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刊名: 教育研究
       Educational Research
主办:  中国教育科学研究院
周期:  月刊
出版地:北京市
语种:  中文;
开本:  16开
ISSN: 1002-5731
CN:   11-1281/G4
邮发代号: 2-277
投稿邮箱:jyyj79@126.com

历史沿革:
现用刊名:教育研究
创刊时间:1979

该刊被以下数据库收录:
中国人文社会科学引文数据库(CHSSCD—2004)
核心期刊:
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中文核心期刊(1992)


浅谈初中数学教学与数学史的有效融合

【作者】 简妙宽

【机构】 广东省广州市番禺区大龙中学

【摘要】
【关键词】
【正文】  【摘 要】 数学史在初中教学中日益重要,在不影响教学的基础上学习数学史,最好的方式是根据教材内容将数学史融合到学案中,把学案和课堂变得多元有趣,相得益彰,本文就实践中融合的意义与方式及对教师的要求做出了阐述。
  【关键词】 数学史;融合;数学教学

  数学是人类文化的重要部分,数学文化修养是公民所具备的基本素质。数学教学中重视数学史成为国际数学界的普遍现象,我国的数学教学也随着时代的发展不断改变,很多数学课堂都增加了数学历史、应用和发展趋势的内容,让课堂变得多元、有趣。初中数学教学与数学史的有效融合成为一线教师研究的课题,本文就这个问题发表自己的见解。
  一、初中数学教学与数学史融合的背景
  在(2011年版)《义务教育数学课程标准》的第四部分——课程资源开发与利用建议,有两处提到与数学史相关的内容,2022年重新修订课标标准(2022年版),仍然保留了这块内容,并且阐述得更明了,所以说初中数学教学与数学史融合是课程标准的要求。统计了人教版(2013稿)七~九年级数学教材,6册中超过50处渗透了数学史料,分别出现在章节引言、正文、例题、章节的练习题、阅读与思考等模块,把《九章算术》、《孙子算经》、《几何原本》等古籍资料及外国的一些数学史料呈现出来。
  可见,课程标准和教材均为初中数学教学与数学史融合做出指引,并提供了依据和素材。
  二、初中数学教学与数学史融合的意义
  1.激发学生学习数学的兴趣
  人们传统观念里,过于强调数学是一门抽象、严谨、逻辑性强的学科,忽视了数学的魅力和活力,使得数学学习变得古板枯燥,缺乏趣味性,影响了学生学习数学的积极性和动力。初中数学教学与数学史融合,则焕发出数学原有的数学韵味,让数学学习变得有趣。比如在七年级上册讲授负数,学生通过阅读《数的发展史》,可以了解负数的产生与发展离不开生活和生产的需要,减轻了学生的困惑:为什么要有负数。数学史中与圆有关的材料很多,古代人最早看到圆的形状是太阳,从阴历十五的月亮得到圆的概念,大约在6000年前,美索不达米亚人做出了世界上第一个圆状的物体,约4000年前,人们将几个圆的物体固定在木架上,车的雏形就形成了……,所以在九年级上册讲授圆时,则可以穿插其中。这样的讲解把抽象变具体,把死板变生动,从而吸引了学生的注意力,调动起学生学习积极性,活跃气氛,增加趣味性,提高教学效果。
  2.拓宽学生视野和能力
  初中数学教学与数学史的融合,能扩宽学生的数学视野,提升学生对数学美的认识,帮助学生克服对数学发展中认识的断层,整体地认识数学。在学习人教版《八年级数学》下册第16章《二次根式》时,有学生认真阅读了P16海伦—秦九韶公式的阅读材料,觉得利用“海伦—秦九韶公式”求三角形的面积非常方便,只需要三角形三条边即可,事实上三边长度在问题中比较容易得出,就算没有给出,也可以用两点距离公式推出,唯一的不足就是运算量较大,所以这个学生基本上都使用这个方法求面积,我曾经问过他,他的回答是用这样方法思路既清晰,又训练了运算能力。在学习人教版《八年级数学》上册第8章《二元一次方程组》时,有学生认真阅读了P107一次方程组的古今表示及解法的阅读材料后,认为用矩阵的方法解方程组更好,矩阵是由我们祖先算筹图演变而来,比外国早了一千多年,我们炎黄子孙的骄傲!数学史知识拓宽了学生的视野和能力,增强了他们的民族自豪感,不仅感受到数学的深度,还有宽度。
  3.体验数学的实际作用
  教书生涯中,学生问得最多的问题是学习数学有什么用?世界构建和社会发展,无处不体现数学。我们生活的世界里随处可见各种各样的图形,它们装点着我们的生活;时间的推移、人口的增长,水位的升降……它们刻画着我们变化的世界。它们是什么?就是数学。我们熟知的古希腊数学家、天文学家泰勒斯,曾利用相似三角形的原理,在金字塔顶部立一根木杆,借助太阳光线构成两个相似三角形,来计算金字塔的高度。风霏千年、故事凄美的“胡不归”问题——没有用数学去考虑最短路径,令小伙子无法看父亲最后一眼,父子两人均留下无法弥补的遗憾。有一句名言:给我一个支点,我可以撬动地球。说得是公元前3世纪,古希腊科学家阿基米德发现的杠杆原理:若杠杆上两物体与支点的距离与其重量成反比,则杠杆平衡。例子数不胜举,所有的一切一切都是数学在运作,但数学已经渗透到我们的骨子里,对于它们的存在习以为常,没有发现则认为数学没用。
  初中数学教学与数学史融合让学生发现从人类祖先用打结计数开始到如今各高端技术都在应用数学。
  三、初中数学教学与数学史融合对老师的要求
  与数学史融合的学案,数学史以一种联系纽带的形式存在于学案中,与其它内容环节融为一体,对整个教学过程的连贯进行具有重要的作用,因此对教师有很高的要求。首先,教师必须学习数学史,对其有研究。初中三年29章书,皆为基础,牵涉到代数、几何、函数、统计四大部分内容,课本上的数学史料固然可以采用,除此外,还根据教材内容适当合理地融合其它史料。比如在教授平面直角坐标系时,书本上已有笛卡尔是最早引入坐标系,用代数方法研究几何图形的资料,可以增加这样的内容:科学家都有善于发现问题的能力,据说法国数学家笛卡尔反复思考一个问题:几何图形是直观的,而代数方程是比较抽象的,能不能把几何图形和代数方程结合起来,也就是说能不能用几何图形来表示方程呢?他看见屋顶角上一只蜘蛛在结网,它的爬行过程使笛卡尔思路豁然开朗,用一组数(X,Y)可以表示平面上的一个点,平面上的一个点也可以用一组两个有顺序的数来表示,便有了直角坐标系,之后便创立了解析几何,当然不要忘记提一下关于笛卡尔不得不说的爱妻故事的八卦传说。其次,教师具备加工数学史的能力。原始的数学史料不能直接融入到学案,必须经过加工处理,控制容量、程度、方式等因素,杜绝生搬硬套。比如在讲平面直角坐标系时,就可以用上刚才的例子。史料引入:给出一只蜘蛛在蜘蛛网上爬行的背景。提出问题:如何表示它从一个位置到另一个位置及变化。猜想探究:学生分享表达想法,互相比较。
  归纳总结:内圈的位置、顺时针多少度的方向、地理的方位表示等。教师引出笛卡尔的直角坐标系表示方法以及点的表示,得出蜘蛛的爬行位置变化。知识运用:给出赋予背景的问题,如雷达等。这样设计展示了直角坐标系的来源背景和数学本质。
  四、结束语
  数学史是数学文化的重要载体,数学史展现了数学整个产生和发展的过程,是劳动人民勤劳智慧的结晶,是数学思想、数学知识和数学方法的宝库,数学史的注入使得数学有了生命,把数学从静态转向动态,使学生的学习有了生长点和延伸点。无论从学生的短期发展还是长期发展来看,都起着重要的作用。
  参考文献:
  [1]钱克仁,钱永红.中国古代数学史研究——数学史选讲.哈尔滨工业大学出版社.2021.03.01 ISBN.9787560390079
  [2]冯绪宁,袁向东.中国近代数学史简编.山东教育出版社.2006.03.01 ISBN.9787532853946
  [3](2011年版)义务教育数学课程标准.北京师范大学出版社
  [4](2022年版)义务教育数学课程标准.北京师范大学出版社
  [5]刘超.新课程理念下数学史教育价值的实践.教学与管理.2011.3.1