数学文化融入初中数学教学的实践与思考

数学文化融入初中数学教学的实践与思考
摘 要数学文化起源于人类文明,数学文化是数学教学的根基。结合数学教材内容和编排,从数学第一课、章节开篇或结尾、单个知识点三个方面融入数学文化,为学生准确理解数学本质、提升数学素养、增强学习兴趣等方面发挥重要作用。
关键词 数学文化;融入;初中数学教学
平凡的感动初中阶段学生的认知能力不断提高,对数学知识、思想方法的理解能力更强,在此学段对学生进行数学文化方面内容的介绍和拓展有利于开阔视野,增强数学学习兴趣,加深对当前数学学习相关内容的理解。基于这些方面的考虑,笔者结合沪科版初中数学教材的编排特点,开展了数学文化和教材内容的融合研究。
1 将数学文化融入章节的开篇或结尾
电影植物学家的女儿每章的开篇内容是本章内容或本知识体系的统领;每章内容学习完,笔者会对整章内容总结,此处就可以对相关内容加以拓展延伸。比如:教材中的平面几何内容学习完,我们可以对欧几里得本人和他的著作《几何原本》加以介绍。
教学素材2  《几何原本》目录和内容介绍
第一卷:几何基础
重点内容有三角形全等的条件(全等三角形判定定理),三角形边和角的大小关系,平行线理论,三角形和多角形等积(面积相等)的条件,第一卷最后两个命题是毕达哥拉斯定理(又称毕氏定理)的正逆定理;
第二卷:几何与代数
讲如何把三角形变成等积的正方形;其中12、13命题相当于余弦定理。
第三卷:圆与角
本卷阐述圆,弦,切线,割线,圆心角,圆周角的一些定理。
第四卷:圆与正多边形
讨论圆内接四边形和外切多边形的尺规作图作法和性质。
第五卷:比例
讨论比例理论,多数是继承自欧多克斯的比例理论,被认为是“最重要的数学杰作之一”。
第六卷:相似
讲相似多边形理论,并以此阐述了比例的性质。
第七、八、第九、第十卷:初等几何数论
讲述算术的理。第十卷是篇幅最大的一卷,主要讨论无理量(与给定的量不可通约的量),其中第一命题是极限思想的雏形。
第十一卷:立体几何
第十二卷:立体的测量
第十三卷:建正多面体
2 将数学文化融入单个知识点的教学
课堂教学过程中,一个新的知识点通常是通过问题情境来导入新课学习的,这样做也是为了体现数学与生活的联系,将数学与学生的已有数学经验联系起来便于学习理解,同时为了增强学习兴趣。但有的问题情境是为了情境而设置情境的,与知识点的联系比较牵强。如果能从历史的角度,追根溯源到相关内容的历史故事和依据,会效果更好。比如:初中阶段里有理数乘法当中的符号法则“负负得正”,它的由来就有很多故事和历史背景;负号的提出和被认可也经历了几个世纪的争论;“尺规作图”中的“三大难题”,它的提出到最后的解决也经历了漫长的过程。
教学素材3  关于“负负得正”的由来
关于“负数和负负得正”的争论
负数最早出现在中国,《九章算术》方程章给出正负数加减运算法则——“正负术”;乘法法则直到13世纪末才由数学家朱世杰给出,在《算学启蒙》(1299)中,朱世杰提出:“明乘除法,同名相乘得正,异名相乘得负。”
公元3世纪数学家丢番图在其《算术》中称方程4x+20=4是没有意义的。
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公元7世纪,印度数学家婆罗摩笈多已有明确的正负数概念和四则运算法则:“正负相乘得负,两负相乘得正,两正数相乘得正。”
condesi在欧洲,意大利数学家斐波那契在《计算之书》(1202)中用过“负负得正”,在《花朵》(1225)中称:方程x+36=33无解,除非第一个人x欠债3个钱币。数学家帕西沃里在《算术、几何、比例和比例性概论》(1494)中提出“负负得正”。
前列腺癌家庭防治手册奥地利―德国代数学家鲁道夫(1499-1545)使用过正负号;德国数学家斯蒂菲尔(1487-1567)在《整数算术》中称从零中减去一个大于0得到的数“小于一无所有”,是“荒谬的数”。意大利数学家卡丹在其《大术》中承认方程的负根,他把整数称作“真数”,负数称作“假数”,意大利数学家邦贝利、荷兰数学家吉拉尔承认负数,但在当时并未被普遍接受。
法国数学家韦达和帕斯卡都不接受负数;最早全面解释和系统使用负数的是笛卡儿。
17世界英国数学家约翰·沃利斯在他的《无穷算术》中论述并未理解负数的概念,直到18、19世纪还有一些西方数学家不理解“小于一无所有”的数,并认为“负负得正”是荒谬的,如:英国律师、数学家马赛雷,数学家佛伦德。
3总结与反思
数学活动有两项基本工作——证明与计算,前者是由于接受了公理化(演绎化)数学文化传统,后者是由于接受了机械化(算法化)数学文化传统。在世界数学文化传统中,以欧几里得《几何原本》为代表的希腊数学,无疑是西方演绎数学传统的基础,而以《九章算术》为代表的中国数学无疑是东方算法化数学传统的基础,它们相互辉映,共同促进了世界数学文化的发展。
参考文献:
[1]莫里斯·克莱因.古今数学思想(第一册).张里京,等,译.上海:上海科学技术出版社,2002,7.
横断面[2]张奠宙.数学文化[R].宁波:2007教育部数学教育高级研修班报告,2007.

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