数学文化在小学数学教材中的渗透研究---以小学苏教版数学为例_.docx
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1、数学文化在小学数学教材中的渗透研究 -以小学苏教版数学为例摘要:数学文化是数学学习的精髓,是新时代素质教育提倡下数学教师教学的重心,是学生提升数学素养的途径。小学数学教材是学生获得数学知识、智力成长、培养学生思维方式的主要平台。因此研究小学数学教材中渗透的数学文化也具有了特殊的意义。如何在教学中更好的渗透数学文化,是当前国内学者研究的重要问题。本课题结合笔者的实习观察,通过阅读文献和梳理苏教版教材中的数学文化,对如何在教学中更好的渗透数学文化进行分析,在教师行为和教材改进和重视数学文化等方面提出了相关建议。以期引起数学教师的重视,从而更好的促进学生健康快乐的成长。关键词:数学文化 小学数学 苏
2、教版一、 绪论(一)问题的提出 数学是一门学科,文化是一种形态,数学文化是数学学科的精髓。数学文化让我们看到了数学的人文价值,这对于学生的全面发展起着至关重要的作用。然而,在小学数学的教学过程中,应试教育的思想在师生头脑中根深蒂固,出现一切以分数为准的错误观念。教师在教学的过程中过于关注学生的成绩忽视学生的情感态度价值观的培养。使得学生仅仅是学习数学的浅层知识,并未体会到数学的乐趣。在教育实践的过程中,笔者发现数学教师不重视数学文化的教学,讲授知识点仅仅是为了准备应试,调查学生发现,对于数学文化的学习非常感兴趣,但学生心有余而力不足。但是,正是这些对于文化的忽视,使得师生认为数学的学习枯燥无味
3、,不利于学生的全面发展。(二)研究目的通过对小学苏教版数学十二册教材的分析和研究,借鉴相关的理论研究成果,就苏教版教材中的数学文化进行提炼和分析,并据此提出自己的一些建设性意见,以此引起小学数学教师的同行重视数学文化,了解数学的价值,提高师生对数学学习的兴趣。(三)研究意义数学的人文价值远大于其工具性价值,文化的渗透也促进着教育事业的发展。从理论上来说:渗透数学文化有利于教师改进教学策略:有利于丰富教材编写的研究。从实践意义上看:渗透数学文化有利于教师高效开展教学工作,为教师教学提供新的思路方法,促进教师职业发展;有利于培养学生的思维能力,解决问题的能力;培养学生的合作意识,创新意识;提高学生
4、的学习兴趣。 (四)研究现状1.关于数学文化的研究国外:克莱因是最早研究数学文化的学者,其西方文化中的数学的出版,标志着关于数学文化的研究正式开始。他提出数学是激发人类思维,影响人们的生活,推动人类前进的一种理性精神,并对人类存在的哲学问题进行了回答。美国数学家怀尔德从数学人类学的角度提出了“数学一种文化体系”的数学哲学观,认为数学文化主要包括数学传统和数学本身。国内:我国关于数学文化的研究起步较晚,但是学者们见仁见智,提出了鲜明的观点。如学者黄秦安认为数学文化是数学学科、数学观念、意识、心理、历史事件,人物和数学传播的总和。由此可见数学文化不仅仅包括数学这一学科本身包含的公式定理,更多的是与
5、其相关的精神文明。学者顾沛从广义与狭义的角度定义了数学文化。他认为,数学精神、数学思想、数学方法、思维和观点以及它们的形成和发展是狭义的数学文化;广义的数学文化还包含数学史、数学美、数学教育、数学与人文的交叉、数学与各种文化的关系等。对于数学文化的定义,学者顾沛的观点既包含了数学本身的内涵和精神又包含数学与其他内容的联系,被大多数人所认可。学者郑毓信提出数学文化是学习和研究数学的学者们对于数学基本问题上的一些共同认识,是研究数学这一领域所特有的观念和认识。由此数学文化可以看作是在这些共同认识的指导下进行的数学活动,有着鲜明的实践意义。学者邵婷婷和学者张俊青都认为数学文化是一个系统,是指由数学知
6、识系统和数学观念系统组成的有机体,这一系统不仅包含数学,还包括哲学、艺术、历史、政治、经济和文化。学者李丹提出数学文化是数学发展过程中,数学共同体在从事数学活动中所特有的行为、态度、观念等。具体指它的观念性成分包括数学思想方法、数学精神、数学的应用、数学思维和数学美学等,还包括在认识、发展和探索数学的过程中体现出来的钻研精神、创新精神等。2.关于教材中数学文化的研究随着新课程的改革,我国的小学数学教材出现”一标多本”的现象。主要有:人民教育出版社、江苏教育出版社、北京师范大学出版社、西南师范大学出版社(以下简称人教版、苏教版、北师大版、西南师大版)等。而且在义务教育课程标准教材编写建议中明确指
7、出数学文化作为教材的组成部分,应渗透在整套教材中。国内学者也对教材中的数学文化进行了研究。如学者边悦对人教版小学数学教材从数学美、数学史、数学的应用三个角度分析了数学文化。并提出应当增强数学文化与教学内容的融合度,教材应以主题螺旋式来编写等建议。学者孙卫红对西师版中的数学文化进行研究,从数学文化在拓展学生视野,引起学生兴趣,激励学生学好数学等方面所起的作用充分肯定数学文化的价值。学者王九红对四个版本的”你知道吗”(数学文化的一种呈现方式)做了对比,得出数学文化的相关内容在形式和内容上分布不均匀的结论。学者娄满想等人对比苏教版和人教版中的”你知道吗”栏目做了对比,探讨了数学文化在教材中的呈现特点
8、,并在选材,编排结构等方面给出了相关建议。纵观我国学者对教材中的数学文化的研究,可以发现对初高中教材中的数学文化研究较多,对小学数学教材研究较少。例如,小学苏教版教材在江苏、陕西、山西、安徽等地广泛使用,教材编排逻辑严密,内容丰富,循序渐进。但是对这套教材的研究寥寥无几。笔者结合在山西省某小学的实习经验,通过对教材的分析,希望唤起小学数学教师对数学文化的重视,在一定程度上帮助小学数学教师提高课堂教学效率。(五) 研究方法 1.文献研究法文献研究法是指通过收集、筛选、整理相关文献,并加以分析和研究,在此基础上对所研究的问题形成科学认识和理解的研究方法。在本研究中,收集整理小学苏教版数学文化的相关
9、文献,总结研究现状,为本研究提供理论支持。2.文本分析法文本分析法是“按某一研究课题的需要,对一系列相关文本进行比较、分析、综合,从中提炼出评述性的说明”。在本研究中,分析小学苏教版数学中数学文化的渗透现状,整理相关内容为教学实践提供参考。二 、基本概念的界定1.数学文化关于数学文化这一概念,笔者认为学者顾沛的观点比较全面。本次研究以新课程标准为依据,以小学苏教版十二册教材为蓝本,从微观层面进行分析,提出小学苏教版教材中的数学文化是指教材中涉及的有关数学美、数学史、数学思想、数学精神、数学的应用五个部分的相关知识的总和。三、教材中渗透数学文化的重要性数学教材为学生的数学学习生活提供了学习主题、
10、基本线索和知识结构,是实现数学课程目标,实施数学教学的重要资源。教师在编纂教案时,不仅要分析教材知识点之间的内在联系,预定的教学目标,教材的主题图,教材的重难点、关键点,例题习题,更应该分析教材中渗透的数学思想,数学精神,数学美,数学史料等数学文化。数学文化对于提高课堂质量,增强学生的学习兴趣,培养学生的数学素养,创新精神,独立意识有着积极的影响。(一) 德育价值德育即培养学生的思想品德和行为。数学文化让学生们了解到数学公式定理的由来,培养学生严谨的治学态度。体会到数学家孜孜不倦,坚持不懈追求真理的精神,在潜移默化中成为了学生学习的榜样。数学文化在我国源远流长,自从有了人类便有了数学,学生在学
11、习数学的过程中,树立民族自豪感,热爱科学事业,为我国数学的发展感到骄傲。卢梭认为,一切学科本质上应该从心智启迪开始。教材中的数学文化在无形之中影响着学生人生观,世界观,价值观的形成。(二)智育价值智育是传授给学生系统的文化知识和技能,发展学生学识素养和智慧才能的教育,智育是全面发展教育的基础。义务教育课程目标总目标分为以下四个方面具体阐述:知识技能,数学思考,问题解决,情感态度。这四个方面并不是相互割裂的,而是一个相互联系,密切相关的整体。其中知识技能的学习是其他三个目标实现的基础,知识技能的学习有利于其他目标的实现。数学文化将生活中的问题数学化,培养学生的逻辑思维能力,观察生活的能力。学生能
12、在短时间内学习前人的经验知识,学生不必花费大量的时间去探索一个概念的产生和发展,能够快速提升学生的数学智力。(三)美育价值美育是培养学生健康的审美观,发展他们感受美、鉴赏美、表现美、创造美的能力,培养他们高尚情操和文明素质的教育。数学文化的美育功能通过数字,图形,音乐等呈现出来。数学中的数字从负无穷到正无穷,在形式上呈现对称,在内容上包括所有的数量。学者毕达哥拉斯提出的0.618黄金分割比,广泛应用于绘画、雕塑、音乐、建筑设计等方面。埃及金字塔的简洁宏伟结构为世人人所感叹,它的原型便是数学几何图形中的三角锥。生活中广泛应用对称图形,中心对称图形来装饰房屋。音乐的美由耳朵来感受,几何的美由眼睛来
13、感受。将学生置于数学文化的熏陶中有助于培养身心全面和谐发展的现代社会的接班人。四、教材中数学文化的提炼与分析数学教材是学生进行学习生活的基本途径,是教师执教的重要资源。基于笔者在山西省某小学的实践经验和江苏省教育在我国遥遥领先的状况。笔者对苏教版中的数学文化分布情况进行分析,探究数学文化的内涵和价值。(一)小学苏教版数学教材中数学文化的渗透内容和形式1.数学美在教材中的渗透我国著名数学家华罗庚教授说过:“就数学本身而言,是壮丽多彩、千姿百态、引人入胜的,认为数学枯燥乏味的人,只是看到了数学的严谨性,而没有体会出数学的内在美。”数学中的美是丰富多彩的,从内容来说,数学美可分为结构美、语言美与方法
14、美;就形式而论,数学美可分为外在的形态美和内在的理性美。根据这一理解,笔者将小学苏教版中的数学美整理如下:册数数学美一上P30认识图形(一)(长方体、正方体、圆柱、球)一下P16认识图形(二)(长方形、正方形、三角形、圆)二上P12平行四边形的初步认识P68我们身体上的”尺”二下P12计数符号P56绘制图纸三上P45出土文物图案与简单几何P86中山陵、赵州桥等著名建筑的轴对称三下P43扑克牌算24点四上P88丹顶鹤飞行呈现人字形四下P76人字梁与三角形的高和低五上P93计算机制图五下P87有关圆的美丽的图案P104由直变曲六上P58建筑、绘画与黄金比P66树叶中的比六下P9圆柱和圆锥P65保持
15、平衡的天平从上述的表格中我们可以发现数学美既表现在形态上,如几何图形的整齐美,建筑中的对称美,绘画中的比例美。又表现在理性美,如挂着秤砣保持着平衡的天平,体现着物理学的魅力。小学教师应多挖掘教材中的数学美,无论是在导入过程还是在实施教学的过程都可以采取手段和方法将该数学文化渗透进课堂,鼓励学生从不同角度探索数学美,体会数学美。 案例:五年级下册第六单元圆第一课时教学重难点:学生掌握圆心,半径和直径的概念,并能准确识别。教学目标: (1)学生能准确认识圆心,半径,直径。(2)学生在学习过程中体会圆的曲线美,对称美。(3)培养学生感受数学美,发现数学美,体会数学美的能力。教师行为:(1)导入环节:
16、同学们,现在我们开始上课!生活中同学们见过那些圆形呢?谁能来说一说。(引导学生发现生活中的数学美),对比之前学习过的三角形,长方形。圆形和他们相比有什么相同,有什么不同呢?(2)新授环节:请同学们想办法画出一个圆形(发现圆的曲线美)。方法一:用圆片描摹。方法二:圆规作图。认识圆心:将所画的圆剪下来,将其对折为半圆,将半圆对折为四分之一圆,那么看到的折尖即为圆心。通常用字母O来表示。(体会圆的无限对称美)。圆规的针尖所在的点即为圆心。认识半径:打开圆片之后从圆心出发的每一条折痕即为半径。(发散美) 。圆规作图的半径即为从圆心到圆上任意一点的连线即为半径。通常用字母r来表示。认识直径:打开所折叠的
17、圆片之后,两条半径在同一条直线上并且经过圆心,那么这条线段叫做直径。通常用字母d来表示。运用以上新授方式学生可以直观的体会到圆形的无限美,学生从书本上圆的刻板印象到实实在在看到圆的圆心,半径,直径。感受到数学美就在身边。 2.数学史在教材中的渗透数学在我国有着悠久的历史。古人从结绳计数到无穷数的探索,从一元一次方程到高阶方程的应用。数学文化的形成发展离不开一代代数学家的努力和探索。笔者将小学苏教版中的数学史整理如下:册数数学史一上P84算盘上的数位一下P85相加相减表示方法和由来二上P18唐图二下P17从古到今的计时方法P35算盘的介绍三上P92用算筹表示分数三下P26长度单位的由来P48闰年
18、的规定及解释P89数学家刘徽与小数四上P66数学家抛硬币的实验P74数学家与括号的使用规则四下P45算筹、珠算五上P4九章算术与正负数P10九章算术中记载常见图形的面积计算方法P100韦达定理五下P10九章算术中解方程的方法P34完美数P40哥德巴赫猜想P95圆周率的研究历史六上P58黄金比六下P26九章算术记载的圆锥体积计算方法P32鸡兔同笼的数学问题从上述的表格中我们可以发现数学史主要体现在数学家的介绍,经典数学问题,数学著作,数学算术工具等。数学史是前人留给我们后人的一笔财富,为我们建立了数学的使用规则,我们在继承研究成果的基础上引导着我们的研究方向。数学史这一数学文化不仅包括前人为数学
19、的发展做出的努力,得出的研究成果,更多的是他们孜孜不倦的努力,他们的创新精神激励着我们每一个学习数学的人。教师在教学过程中给学生介绍相关知识点的由来,有利于学生理解知识,有利于培养学生的思维能力和创新精神。案例:六年级下册P32鸡兔同笼的数学问题题目:今有鸡兔同笼,上有三十五头,下有九十四足,问鸡兔各几何?教学重难点:学生掌握假设法解决鸡兔同笼的应用题。教学目标:(1)学生学会运用前人总结的假设法解决鸡兔同笼问题。(2)体会数学文化在生活中的应用,体会数学的趣味性。教师行为:(1)导入环节:同学们,上课之前老师先带着大家玩一个数小鸡和兔子的游戏。那么老师先给大家示范一下。一只小鸡一个头来两条腿
20、,一只兔子一个头来四条腿,一共两个头来六条腿。两只小鸡两个头来四条腿,两只兔子两个头来八条腿,一共四个头来十二条腿。同学们同桌之间相互接龙这个游戏吧。(假设方法的模拟)(2)新授环节:同学们做的这个游戏呢是我们数学史上著名的来自于孙子算法中的鸡兔同笼问题,我们的祖先是一群非常有智慧的人,他们善于发现生活中的数学问题,接着老师带大家品味我们的数学家是怎样解决这个数学问题的呢? 步骤一:假设全是兔子:354=140(条) 。140-94=46(条) 多了46条。4-2=2(条)一只兔子还原一只小鸡,少两条。462=23(只)小鸡需要还原23只兔子。35-23=12(只)兔子。那么假设全是兔子的情况
21、是23只小鸡,12只兔子。步骤二:学生自行假设全是小鸡的情况,算出有多少只兔子和多少只小鸡。体会数学史给我们带来的乐趣。3. 数学思想在教材中的渗透数学思想是人们对于数学理论和内容的本质认识,揭示了数学发展的普遍规律,对于数学的发展具有指导意义。小学数学思想一般指解决数学问题所采用的方式,策略。笔者将小学苏教版中的数学思想整理如下:册数数学思想一上P51用三角形代替数字一下二上P20加法与乘法的转换思想二下P29计数时个十百分类计数P54微米的大小P90数据的收集与整理(一)P92统计表格三上三下P96数据的收集和整理(二)四上P30简单的周期P40统计表和条形统计图(一)四下P64拆分数字五
22、上P84统计表和条形统计图(二)P95解决问题的策略(举例论证)P99用字母表示数五下P1简易方程P21折线统计图P60单位1P96圆的面积P106解决问题的策略(图形割补)六上P17容积公式v=abhP54比与除法与分数的等价P86百分数改写成小数六下P1扇形统计图P32鸡兔同笼P57反比例函数苏教版小学数学教材中的数学思想我们可以分为如下几个方面:函数思想、代换思想、统计思想、集合思想、抽象思想、模型思想、运筹思想、分类思想。如果说数学题是一盘零散的珍珠,那么数学思想就是将珍珠串起来的线。数学思想指引着我们解题的方向,培养我们的数学思维方法,提高数学素养。案例五年级下册第六单元第8课时圆的
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