■江蘇省南京市小西湖小學(xué) 何 棟
數(shù)學(xué)是一門研究數(shù)量、空間、邏輯等概念的自然學(xué)科,是我們?nèi)祟悮v史舞臺中必不可少的一個重要角色,為人類學(xué)習(xí)和探究現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)打下了夯實的基礎(chǔ),在千百年來的學(xué)習(xí)進(jìn)程中起到了難以磨滅的重要作用。如何將學(xué)生的已有知識建構(gòu)與抽象的數(shù)學(xué)知識建立聯(lián)系?實踐表明,數(shù)學(xué)史教學(xué)走進(jìn)數(shù)學(xué)課程會是一種可行的方法,這也符合新課程標(biāo)準(zhǔn)中課程教育的理念。
《新課程標(biāo)準(zhǔn)》指出:“數(shù)學(xué)是人類文化的重要組成部分。”教材編寫建議中明確點明教材應(yīng)當(dāng)包含數(shù)學(xué)發(fā)展史的有關(guān)材料。如何有趣又高效地將數(shù)學(xué)史融入課程,這個問題值得教師關(guān)注。數(shù)學(xué)的發(fā)展已經(jīng)明確要求我們將數(shù)學(xué)史納入數(shù)學(xué)教學(xué)的過程中來,新課程標(biāo)準(zhǔn)要求我們在數(shù)學(xué)課程設(shè)計之始,應(yīng)當(dāng)符合小學(xué)生認(rèn)知要素,重視數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史現(xiàn)實。
1.文化意義:美國數(shù)學(xué)家克萊因說過:“一個時代的總的特征在很大程度上與這個時代的數(shù)學(xué)活動密切相關(guān)。”他還說到,數(shù)學(xué)不能簡單理解為是一種方法,更應(yīng)該理解為豐富的知識體系,對人類的各個學(xué)科領(lǐng)域都有著巨大的作用,正因為如此,人類幾千年的生產(chǎn)生活及人類思想史發(fā)展,數(shù)學(xué)都起到了巨大的作用。
2.教育意義:很多學(xué)生會覺得數(shù)學(xué)是一門枯燥無味的學(xué)科,因而很多學(xué)生越學(xué)越怕,自信心受打擊,從某種程度上說,這是由于我們的教學(xué)內(nèi)容單一造成的。在課程設(shè)計中滲透數(shù)學(xué)史內(nèi)容可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。有數(shù)學(xué)史參與的數(shù)學(xué)課程設(shè)計可以使學(xué)生充分了解中西方數(shù)學(xué)發(fā)展的光輝歷程、了解現(xiàn)當(dāng)代我國與世界在現(xiàn)代數(shù)學(xué)領(lǐng)域存在的差距。
結(jié)合數(shù)學(xué)史的問題,筆者對部分教師和學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查后發(fā)現(xiàn):教師說都有自己一定的數(shù)學(xué)史積累,但只停留在自己了解一些數(shù)學(xué)史資料,在對如何將數(shù)學(xué)史引進(jìn)課程這一點上,并沒有主動的意識進(jìn)行實踐操作。而作為“硬幣的另一面”——學(xué)生的情況如何?調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生對 數(shù)學(xué)史有極其濃厚的興趣,有近80%的學(xué)生對世界經(jīng)典數(shù)學(xué)題、益智數(shù)學(xué)游戲等表現(xiàn)了很強(qiáng)的探究愿望。
在對教師進(jìn)行的調(diào)查問卷中顯示,教師的數(shù)學(xué)史料知識構(gòu)建66.4%主要來自自身專業(yè)學(xué)習(xí)經(jīng)歷,目前的上課使用到的數(shù)學(xué)史知識71%來自網(wǎng)絡(luò)資源,只有15%來自專業(yè)的數(shù)學(xué)史專著,從這些簡單數(shù)據(jù)可以看出,教師在數(shù)學(xué)史的教學(xué)上,首先要過理論關(guān)。教師對讓數(shù)學(xué)史進(jìn)入課程視野這樣的一個思想表示贊同,調(diào)查發(fā)現(xiàn)近九成教師有過這樣的嘗試,教師都認(rèn)同數(shù)學(xué)史的參與可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)下需要做的是教師在平時的學(xué)習(xí)中,有計劃地進(jìn)行相關(guān)的數(shù)學(xué)史的理論學(xué)習(xí)和研究,相關(guān)的數(shù)學(xué)教研活動也可以向這個方面進(jìn)行側(cè)重。
調(diào)查發(fā)現(xiàn),教師在做備課準(zhǔn)備時,只有55%的教師想過將數(shù)學(xué)史這一要素引入課程設(shè)計之中。很多時候,也只在公開課或研究課中,教師會帶入數(shù)學(xué)史料。而這些數(shù)學(xué)史只是簡單地在課堂講了一下。成為豐富課堂的一個點綴,成了“課堂花絮”。有趣的是,平時的課堂里,遇到課本上數(shù)學(xué)史的部分,很多教師采用的是學(xué)生閱讀形式,或者布置給課后學(xué)生自主閱讀。
在筆者的長期一線教學(xué)中通過對教師研究課的聽課發(fā)現(xiàn),即使有部分教師將數(shù)學(xué)史融入課堂,也顯得操作形式單一。比如將古代數(shù)學(xué)家故事、趣題名題、重點定理演變歷史等在課堂中作為背景介紹,增加課堂的信息量,豐富學(xué)生的知識面?,F(xiàn)代信息技術(shù)的運用也讓數(shù)學(xué)史的參與形式變得豐富多樣起來,但是在核心層面上,處理的數(shù)學(xué)史料也僅是平鋪直敘,僅是簡單羅列拼湊,數(shù)學(xué)史與數(shù)學(xué)課程脫節(jié)且不夠生動。
筆者所在學(xué)校17年前就創(chuàng)設(shè)了“身邊的數(shù)學(xué)”課程品牌,長期致力于研究生活中的數(shù)學(xué),學(xué)校設(shè)立了“普學(xué)周末”活動課程,其中就有專門的以中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)游戲為平臺的益智課程,組織學(xué)生學(xué)習(xí)研究九連環(huán)、魯班鎖、華容道等中國傳統(tǒng)數(shù)學(xué)玩具。將數(shù)學(xué)知識訓(xùn)練與中華傳統(tǒng)文化傳承相結(jié)合,讓學(xué)生浸染在數(shù)學(xué)的文化史空間內(nèi),激發(fā)了學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣,同時愛國教育“潤物細(xì)無聲”。
【課堂片段】教師:同學(xué)們,知道“九連環(huán)”這個游戲是誰發(fā)明的嗎?學(xué)生:曹雪芹吧。教師:為什么???學(xué)生:因為老師的掛圖是賈寶玉在玩,說不定就是紅樓夢作者發(fā)明的。教師:對,曹雪芹先生寫了一部偉大的文學(xué)作品,但這游戲可不是他老先生發(fā)明的。九連環(huán)是哪年誕生的難以確定,但是作為玩具的出現(xiàn),我們推斷至少在戰(zhàn)國時期。學(xué)生:古代中國人發(fā)明的。教師:對的,至少我們明白,九連環(huán)是中國古代勞動人民智慧的體現(xiàn)。古人告訴我們學(xué)習(xí)要循序漸進(jìn),那么請同學(xué)觀看分解步驟,同學(xué)從三連環(huán)、六連環(huán)研究起。學(xué)生:小組研究,動手操作。在這些有趣的游戲中,雖是玩游戲,難道不是學(xué)數(shù)學(xué)嗎?師生共同的操作游戲、學(xué)生小組合作實踐游戲,不但在課堂引出了數(shù)學(xué)的方法認(rèn)知——重復(fù)步驟法,還提升了學(xué)生對數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的興趣,從而讓大家更進(jìn)一步地對九連環(huán)的知識進(jìn)行了深入探討。于是,在第二節(jié)課上,出現(xiàn)了這樣的研究:
【課堂片段】教師:同學(xué)們,上周我們學(xué)習(xí)研究了九連環(huán),你對這個玩具還有什么新的看法嗎?學(xué)生:九連環(huán)玩具和現(xiàn)代計算機(jī)中的二進(jìn)制有很大的相似性。我們看,九連環(huán)的基本操作就是“下”和“上”,這就相當(dāng)于二進(jìn)制中的0和1。同學(xué)們想一想,九連環(huán)中,是不是所有的手法都可以歸納為“下”和“上”兩種狀態(tài)?教師:(鼓掌)分析得非常精彩。學(xué)生:老師,其實這種思路,就是二進(jìn)制的思路。前面所有位數(shù)全滿的情況下,才能向最高位進(jìn)位。不光二進(jìn)制,十進(jìn)制在進(jìn)位上也是一樣的道理。大家可以想象一下,這樣的課堂,這樣的教學(xué)過程,既有游戲,更有著遵循數(shù)學(xué)規(guī)律進(jìn)行的參與和深度討論,這樣的課堂片段,正是教師讓數(shù)學(xué)史走進(jìn)課堂的一個縮影,而且課堂進(jìn)程非常自然靈動,學(xué)生的學(xué)習(xí)也主動迫切。實踐之路才剛剛開始,讓數(shù)學(xué)史走進(jìn)課程,我們還需要從理念上自覺化,理想的狀態(tài)就是在課堂設(shè)計之始就把數(shù)學(xué)史內(nèi)容建構(gòu)在師者自己的知識結(jié)構(gòu)體系上。