在教學中融入數(shù)學文化的實踐研究

徐瑾

數(shù)學文化是指數(shù)學的思想、方法、觀點和精神，以及數(shù)學發(fā)展中的人文內(nèi)涵、數(shù)學與社會的關系、數(shù)學與各種文化的聯(lián)系，也包含數(shù)學史、數(shù)學家、數(shù)學美、數(shù)學教育，等等。筆者以“計數(shù)原理”的教學設計為例，探討如何在數(shù)學教學中深入挖掘文化元素，從具體的數(shù)學概念、數(shù)學方法、數(shù)學思想中揭示數(shù)學的文化底蘊，多側(cè)面地展現(xiàn)數(shù)學文化的價值，拓寬數(shù)學教學的視野，關注數(shù)學的育人功能，讓學生在數(shù)學學習過程中，受到數(shù)學文化的感染，產(chǎn)生文化共鳴，從文化層面理解數(shù)學、愛上數(shù)學。

一、引用數(shù)學史實，展示知識背景

在數(shù)學產(chǎn)生和發(fā)展的背景中蘊含著豐富的數(shù)學文化元素。數(shù)學概念的緣起、形成和不斷進化的歷史，命題的猜想、發(fā)現(xiàn)、驗證和應用的發(fā)展歷程，數(shù)學問題的提出、解決并在數(shù)學發(fā)展中再次形成新問題的過程，構成了豐富的數(shù)學文化資源。在數(shù)學教學中，引用數(shù)學史實，展示知識發(fā)展的過程，挖掘其背后的數(shù)學思想方法、價值觀念的發(fā)展變化和數(shù)學精神，不但可以提高學生的學習興趣，幫助學生理解數(shù)學概念、定理和法則的來龍去脈，正確認識數(shù)學知識的本質(zhì)和特點，還可以讓學生體會知識發(fā)展的曲折歷程，學習數(shù)學家們求真求實、百折不撓的探索精神，從而使數(shù)學文化所承載的數(shù)學精神植根于學生內(nèi)心，使數(shù)學真正起到育人作用。

在“計數(shù)原理”的教學設計中，筆者通過播放計數(shù)發(fā)展故事的視頻來引入新課，使學生了解人類在探求計數(shù)方法的過程中走過了漫長的歷史。遠古的人類在生產(chǎn)、生活中采用累石計數(shù)、結繩計數(shù)、刻痕計數(shù)；春秋戰(zhàn)國時期出現(xiàn)了加法表、乘法表，人們開始倡導算而計之。計數(shù)方法隨著歷史的發(fā)展不斷改進，計數(shù)原理也被人們總結出來了。學生們看到這里，自然而然對計數(shù)原理的學習充滿了期待和興趣。

二、 回歸生活實際，創(chuàng)設問題情境

數(shù)學是研究現(xiàn)實生活中數(shù)量關系和空間形式的科學，與實際生活有著密不可分的關系，教師要善于從生活中捕捉數(shù)學現(xiàn)象，提煉數(shù)學問題，并融入數(shù)學教學中，引導學生用數(shù)學的眼光看世界、用數(shù)學的思維分析現(xiàn)實問題、用數(shù)學的語言表達觀點，讓學生在相應的問題情境中親身經(jīng)歷、體會數(shù)學知識的形成與應用過程，獲得解決問題的方法與經(jīng)驗。

筆者在“計數(shù)原理”的教學設計中，圍繞分類、分步計數(shù)原理，設計了許多與學生生活密切相關的問題，將問題情境創(chuàng)設貫穿于整個教學過程始終。

新課伊始，筆者提出，在日常生活中，到處都有計數(shù)問題，計數(shù)就在我們身邊：手機可以設置6位開機密碼，一共可以設置多少個密碼？QQ號碼已經(jīng)從最初的5位數(shù)上升到了現(xiàn)在的11位數(shù)，增加了多少用戶呢？身邊的計數(shù)問題牢牢地吸引了學生的注意力。

在鞏固練習階段，筆者圍繞本校舉辦的一場元旦文藝晚會，設計了闖關答題環(huán)節(jié)。

第一關：學校要舉辦一場元旦文藝晚會，現(xiàn)在要從報名的學生中選拔主持人，其中報名的男生15人，女生20人。

從報名的學生中選出一名主持人，共有多少種選法？從報名的學生中選出男女主持人各一名，共有多少種不同的選法？

第二關：文藝晚會在禮堂舉行，禮堂舞臺有3條通道，演員從一個通道上舞臺，從另一個通道下舞臺，共有多少種不同的走法？

第三關：晚會的壓軸節(jié)目由學校好聲音大獎獲得者某男生出演，演出服裝可在3件不同款式的襯衫和4條不同顏色的領帶中各選一種任意搭配，共有多少種不同的選法？

闖關題由易到難，再現(xiàn)了學生感興趣的活動場景，學生層層闖關，興趣盎然。讓數(shù)學回歸生活，讓學生在問題情境中完成知識構建，數(shù)學就會變得生機勃勃、富有活力，數(shù)學學習過程也充滿愉悅感。

三、 融入專業(yè)文化，體現(xiàn)文化聯(lián)系

五年制高職的數(shù)學教學，既要滿足未來公民的基本素質(zhì)要求，為學生終身學習提供必要的數(shù)學基礎，也要突出專業(yè)特點，融入專業(yè)文化。筆者在“計數(shù)原理”的教學設計中，聯(lián)系財經(jīng)類專業(yè)學生的專業(yè)文化背景提出探究問題，讓學生在學習過程中體驗數(shù)學在專業(yè)中的運用。

探究問題：某企業(yè)在進行短期投資時，經(jīng)專業(yè)評估可投資的項目有債券5種、基金4種，從中任意選擇一種進行投資，共有多少種不同的選法？如果可投資的項目再增加2種不同的股票，共有多少種不同的選擇？

債券、基金、股票投資都是財經(jīng)類專業(yè)學生熟悉的專業(yè)知識，以此為主題編制的數(shù)學探究問題，對學生有著較強的吸引力，讓學生從這些問題的探究中分析、歸納出分類計數(shù)原理，不但加深了對原理的理解，也讓學生體會到數(shù)學在專業(yè)中的應用，提高了學習數(shù)學知識的興趣。

四、培養(yǎng)學生理性思考，促進其思維發(fā)展

數(shù)學在數(shù)量和邏輯思維形式上的表現(xiàn)，決定其作為一種理性因素在人類活動中發(fā)揮重要作用。在數(shù)學學習過程中習得的批判精神、思維能力有助于學生養(yǎng)成細致觀察、縝密推理、善于分析判斷等良好思維習慣，這從本質(zhì)上體現(xiàn)了數(shù)學的文化價值。因此，重視思維方法的訓練和培養(yǎng)也是融入數(shù)學文化的重要方法。比如：在解決上述探究問題時，分別通過六個小問題組成問題鏈：

（一）完成一件什么事情？

（二）如何完成這件事情？

（三）完成這件事有幾類辦法？

（四）每類中分別有幾種不同的方法？

（五）完成這件事情總共有幾種方法？

（六）每一類辦法中的每一種方法，能否單獨完成這件事？

這六個問題層層遞進，引發(fā)學生深入思考。做一件事情分幾類辦法，每一類辦法中分別有幾種不同的方法，無論通過哪種方法，都可以獨立完成這件事。這個問題有2類辦法，第一類有5種方法，第二類有4種方法，結果是5+4種；那如果完成一件事有n類辦法呢？此時，分類計數(shù)原理就水到渠成、呼之欲出了。整個思維訓練過程如行云流水，從簡單到復雜，從直觀到抽象，從感性到理性，這樣的訓練不僅可以有效地培養(yǎng)學生良好的思維習慣，更使數(shù)學學習從數(shù)學經(jīng)驗走向數(shù)學審美。

五、開展主題閱讀，升華情感教育

從數(shù)學發(fā)展的歷史文化層面上，不同民族和地域在不同時期各有不同的發(fā)展。這種固有的與民族文化共興衰的數(shù)學傳統(tǒng)，深刻地折射出不同民族的精神追求、自然觀念和思維旨趣。數(shù)學教學中可以運用“民族數(shù)學”對學生進行文化熏陶，也可以升華學生的民族自豪感。筆者在“計數(shù)原理”的課后拓展中，組織學生開展主題閱讀，要求學生以“我國對計數(shù)發(fā)展的貢獻”為主題，開展課外閱讀，讓學生閱讀相關書籍或者上網(wǎng)搜索相關內(nèi)容，進行摘錄、交流，并將閱讀成果以主題小報或閱讀報告的形式展示出來，選出優(yōu)秀作品，裝訂成冊。有位學生的閱讀報告中介紹了中國古代十進位制的算籌記數(shù)法，并把它與世界其他古老民族的記數(shù)法，如，古羅馬的數(shù)字系統(tǒng)、古美洲瑪雅人20進位制和古巴比倫人60進位制等進行了比較，其優(yōu)越性顯而易見，是當時最有效的計算工具。兩千多年前我們的祖先就懂得了如此精妙的計算方法，大大地提升了學生的民族自豪感。融入了數(shù)學文化的主題閱讀不僅能夠汲取智慧、啟迪思考、塑造人格，還能有效地培養(yǎng)學生的文獻研究、信息收集與分析能力，培養(yǎng)學生的終身學習意識和學習能力。

數(shù)學文化的傳播和滲透，起到了“潤物細無聲”的效果，對學生的觀念、精神以及思維方式有著潛移默化的影響，真正使數(shù)學教學達到了育人的目的。這要求教師要注意提高自身的數(shù)學文化修養(yǎng)，熟悉數(shù)學史、數(shù)學哲學等方面的基本知識，多收集相關的數(shù)學史料、文化素材，這樣才能在教學中得心應手地展示數(shù)學及其文化的魅力，實現(xiàn)數(shù)學文化的自然融入。

（責編 周繼平）