《義務(wù)教育課程方案(2022年版)》提出:加強(qiáng)課程綜合化,應(yīng)設(shè)置10%的跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容,以強(qiáng)化課程協(xié)同育人功能。因此,跨學(xué)科視野下的初中數(shù)學(xué)教學(xué)研究是教師深刻解讀和貫徹《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡(jiǎn)稱“新課標(biāo)”)精神的實(shí)踐,有利于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng),落實(shí)立德樹人根本任務(wù)。數(shù)學(xué)是自然科學(xué)的研究工具,用數(shù)學(xué)知識(shí)去探究問題,能使問題解決直觀化、簡(jiǎn)單化。從跨學(xué)科視角去探究數(shù)學(xué)的結(jié)構(gòu)之美、邏輯之美,會(huì)讓學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)興趣得以增強(qiáng),學(xué)習(xí)活力持續(xù)迸發(fā)。筆者以蘇科版數(shù)學(xué)九(下)“黃金分割”一課為例,從跨學(xué)科的視角研究黃金比在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用,讓學(xué)生在具體的情境中感知黃金比的美,領(lǐng)略其內(nèi)在數(shù)學(xué)本質(zhì),幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí),形成良好的學(xué)習(xí)認(rèn)知。
一、與美術(shù)學(xué)科融合,在形象直觀中感知知識(shí)
對(duì)于“黃金分割”,教師可以從美術(shù)學(xué)科視角來謀劃教學(xué)之策,借助鮮活的圖像來刺激學(xué)生的感官,拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)視角,使得學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容形成更為深刻的學(xué)習(xí)感知,從而建立起有效的數(shù)學(xué)表象,為學(xué)生數(shù)學(xué)綜合素養(yǎng)的提升保駕護(hù)航。
例如,教師在導(dǎo)入環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生觀看一組美術(shù)作品:《蒙娜麗莎》——達(dá)·芬奇讓蒙娜麗莎的手搭起,撐起了畫底,構(gòu)成一個(gè)黃金三角形,而且頭、眼、嘴、鼻的位置處處體現(xiàn)黃金分割,使得整個(gè)畫面充滿了一種從容祥和的氛圍;《維特魯威人》——畫中的人物以無比精準(zhǔn)的身體結(jié)構(gòu)被冠上了最完美的人體比例稱號(hào),這正得益于黃金分割比;《泉》,別名《春之仙女》,柔美的線條給人以和諧之感;等等。隨后,教師引導(dǎo)學(xué)生說說觀后感。隨著不同觀點(diǎn)的匯聚,學(xué)生在思維的碰撞中初步感知到這些圖畫之所以被稱為世界級(jí)名畫,是因?yàn)樗鼈兲懒?。此時(shí),教師再順?biāo)浦郏归_刨根問底式的追問:為什么全世界的人都認(rèn)為很美?與數(shù)學(xué)有關(guān)系嗎?在眾多思考交互中,黃金比的概念自然顯露。
二、與名著閱讀融合,在追根溯源中領(lǐng)悟知識(shí)
在導(dǎo)入環(huán)節(jié),學(xué)生的興趣被激發(fā),隨著教學(xué)內(nèi)容的深入,教師還可以滲透名著閱讀。在此過程中,教師要緊扣教學(xué)內(nèi)容,遴選有意義、有影響的名著閱讀素材,引導(dǎo)學(xué)生在閱讀中感受數(shù)學(xué)知識(shí)的淵源。對(duì)于黃金比的概念,《幾何原本》《九章算術(shù)》中都有記載,在學(xué)生贊嘆美術(shù)作品的美時(shí),教師可以引導(dǎo)學(xué)生從名著的論述中更好地感知黃金分割的基本常識(shí)。
例如,黃金分割大約是公元前6世紀(jì)畢達(dá)哥拉斯學(xué)派發(fā)現(xiàn)的,而系統(tǒng)論述黃金分割的是歐幾里得的《幾何原本》,論著中闡述:點(diǎn)C把線段AB分割成兩部分,使得AC∶AB=CB∶AC,那么點(diǎn)C是AB的黃金分割點(diǎn)。教師還可以介紹中國(guó)的《九章算術(shù)》,其第三章“衰分”中的比例分配法則,有著黃金比的思維雛形。隨后,結(jié)合教材中的芭蕾舞演員圖片,教師提問:“為什么芭蕾舞演員跳舞時(shí)要踮起腳尖?”學(xué)生會(huì)很自然地把問題與教師的介紹聯(lián)系起來,從而分析得出“當(dāng)演員踮起腳尖時(shí),整個(gè)身體被拉長(zhǎng),身高宛如《幾何原本》中所描述的AB,而腰部恰如線段中的點(diǎn)C,這樣就會(huì)形成黃金分割的形態(tài),使得演員的形象更美,整個(gè)動(dòng)作會(huì)更具美感”。同時(shí),學(xué)生也會(huì)心生疑惑:分割點(diǎn)如何去找呢?教師順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生再次閱讀《幾何原本》。學(xué)生經(jīng)過分析與計(jì)算,輕松得出AC∶AB≈0.618,它叫作“黃金比”,《幾何原本》也稱之為“中末比”。至此,黃金比的數(shù)值表象深刻地印在學(xué)生的腦海之中。
三、與建筑設(shè)計(jì)融合,在動(dòng)手操作中運(yùn)用知識(shí)
以任務(wù)驅(qū)動(dòng)在跨學(xué)科視域下來促進(jìn)學(xué)生深化學(xué)習(xí)和感悟,加速學(xué)習(xí)認(rèn)知建構(gòu),是理想的教學(xué)之舉?;诖耍凇包S金分割”的教學(xué)中,教師可關(guān)注學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn),融合建筑領(lǐng)域的知識(shí),設(shè)計(jì)具體的活動(dòng)任務(wù),讓學(xué)生在項(xiàng)目設(shè)計(jì)等結(jié)構(gòu)化任務(wù)中更好地理解黃金比的由來及其應(yīng)用,感悟其內(nèi)在的數(shù)學(xué)美。
比如,投影呈現(xiàn)系列建筑畫面,如帕特農(nóng)神廟,其東西兩立面的頂部距離地面19米,南北總長(zhǎng)約31米……教師提問:其立面高與寬的比例是什么樣的?比值大約是多少?學(xué)生積極思考,將前面學(xué)習(xí)所得運(yùn)用到新知識(shí)的探究中。教師也可以引導(dǎo)學(xué)生觀察教材中的上海東方明珠電視塔圖片,讓學(xué)生動(dòng)手測(cè)量圖中線段的數(shù)值,探究圖中線段AB與AC、BC與AC的比值,思考“看到這些比值,能想到什么”;設(shè)計(jì)“塑造寶塔模型”活動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生用不同顏色的橡皮泥來制作寶塔,關(guān)注如何將塔身高度、底座之間建造得較為完美,線條看起來更加順暢。學(xué)生會(huì)自然地把黃金分割的知識(shí)運(yùn)用到動(dòng)手操作中,將黃金分割的意義、黃金分割點(diǎn)的畫法以及探尋方法靈活地加以運(yùn)用,通過觀察、比較、計(jì)算,在理性思考中走進(jìn)黃金分割的知識(shí)世界,感悟黃金分割的數(shù)學(xué)美,既能助力數(shù)學(xué)思維的發(fā)展,又能培養(yǎng)數(shù)學(xué)閱讀、合作學(xué)習(xí)等能力。
總之,關(guān)注學(xué)科融合,細(xì)化其在具體學(xué)習(xí)實(shí)踐中的應(yīng)用,是教師更好地把握新課標(biāo)要求,促進(jìn)學(xué)生學(xué)業(yè)水平提升、學(xué)科綜合素養(yǎng)發(fā)展的切入點(diǎn)。在平時(shí)的數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要注重挖掘素材,尋找資源,引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)科融合中走進(jìn)數(shù)學(xué)、發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué),通過了解不同領(lǐng)域的數(shù)學(xué)知識(shí),感悟數(shù)學(xué)的本質(zhì),促進(jìn)深度數(shù)學(xué)思維的生成,最大限度地助推數(shù)學(xué)核心素養(yǎng)的養(yǎng)成,從而逐步形成適應(yīng)未來的必備品格和關(guān)鍵能力。
本文系江蘇省蘇州市教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃課題“跨學(xué)科視野下初中生名著共讀教學(xué)實(shí)踐研究”(課題編號(hào):2023/LX/02/190/01)階段性成果。