李仕敏
貴州省遵義市播州區(qū)第二小學(貴州省遵義市 563100)
數(shù)學史是什么?即研究數(shù)學的歷史,是記錄數(shù)學產(chǎn)生和發(fā)展及其規(guī)律的科學。從數(shù)學產(chǎn)生的那一刻起,數(shù)學史便產(chǎn)生了。數(shù)學史不僅記錄了數(shù)學的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律,更記錄了重要的數(shù)學概念、思想和方法。在數(shù)學的教學中,數(shù)學史作為數(shù)學文化的重要組成部分,數(shù)學史的融入對幫助學生深入理解數(shù)學知識,激發(fā)學生數(shù)學求知欲具有重要的意義。尤其是在發(fā)展學生核心素養(yǎng)的大背景下,教師的數(shù)學教育不能單一的、孤立地講解數(shù)學知識,而是要將相應(yīng)的數(shù)學史、數(shù)學文化融入其中,以豐富數(shù)學教育的內(nèi)涵和靈魂,發(fā)展學生數(shù)學核心素養(yǎng)。
在探索數(shù)學史在數(shù)學教學中的融入方式之前,深入探究其內(nèi)涵至關(guān)重要。在開展教學研究的過程中,筆者借助“中國知網(wǎng)”查閱了多篇有關(guān)數(shù)學史的研究文獻,也解讀了“百度百科”的相關(guān)解釋。綜合相關(guān)的研究成為,筆者認為:數(shù)學史是記錄數(shù)學概念、方法、思想、定律及其發(fā)展的科學,隸屬于數(shù)學文化的范疇。
在數(shù)學教育中,數(shù)學史的融入具有極其重要的價值,主要呈現(xiàn)如下:
一方面,小學數(shù)學教學中融入數(shù)學史,能夠讓學生更“懂”數(shù)學。學習數(shù)學知識,不僅僅是學習知識本身,更重要的是要了解知識背后蘊含的文化內(nèi)涵。唯有充分懂得文化知識,學生才真正的“懂”數(shù)學。數(shù)學史作為數(shù)學文化的重要組成部分,小學數(shù)學教師在指導學生學習數(shù)學知識時,結(jié)合某些特別的知識點強化數(shù)學史的融入,讓學生從知識和文化兩個不同的視角感知數(shù)學,對幫助學生理解數(shù)學知識具有重要的意義。例如,教師在給學生講解“圓的面積”時,傳統(tǒng)的教學方法,教師僅僅給學生傳授“圓的面積”的求解公式,學生在熟記公式之后,能夠進行數(shù)學計算,解答數(shù)學問題,但筆者認為:這樣的學習方式,學生對知識的理解是膚淺的。針對“圓的面積”的知識點教學,如果教師融入了數(shù)學史,引導學生了解古人在計算圓的面積過程中不同的求解方法,如拼湊法、微元法等,相關(guān)方法的融入,于學生更加深入地理解數(shù)學知識具有重要的推動作用。
另一方面,小學數(shù)學教學中數(shù)學史的融入,能夠在一定程度上激發(fā)學生探究數(shù)學知識的興趣。國內(nèi)有關(guān)數(shù)學史的研究中,學者們認為:數(shù)學史的融入與學生數(shù)學學習興趣的培養(yǎng)之間具有密不可分的關(guān)系。例如,教師在數(shù)學教學中,給學生將數(shù)學家陳景潤的故事、華羅庚的故事、祖沖之的故事等,這些富有趣味性的小故事,能夠讓學生深刻認識到:每一個數(shù)學的小結(jié)論、定律,都是經(jīng)過了數(shù)學家漫長的探究而來。數(shù)學家們在研究數(shù)學知識、數(shù)學定律的過程中,也經(jīng)歷了很多的困難和挫折。這不僅能夠幫助學生客觀認識數(shù)學學習的困難,還有助于磨煉學生的意志力,引導學生正確認識學習過程中的困難,并懂得勇往直前,克服困難。
在小學數(shù)學的教學中融入數(shù)學史,內(nèi)容的選擇至關(guān)重要。例如,教師在選擇數(shù)學史的過程中,應(yīng)當盡可能選取貼近學生生活的、基于數(shù)學教學目標的內(nèi)容,同時,教師要充分考量小學生的理解和接受能力,選擇的數(shù)學史內(nèi)容應(yīng)當難易適當。綜合當前國內(nèi)學者關(guān)于小學數(shù)學教學中數(shù)學史融入的研究分析,筆者總結(jié)歸納了小學數(shù)學教學中數(shù)學史內(nèi)容失當?shù)娜齻€典型方面:一是史料來源較為單一。數(shù)學史史料的來源途徑應(yīng)當是多元的,尤其是在互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的今天,小學數(shù)學教師可以采取多元化的方式融入數(shù)學史。當前的小學數(shù)學教學中,48%的教師僅僅是立足數(shù)學教材選擇史料資源;28%的教師選擇網(wǎng)絡(luò)資源,而借助數(shù)學史書籍的教師僅占10%。由此可見,多數(shù)教師選擇以教材為依據(jù)融入數(shù)學史,因數(shù)學教材中數(shù)學史料資源極其有限,這在一定程度上影響了數(shù)學史融入的效果;二是數(shù)學史的融入以數(shù)學家的生平故事為主。筆者在數(shù)學教學中融入數(shù)學史,也不可避免地會陷入誤區(qū):將數(shù)學史等同于數(shù)學家的生平故事,僅僅將數(shù)學家的生平故事作為數(shù)學史融入的唯一方式,這難免會讓數(shù)學史的融入顯得單一;三是數(shù)學史的難易程度把握不當。一些教師在融入數(shù)學史的過程中,難易程度把握不當。例如,部分教師沒有充分考慮小學生的特點,融入了一些晦澀難懂的數(shù)學史,這不僅不利于學生學習興趣的激發(fā),同時也不利于學生對知識的理解和掌握。例如,教師在給學生講解圓的面積公式時,問學生:圓的面積S=πr2,你們知道π是什么嗎?你們知道古代數(shù)學家劉徽是怎樣用割圓術(shù)求解π 的值的嗎?于小學生而言,像圓周率這種需要嚴密算法的知識,已經(jīng)超出了小學生的認知能力。針對這部分教學,教師可以給學生講解劉徽創(chuàng)始割圓術(shù)的歷程,但不必讓學生理解什么是割圓術(shù)。
數(shù)學史融入小學數(shù)學的教學,形式應(yīng)當是多元的。例如,教師可以在課堂導入的環(huán)節(jié)滲透數(shù)學史,也可以在某個知識點的講解環(huán)節(jié)滲透數(shù)學史。相關(guān)的史料資源,可以是故事類,可以是文字類,也可以是視頻類。實際的小學數(shù)學教學中,教師們關(guān)于數(shù)學史的滲透缺乏連貫性、系統(tǒng)性,一些教師在數(shù)學史的滲透方面,常常選取一些晦澀難懂的文字史料,學生閱讀和理解起來都比較困難。此外,教師在滲透數(shù)學史的過程中,常常采取口述的方式講解數(shù)學史,導致學生理解不深刻,最終影響了數(shù)學史滲透的效果。
關(guān)于小學數(shù)學教學中數(shù)學史融入的必要性研究中,有學者做了問卷調(diào)查,題目為:“你認為小學數(shù)學教學中有必要融入數(shù)學史嗎?”調(diào)查結(jié)果表明:有30%的教師認為“完全沒有必要”,因為小學生也聽不懂;有45%的教師表示“無所謂”;僅有25%的教師認為數(shù)學史的融入“有必要”。由此可見,教師對數(shù)學史的認知參差不齊,多數(shù)教師并沒有認識到數(shù)學史在小學數(shù)學教學中滲透的價值和必要性。在“數(shù)學史價值”的調(diào)查研究中,有45%的教師表示,教材有數(shù)學史,就講一下,數(shù)學教材沒有就不講;近20%的教師認為,數(shù)學史融入小學數(shù)學的教學并沒有什么價值,在增強教學效果方面也不能發(fā)揮大的作用。整體而言,小學數(shù)學教師在教學中之所以不愿意滲透數(shù)學史,與教師的認知錯位息息相關(guān)。正是因為教師對數(shù)學史重要性的認知不足,影響了小學數(shù)學教學中數(shù)學史滲透的效果。
數(shù)學史融入到小學數(shù)學的教學,教師的知識儲備狀況直接關(guān)系到最終的融入效果。事實證明,多數(shù)小學數(shù)學教師對數(shù)學史的了解與把握并不多。例如,一道關(guān)于數(shù)學史的問題:“雞兔同籠”問題出自我國哪本數(shù)學著作?這道題,在小學數(shù)學四年級下冊的教材中便能夠找到答案。但事實證明,知道“雞兔同籠”問題出自《孫子算經(jīng)》的教師不到一半。當調(diào)研者問:數(shù)學教材中記載的數(shù)學史,你都閱讀和掌握了嗎?調(diào)查結(jié)果表明:多數(shù)教師并沒有認真研讀數(shù)學教材上有關(guān)數(shù)學史的內(nèi)容,也沒有引導學生閱讀這部分內(nèi)容。一些教師說:我只閱讀教材中部分數(shù)學史的內(nèi)容,但僅僅閱讀,并不記得;一些教師說:我只知道一些著名數(shù)學家的小故事,但也記得不夠完整,更不要說記憶。由此可見,很多小學數(shù)學教師在教學中,對數(shù)學史的掌握并不全面和充分。這是影響數(shù)學教師講數(shù)學史融入小學數(shù)學教學的主要因素。
將數(shù)學史融入到小學數(shù)學的教學,培養(yǎng)學生的數(shù)學思維、數(shù)學興趣,是數(shù)學教育改革創(chuàng)新的一大亮點。當前的小學數(shù)學教學中,由于教師應(yīng)試化的思想,導致其不愿意、不積極、不主動融入數(shù)學史的現(xiàn)象普遍存在。一些教師認為:課時緊張,沒有那么多時間融入數(shù)學史,針對課本教材上的數(shù)學史內(nèi)容,教師也不過是一帶而過,并沒有深入講解。正是因為教師應(yīng)試化的教育思想,使得其在數(shù)學教學的過程中,缺乏融入數(shù)學史的興趣和積極性,最終影響了數(shù)學史融入的效果。
小學數(shù)學教師在教學中融入數(shù)學史,涉及到兩個極其關(guān)鍵的元素:一是思想認識層面應(yīng)當重視數(shù)學史,認識到數(shù)學史滲透的重要性;二是在能力層級層面,教師應(yīng)當不斷學習,夯實自己的數(shù)學史基礎(chǔ)。
首先,小學數(shù)學教師應(yīng)當有意識地夯實自身的數(shù)學史素養(yǎng)。在探究數(shù)學史的過程中,筆者深入解讀了小學階段的數(shù)學教材一共12 冊,梳理、總結(jié)了教材中分布的數(shù)學史內(nèi)容。梳理結(jié)果表明:從第一冊到第十二冊,每一冊的數(shù)學書中都分布有數(shù)學史的內(nèi)容。例如,在第一冊《6~10 的認識和加減法》中,有關(guān)數(shù)學文化的內(nèi)容有:我國古代用算籌計數(shù),稱為算籌計數(shù)法,有縱數(shù)、橫數(shù)之分;又如,在第四冊《萬以內(nèi)數(shù)的認識》中,有關(guān)數(shù)學文化的內(nèi)容為:古人計數(shù)方式的演變,如最早人們用石子計數(shù),后改為算籌計數(shù);逐漸演變?yōu)閿[珠子計數(shù)到后來的算盤計數(shù)。在第十二冊關(guān)于《圓柱和圓錐》的內(nèi)容中,教材編排了數(shù)學家阿基米德的故事……由此可見,數(shù)學教材中蘊含著一定的數(shù)學史內(nèi)容,小學數(shù)學教師在學習數(shù)學史的過程中,應(yīng)當以教材為依托不斷拓展。如借助互聯(lián)網(wǎng)學習數(shù)學史,借助數(shù)學名著、數(shù)學通史學習數(shù)學史。唯有教師不斷學習數(shù)學史,提高自身的數(shù)學史素養(yǎng),方能在數(shù)學教學中輕松自如地滲透數(shù)學史,提高教學質(zhì)量。
其次,更新教學觀念,科學評價學生。上述筆者提到:部分小學數(shù)學教師之所以不愿在數(shù)學教學中滲透數(shù)學史,甚至課本教材上的數(shù)學史,教師也很少引領(lǐng)學生閱讀和了解,這源于教師應(yīng)試化的教學理念。針對上述問題,筆者認為:小學數(shù)學教師應(yīng)當不斷更新教學觀念,基于數(shù)學核心素養(yǎng)、新課程改革的思想開展數(shù)學教學,改變過去唯成績論的教育方式,多元化評價學生,為數(shù)學史更加科學有效地融入數(shù)學教學課堂奠定基礎(chǔ)。
數(shù)學史融入到小學數(shù)學的教學,涉及幾個關(guān)鍵的元素:一是數(shù)學史內(nèi)容的選擇;二是滲透環(huán)節(jié)的把握。上述“問題”闡述環(huán)節(jié)我們可以發(fā)現(xiàn):在數(shù)學史內(nèi)容的選擇方面,一些教師在難易程度的把握方面把控不夠到位;在滲透環(huán)節(jié)方面,教師往往不知道在哪個環(huán)節(jié)滲透數(shù)學史更為科學。針對上述問題,筆者認為:小學數(shù)學教師應(yīng)當以研促教,更加科學有效地融入數(shù)學史。
首先,在數(shù)學史內(nèi)容的選擇方面,小學數(shù)學教師應(yīng)當在備課環(huán)節(jié)就做好充分的準備。于小學數(shù)學的教學而言,數(shù)學史的來源途徑是多元的。例如,數(shù)學教師可以立足數(shù)學教材滲透數(shù)學史,但筆者在梳理小學數(shù)學12 冊教材的過程中發(fā)現(xiàn):幾乎每一冊的數(shù)學教材,編排的數(shù)學史大概為2-3 個,這于數(shù)學教師的教學而言,似乎并不足。這就要求小學數(shù)學教師在教學準備環(huán)節(jié),全方位搜集數(shù)學史料資源。例如,一些專業(yè)的書籍如《數(shù)學家的故事》、《古今數(shù)學思想》等都蘊含著豐富的數(shù)學史資源;小學數(shù)學教師還應(yīng)當結(jié)合一些歷史名題如“雞兔同籠”、“七橋問題”等,探索其數(shù)學史。全方位的數(shù)學史料資源選擇,有助于讓教師選擇一些經(jīng)典的片段融入到數(shù)學教學中,為不斷優(yōu)化數(shù)學史的融入奠定基礎(chǔ)。
其次,在數(shù)學史融入的教學環(huán)節(jié)方面,小學數(shù)學教師應(yīng)當選擇恰當?shù)臅r機滲透數(shù)學史。筆者在數(shù)學教學中,推薦以下滲透方式:第一,在探究新知的過程中滲透數(shù)學史。在新知講解中,深化學生對新知識的理解至關(guān)重要。這里的“理解”,不是停留于膚淺層面的理解,更是深層次的理解。小學數(shù)學教師在引導學生探究新知的過程中可以巧妙地滲透數(shù)學史,如《用字母表示數(shù)》新知教學中,教師可以將丟番圖、韋達的探索歷程融入其中,能夠幫助學生更加深入地理解“用字母表示數(shù)”的意義。第二,在概念教學時融入數(shù)學史。明晰數(shù)學概念,是學生數(shù)學學習的基礎(chǔ)。小學數(shù)學教師在基礎(chǔ)概念講解過程中應(yīng)當適時滲透數(shù)學史。例如,在給學生講解“平均數(shù)”概念的過程中,為了讓學生更加直觀地認知“移多補少”的求解原理,教師將平均數(shù)的發(fā)展歷程融入其中,取得了好的教學效果。第三,在課堂導入時滲透數(shù)學史。理論上講,數(shù)學史可以融入到數(shù)學教學的每一個環(huán)節(jié),如課堂導入,如新知講解,如重難點突破,甚至可以將有關(guān)數(shù)學史作為學生課后閱讀素材,以培養(yǎng)學生的數(shù)學閱讀能力,豐富學生的知識儲備。筆者在小學數(shù)學教學中,常常借助數(shù)學史導入新知。如在五年級《分數(shù)的意義》教學中,筆者就結(jié)合數(shù)學史料:古希臘數(shù)學家泰勒測量金字塔高度的小故事,將其作為學生的導讀材料,順利引入教學內(nèi)容,有效地激發(fā)了學生探索知識的愿望。
第三,在數(shù)學史的滲透途徑方面。小學數(shù)學教師滲透數(shù)學史的方法有很多,如文字資料描述法、音視頻滲透法等。筆者在教學中,巧妙地借助多媒體輔助教學的手段,將圖片與文字素材緊密結(jié)合起來,以多媒體的方式予以呈現(xiàn),有效地規(guī)避了傳統(tǒng)單一口述存在的不足,提高了數(shù)學史融入的質(zhì)量。