數(shù)學史融入初中數(shù)學教學思考

時間:2022-06-10 11:25:10

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數(shù)學史融入初中數(shù)學教學思考

摘要:數(shù)學的歷史是現(xiàn)代文明史的重要組成部分,數(shù)學史的教育意義引起數(shù)學教育界的日益關注。信息技術以其不受到時空的限制和可以通過文本、聲音、圖形、影像、動畫等進行綜合處理教學內(nèi)容的性質(zhì),提升數(shù)學史的傳播效率。文章通過研究在信息技術工具支持下將數(shù)學史融入教學的意義、現(xiàn)狀和策略,以期借助信息技術將數(shù)學史有選擇、有目標地融入數(shù)學教學,發(fā)展自身專業(yè)技能,提高教學質(zhì)量。

關鍵詞:信息技術;數(shù)學史;初中數(shù)學

數(shù)學史是現(xiàn)代文明史的重要組成部分,數(shù)學史的教育意義引起數(shù)學教育界的日益關注。但是,在數(shù)學教學中,如果教師僅用語言和文字的方式向?qū)W生傳達數(shù)學史,效果當然不甚理想。信息技術的高速發(fā)展,為借助信息技術的直觀性、交互性讓數(shù)學史融入初中數(shù)學教學提供必要條件。

一、信息技術媒介下數(shù)學史融入數(shù)學教學

(一)信息技術助力創(chuàng)設數(shù)學史教學情境,培養(yǎng)學習興趣。數(shù)學高度抽象的學科特征讓許多學生望而卻步。通過數(shù)學史,教師可以確定引入一種新數(shù)學知識的動機。[1]靈活地運用信息技術將數(shù)學史融入初中數(shù)學教學,能創(chuàng)設富有感受力的圖文并茂的教學情境,反映數(shù)學概念、知識的形成背景和發(fā)展過程,從視覺和聽覺兩方面調(diào)動學生主動性,激發(fā)學生的學習興趣。(二)借助技術虛擬實驗功能融入數(shù)學史,提升數(shù)學素養(yǎng)。數(shù)學是人類根據(jù)實踐創(chuàng)造的理論體系,對數(shù)學的理解理應按人的原始思考的發(fā)展來進行。然而教材因篇幅、結構等因素所限往往只呈現(xiàn)數(shù)學知識,其漫長而復雜的推理過程并沒有反映出來。在教學中借助信息虛擬技術合理融入數(shù)學史,使學生產(chǎn)生親臨其境的感受,能幫助學生通過觀察與猜想,發(fā)現(xiàn)與論證的活動經(jīng)歷揭示數(shù)學本質(zhì),從數(shù)學史中學數(shù)學,從而解決問題,幫助學生加深對數(shù)學概念、方法和原理的理解,引導學生由直觀到抽象地認識事物,提升數(shù)學素養(yǎng)。(三)依托交互式電子白板創(chuàng)建數(shù)字化學習環(huán)境,優(yōu)化思維品質(zhì)。希沃電子白板通過文本、實物、動畫、圖像、聲音等多感官刺激的途徑向?qū)W生傳遞信息,幫助學生建立概念與表象之間的聯(lián)系。借助白板,還可以引導學生小組合作學習的有序進行,經(jīng)過學生不斷地觀察、實踐、交流、推理、總結、歸納后,能通過語言表述和直觀展示的多維交互平臺展示小組活動成果,使得討論結果不斷精確化,更便捷地實現(xiàn)師生和生生間的對話交互、研討交流、答疑指導、診斷評價,從而優(yōu)化思維品質(zhì)。

二、借助信息技術將數(shù)學史融入初中數(shù)學教學的策略

當下,很多學生認為學數(shù)學就是背公式、背定理、不斷刷題,實際上只會培育單向度的人。數(shù)學文化特別是數(shù)學的歷史對學生數(shù)學素養(yǎng)培育至關重要。在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代背景下,教師要善于借用信息技術,解析數(shù)學,還原歷史,讓數(shù)學史走進數(shù)學課堂。(一)整合教學資源,創(chuàng)新教學設計。教師要有豐富的數(shù)學史知識和素養(yǎng)。初中數(shù)學教材中出現(xiàn)的數(shù)學史知識,可將它們分為以下四類:一是以古代名著為藍本的數(shù)學史,如《九章算術注》《海島算經(jīng)》《孫子算經(jīng)》《增刪算法統(tǒng)宗》等古代數(shù)學經(jīng)典名著。二是以數(shù)學定理、公式或經(jīng)典名題為原型的數(shù)學史,如歐拉定理、皮克公式、楊輝三角、尺規(guī)作圖、費馬大定理、尺規(guī)作圖三大幾何難題、一元二次方程的幾何解法——趙爽的方法和花剌子密的方法、反比例圖像與三等分角等。三是以生產(chǎn)生活為載體的數(shù)學史,如負數(shù)小史、概率小史、棋盤上的學問、勾股世界、納米、美麗的圓、代數(shù)式、方程小史、費馬的失誤、無理數(shù)的發(fā)現(xiàn)、測量地球的周長、漏刻、三角學的發(fā)展、藝術作品中的對稱、皮影、名畫《委加派爾》、金字塔高度的測量等;四是以數(shù)學游戲為背景的數(shù)學史,如七巧板、幻方、投針試驗、估計π、麥比烏斯帶、游戲公平、生活中的概率等等[3]。教師應在教學中積累數(shù)學史資料,遵循選擇性、指導性、研究性原則有目標有策略地借助信息技術在教學中以嵌入、再現(xiàn)、重構、專題等方式融入數(shù)學史,讓學生了解數(shù)學史的發(fā)展歷程以改善數(shù)學課堂提高教學質(zhì)量,認識數(shù)學發(fā)展的歷史和規(guī)律提升數(shù)學素養(yǎng)。(二)加強師資信息素養(yǎng)培訓,豐富數(shù)學史融入方式。1.運用視頻創(chuàng)設情境導入融入以古代名著為藍本的數(shù)學史。運用視頻創(chuàng)設情境導入以古代名著為藍本的數(shù)學史,使得教師與學生更方便地利用網(wǎng)絡資源組織學習內(nèi)容。縱觀全國數(shù)學中考試題,以古代數(shù)學名著中的楊輝三角、秦九韶公式、割圓術等為素材的歷史名題常見其中。以福建省中考試題為例,從2017年開始全省統(tǒng)一命題后每年都有一題以數(shù)學史為背景的考題。2017年福建中考第20題以數(shù)學著作《孫子算經(jīng)》中的雞兔同籠為背景,2018年福建中考第8題也以數(shù)學著作《增刪算法統(tǒng)宗》中的“繩索量竿”為背景考查了二元一次方程組的應用,2019年福建中考第8題還是以數(shù)學著作《增刪算法統(tǒng)宗》記載的一道題考察一元一次方程的應用。這些關于數(shù)學名著的例題讓學生親身體驗數(shù)學家如何實驗如何歸納猜想如何證明的全過程,培養(yǎng)學生良好的思維方式,增強民族自豪感。2.運用PPT與幾何畫板融入以經(jīng)典名題為原型的數(shù)學史。課堂上運用PPT可以節(jié)省教師的板書時間,也可以加入網(wǎng)絡資源擴大課堂容量。近年中考題如2016年廈門中考第14題和2016年莆田中考第16題也出現(xiàn)以三國時期的數(shù)學家劉徽為題引,分別以近似公式和“出入相補、以盈補虛”的勾股定理證明方法考查學生分析問題歸納類比的能力,數(shù)形結合的數(shù)學思想。2015年莆田中考第16題以波蘭數(shù)學家謝爾賓斯基地毯的制作方法為背景考查學生的邏輯推理能力和抽象概括能力。如果教師在課堂中引入哥德巴赫猜想、古希臘三大幾何難題等歷史名題,而在解題時通過幾何畫板引導學生經(jīng)歷、發(fā)現(xiàn)、探索,也許能像數(shù)學家陳景潤的恩師一樣激發(fā)學生的好奇心和求知欲,延伸學生的認知視野,詩意展示數(shù)學的內(nèi)涵。3.運用交互式電子白板融入以生產(chǎn)生活為載體數(shù)學史。對于以生產(chǎn)生活為載體的數(shù)學史,希沃電子白板可以以文字、實物、圖像、聲音等多種方式讓一些難以直觀呈現(xiàn)的數(shù)學實驗或模型的演示更加成為可能,建立概念與表象的聯(lián)系。數(shù)學是人類的一種文化活動,如勾股定理的發(fā)現(xiàn),可借助交互式電子白板先從畢達哥拉斯去朋友家做客觀察地磚的故事開始,介紹趙爽弦圖,再介紹和弦圖相映成趣的青朱出入圖,還有總統(tǒng)伽菲爾德的證法與畢達哥拉斯拼圖的聯(lián)系,還可以展示現(xiàn)代人制作的勾股水箱,引導學生討論并鼓勵學生課外繼續(xù)思考屬于自己的證明方法,通過電子白板展示小組活動匯報,這樣學生在學習的過程中會沉浸在探究勾股定理的證明方法的樂趣中,課堂學習就不僅局限在學習一個定理而成為一次富有探索精神的數(shù)學之旅。4.運用微課等多元化方式滲透以數(shù)學游戲為背景的數(shù)學史。課堂時間有限,教師可以利用微課有效補充課堂教學開闊學生的視野。微課不但適合在移動學習時代開啟網(wǎng)絡觀課自主學習新模式,也更加滿足學習者的個性化學習需求。比如利用情景化的微課開展折紙、填幻方等活動,也可把能化繁為簡的微課安排在講座或校本課程中滲透數(shù)學史,甚至舉辦數(shù)學史微課制作競賽,指導學生制作富有數(shù)學史趣味的電子報,等等,動手動腦提升操作實驗能力和創(chuàng)造力??傊凇盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的背景下,通過整合數(shù)學史教學資源尋找信息技術與數(shù)學史融合點,加強師資信息素養(yǎng)培訓,為數(shù)學史融入教學創(chuàng)造無限可能。

參考文獻:

[1]汪曉勤.HPM:數(shù)學史與數(shù)學教育[M].北京:科學出版社,2017.

[2]蒲淑萍,汪曉勤.教材中的數(shù)學史:目標、內(nèi)容、方式與質(zhì)量標準研究[J].課程•教材•教法,2015(3).

[3]沈麗霞.數(shù)學史與中學數(shù)學教育[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古師范大學,2007.63

作者:林晶 單位:福州時代中學