識的形成歷程,為獲得良好的數(shù)學(xué)思想方法奠定基礎(chǔ).
案例3 “導(dǎo)數(shù)”的教學(xué).
導(dǎo)數(shù)是中學(xué)階段重要的教學(xué)內(nèi)容之一,它是學(xué)習(xí)微積分的基礎(chǔ). 那么導(dǎo)數(shù)到底是怎么來的呢?牛頓最早發(fā)明了導(dǎo)數(shù),他用“無窮小”來解釋極限的概念,卻難以自圓其說. 尤其是“怎樣的函數(shù)可導(dǎo)?”為了解決這個問題,隨著歷史的變遷,人們又重新研究并定義函數(shù).
數(shù)學(xué)家黎曼提出了“對應(yīng)說”,即有兩個數(shù)集,一個集合中的每個元素,在另一個集合中都存在與之對應(yīng)的唯一元素,這就是函數(shù). 這個定義缺乏物理背景,如果不了解歐拉的“變量說”,那么無法明白黎曼說的是什么. 因此,知識的形成與發(fā)展是一個連續(xù)的過程,教學(xué)中教師可附帶數(shù)學(xué)史引導(dǎo)學(xué)生體會知識的演變,從根本上對概念產(chǎn)生深刻認(rèn)識. 這種不斷學(xué)習(xí)、積累、研究與探索的過程,能幫助學(xué)生形成正確的思維方式,為獲得數(shù)學(xué)思想方法奠定基礎(chǔ).
總之,在數(shù)學(xué)教學(xué)中滲透數(shù)學(xué)史,能有效促進(jìn)學(xué)生智力與非智力因素的發(fā)展,幫助學(xué)生形成良好的辯證唯物主義世界觀. 作為教師,應(yīng)有意識地發(fā)揮數(shù)學(xué)史的作用,充分融合數(shù)學(xué)知識與數(shù)學(xué)史,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,為培養(yǎng)學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)、鍥而不舍的精神奠定基礎(chǔ),以此推動數(shù)學(xué)教育事業(yè)的發(fā)展. 對于數(shù)學(xué)教師自身而言,在數(shù)學(xué)教學(xué)中研究、滲透數(shù)學(xué)史,實際上也是重要的專業(yè)成長之路. 在研究數(shù)學(xué)知識教學(xué)的同時關(guān)注數(shù)學(xué)知識的發(fā)展史,可以讓學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)過程充滿歷史意味,也可以讓學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)驗更加豐富. 人們常說教學(xué)相長,讓學(xué)生在體會數(shù)學(xué)史時更深刻地理解數(shù)學(xué)知識,讓教師在滲透數(shù)學(xué)史時更全面地感悟數(shù)學(xué)教學(xué)的意義……所有這些,都將成為高中數(shù)學(xué)教學(xué)意義的注腳.
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[3] 工穎,古效鳴. 高中生數(shù)學(xué)史學(xué)習(xí)狀況的調(diào)查與分析[J]. 株洲師范高等專科學(xué)校學(xué)報,2005(02):109-111.
作者簡介:陳靜(1988—),本科學(xué)歷,中學(xué)二級教師,從事高中數(shù)學(xué)教學(xué)工作.