数学文化在小学数学教学中的渗透策略

2023-09-24 00:33:00 来源 : haohaofanwen.com 投稿人 : admin

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小学苏教版数学论文

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

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,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<2011年版>》教材编写建议中明确指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。

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文献,总结研究现状,为本研究提供理论支持。

2.文本分析法

二、基本概念的界定

1.数学文化

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、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

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: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

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

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

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,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:

步骤一:假设全是兔子:35✖4=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。46➗2=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

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

P92统计表格

三上

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1

P96圆的面积

P106解决问题的策略(图形割补)

六上 P17容积公式v=abh

P54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《圆的面积》

教学重难点:学生掌握圆的面积推导方法和圆的面积公式。

教学目标:⑴学生掌握圆的面积公式⑵学生经历圆的面积公式的推导体会转换思想的魅力⑶培养学生运用转换思想思考问题。

教师行为:⑴导入环节:同学们,我们现在开始上课。在开始新内容之前,我们来一起复习一下。

⑵新授环节:之前我们在探究图形的面积时发现:沿着平行四边形的高切割成两部分,可以拼成一个长方形.两个完全一样的三角形可以拼成一个平行四边形。两个完全一样的梯形也可以拼成一个平行四边形。那么当我们要求圆的面积时,我们能不能采用同样的方法呢?圆可以转化成我们熟悉的什么图形呢?(引导学生使用转化思想求圆的面积)

揭示疑惑(边说明边演示):老师这里有一个圆形的纸板,如果我们把它分成平均的8份,它可以拼成什么图形呢?(教师动手实践操作模具)如果老师把这个圆切割成16份、32份、64份…那又会拼成什么图形呢?

规律:1.分的份数越多,每一份就会越小,拼成的图形就会越接近长方形2.长方形的长=圆周长的一半=πr长方形的宽=圆的半径=r3.圆的面积=πr²(将圆的面积转化为学习过的长方形的面积)

4.数学精神在教材中的渗透

数学精神 渗透形式

创新精神 动手做

探索精神 实验、上网查资料

合作精神 小组合作

爱国精神 应用题

数学精神这一数学文化在小学苏教版数学教材中比较集中,题型相对固定。培养学生的创新精神和合作意识,可以帮助学生提高学习兴趣,帮助教师找到课堂的切入点。数学精神中最为丰富的便是数学的理性精神,体现着数学的严谨的思维,培养师生严谨的思维方式和价值态度。

5.数学的应用在教材中的渗透

册数 数学的应用

一上 P16冠军、亚军、季军

一下 P12买卖问题

P17生活中的三角形、正方形、长方形、圆(如禁止吸烟的标志牌)

P66元、角、分

二上 P90观察物体

二下 P8时、分、秒

P22指南针的应用

三上 P30生活中常见的秤

P33小学生的每天营养搭配

P71解决问题的策略(从条件开始)

三下 P28解决问题额策略(从问题想起)

P50四季划分的标准

四上 P53打分的标准

P54放风筝与角度的关系

四下 P16二进制与条形码

P41计算器的使用

P79三角形稳定性的应用

P88生活中的平行四边形

P103计算机用数对制作表格

五上 P1负数与气温

P24亩/公顷/平方米的单位转换

P93用计算机绘制统计图

五下 P13用方程解决实际问题

P27上海与悉尼气温变化趋势

六上 P69解决问题的策略(假设条件)

P88写数:百分数表示土地面积

P98计算利息

六下 P43比例尺

P50用方位词指路

P66用影子测量大树的高度

我们可以发现,数学的应用在小学苏教版数学教材中有大面积的介绍,数学来源于生活,应用于生活。数学为我们的生活提供了便利。应用数学可以使得计算机更好的为我们服务,例如,现在流行的支付宝,微信支付的广泛使用。应用数学可以使我们的表达更加简洁,例如,在表达路线时,我们不会去使用先向左走再向南走这么复杂的表达,而是直接说西南方向。数学的应用这一数学文化极大的丰富了学生的生活,加强了数学与生活的联系。

案例四年级下册第七单元第一课时《认识三角形》

教学重难点:学生掌握三角形的概念,性质。

教学目标:⑴学生掌握三角形的相关概念,性质。⑵体会三角形的稳定性在生活中的应用。

教师行为:⑴导入环节:同学们,我们生活中处处可见三角形大家能举出相关的例子吗?

⑵新授环节:请同学们思考三角形为什么会在生活中广泛应用?(引出三角形的稳定性的原因:三角形三边长度确定后,这个三角形的形状和大小就不会改变)

请同学们画一个三角形,并说说三角形的特点。(三个顶点、三个角、三条边)引出三角形的概念。(三条线段首尾相接围成的图形叫做三角形)。

(二)对小学苏教版数学教材中数学文化的分析

数学文化蕴含着丰富的内涵,在基础教育阶段起着至关重要的作用。小学数学教材是师生进行学习的工具,对于数学文化的渗透起着决定性的作用。

五、教学中数学文化渗透的建议

(一)教师在导入环节中加入数学文化的相关元素

教学阶段分为导入,新授,复习,练习,小结,布置作业的环节。教师在导入的环节时可引用数学文化例如六年级下册第二单元圆柱与圆锥的第四课时《圆柱与圆锥的体积》计算公式时,教师可用我国数学古籍《九章算术》中的记载的圆柱圆锥体积的计算方法作为导入,学生在学习知识的同时可以领略我国数学文明的源远流长,激发学生学习的主动性。例如四年级下册第八单元确定位置第一课时的导入中可以利用我们熟知的计算机制作表格这一方式来给学生讲解数对这一概念。学生通过接触生活中的事物体会到数学的广泛应用,数学从在学生的脑海中是一个个刻板的公式,算术到生活中看得见摸得着用得上的转变,是义务教育阶段对于培养高素质人才的要求。

(二)教师在布置作业环节可加入数学文化的相关元素

随着我国中小学减负政策的颁布和对于素质教育的追求。学生不再是书本和作业的奴隶,更加注重的是学生能力的提升。作为二十一世纪的数学老师,首当其冲的是培养学生的数学精神。教师可以每周空出一天的时间让我学生自主学习每一单元的数学活动。例如在一年级上册第一单元中有趣的拼搭这个探究栏目,学生五人一组去完成活动,既培养了学生的学习兴趣,又能培养学生的合作能力、动手能力。在苏教版小学数学教材中还有很多类似的活动,教师应根据时间适当安排学生参与这些数学活动。此外,教师应当鼓励学生积极搜集数学文化的相关资料,以主题讨论的形式开展,激发学生学习数学的兴趣,培养学生积极的治学态度。

(三)教师用专题的形式展开数学文化的教学

(四)教科书中可以编入数学文化的相关链接

随着信息技术的发展,多数学校的教室里面已经安装了多媒体,使用多媒体使得教学形式丰富化,脱离了原先老师讲授,黑板板书的旧式课堂,变成了生动有趣,现代化的课堂。例如,教师之前在讲授圆的面积的过程中,只是让学生自己去想象分成四等份,八等份,十六等份,然后再拼一拼得到平行四边形,近似等于长方形,而有了多媒体,教师可以利用课件去展示这一过程,形象地展现出是怎样近似相等的。相关链接是进入视频的网站,短小精悍,易于将其附录在教科书的章节中。教师和家长都可以让学生在课外课上学到教科书上的数学文化,这样看来,数学文化渗透的范围广,深入讲解数学文化。这样去做的优势在于了解数学文化从古到今的一些成果,因为笔者在苏教版小学数学教科书当中看到的练习题年代举例比较久远,所以,笔者认为应该为学生提供最新的数学资讯,而相关链接可以弥补这一缺点。这一方法也为学生自学提供了很好的平台,学生的学习能力得到提升。

(五)国家,政府,学校的大力推广数学文化

结论

数学文化因为其独特的特质使得从古到今经久不衰。笔者作为一名小学教育数学方向的本科生,结合在榆次的见习,太原的实习经验,笔者认为,在数学的学习过程中,学生不是解题的机器,老师不是讲题的工具。教师要做的是要给学生心中种下要成为数学家的种子,正确引导学生对待数学的态度。数学文化应以各种形式陪伴在学生的数学学习生活中,从课堂到课外,从书本到多媒体的辅助教学,从学生、教师到政府、国家,逐步渗透数学文化使得学生成为对数学怀有憧憬,有想象的人。

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