特級(jí)教師華應(yīng)龍?jiān)f:“作為數(shù)學(xué)教師,你必須借助數(shù)學(xué)這個(gè)通道,引導(dǎo)學(xué)生去感悟世界的奧秘,而不是僅僅傳授數(shù)學(xué)知識(shí)本身。你是帶著你所了解的數(shù)學(xué)世界,而不只是一種數(shù)學(xué)教材走近學(xué)生的。只有這樣,你才會(huì)感受到數(shù)學(xué)教學(xué)的生動(dòng)與多樣,學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)、數(shù)學(xué)思考也才能豐富多樣?!彪S著課程改革的不斷深入,人們對(duì)數(shù)學(xué)教育的認(rèn)識(shí)正在由知識(shí)層面上升到精神層面,從片面關(guān)注知識(shí)的傳授轉(zhuǎn)變到同時(shí)關(guān)注人的精神品質(zhì)和未來發(fā)展。以人為本,是一切教育的出發(fā)點(diǎn)和歸宿,只有知識(shí)而缺乏文化浸潤的數(shù)學(xué)教育不僅是蒼白的,而且是膚淺的。中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化博大精深,在課堂上進(jìn)行文化的滲透,不僅可以豐富我們的課堂,而且還能讓學(xué)生的學(xué)習(xí)過程更加生動(dòng)有趣。

“雞兔同籠”是一個(gè)經(jīng)典的數(shù)學(xué)問題,也是我國古代的數(shù)學(xué)名題。大約1500年前,我國古代數(shù)學(xué)名著《孫子算經(jīng)》中就已經(jīng)記載“雞兔同籠”問題:“今有雉兔同籠,上有三十五頭,下有九十四足,問雉兔各幾何?”在我國現(xiàn)行不同版本的教材中,也都安排了“雞兔同籠”問題。北師大版教材被安排在五年級(jí)上冊“嘗試與猜測”,人教版教材安排在四年級(jí)下冊“數(shù)學(xué)廣角”等。從教材編排和年級(jí)分布來看,涉及各個(gè)版本、各個(gè)年段。由此可見,“雞兔同籠”問題從古至今都有著重要的價(jià)值和獨(dú)特地位。

在教學(xué)實(shí)踐中我們可以發(fā)現(xiàn),學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí),他們的認(rèn)知起點(diǎn)是參差不齊的,有的已經(jīng)初步接觸過這個(gè)問題;有的可能已經(jīng)知道了解題方法;有的從家長那里已經(jīng)學(xué)會(huì)了解方程……可見,學(xué)生的認(rèn)知存在“夾生飯”現(xiàn)象。同時(shí),我們還發(fā)現(xiàn),多數(shù)教師在執(zhí)教“雞兔同籠”這節(jié)課時(shí),滿足于“列表法”“假設(shè)法”解題思路和結(jié)果的呈現(xiàn),往往忽略文化的滲透,忽略數(shù)學(xué)思想方法的價(jià)值,忽略數(shù)學(xué)知識(shí)在課堂中的地位和作用?!半u兔同籠”之所以成為世界名題,到底名在哪里?我想應(yīng)該是利用建模的思想解決同類型題目,最終形成解決生活中類似問題的方法。而滲透中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的、具有建模思想的數(shù)學(xué)課,我們該如何上呢?在研究了相關(guān)案例,結(jié)合自己的執(zhí)教實(shí)踐,我有以下幾點(diǎn)思考:

一、精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),以文化人

課堂是弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的主要陣地,在現(xiàn)行小學(xué)數(shù)學(xué)幾個(gè)不同版本的教材中,均通過增加數(shù)學(xué)史料,對(duì)數(shù)學(xué)家和數(shù)學(xué)發(fā)展歷史的考察,滲透數(shù)學(xué)知識(shí)。北師大版教材以“你知道嗎”為素材,向?qū)W生介紹數(shù)學(xué)發(fā)展中的趣聞軼事、輝煌成就、數(shù)學(xué)家傳記、數(shù)學(xué)概念產(chǎn)生的背景等,引導(dǎo)學(xué)生多維思考。作為教師,在研讀教材和進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中,既要關(guān)注顯性的數(shù)學(xué)知識(shí),又要透過數(shù)學(xué)知識(shí)的本身對(duì)教材進(jìn)行二度開發(fā),追尋隱藏在知識(shí)背后的數(shù)學(xué)文化,從數(shù)學(xué)文化的層面解讀教材,精心設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),以文化浸潤數(shù)學(xué)知識(shí),以文化浸潤課堂,然后通過文化滲透浸潤學(xué)生的生命。如陜西省優(yōu)秀教學(xué)能手童燕老師在執(zhí)教“雞兔同籠”這節(jié)課時(shí),導(dǎo)課環(huán)節(jié)是這樣設(shè)計(jì)的:

師:在我國博大精深、源遠(yuǎn)流長的歷史文化中,不僅有四大名著這樣的文學(xué)巨著,還誕生了《九章算術(shù)》《周髀算經(jīng)》和《孫子算經(jīng)》這些聞名中外的數(shù)學(xué)古籍,吸引著一代又一代的數(shù)學(xué)愛好者去探索和研究,尤其是《孫子算經(jīng)》,它就像一本特別有趣的故事書,里面收集了“雞兔同籠”的問題,同學(xué)們,你們想不想研究它呢?

出示《孫子算經(jīng)》中“雞兔同籠”問題,學(xué)生隨即讀題。

這樣的導(dǎo)課,很好地把握了傳遞中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的時(shí)機(jī),將優(yōu)秀傳統(tǒng)文化滲透于課堂,不僅培養(yǎng)了學(xué)生的愛國主義情感,而且激發(fā)了學(xué)生解決問題的濃厚興趣,讓問題的思考變得更加深入,學(xué)生探索數(shù)學(xué)知識(shí)的欲望也隨之增強(qiáng)。

二、適時(shí)融入數(shù)學(xué)史,體會(huì)數(shù)學(xué)思想方法

數(shù)學(xué)史是數(shù)學(xué)文化不可或缺的一部分。有學(xué)者曾說:“數(shù)學(xué)史走進(jìn)小學(xué)數(shù)學(xué)課堂是一種必然。數(shù)學(xué)史可以通過教師、學(xué)生、內(nèi)容給課堂注入教學(xué)的深刻和歷史的厚重。”《義務(wù)教育數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》(2011)版指出,教師可以適時(shí)介紹有關(guān)背景知識(shí),包括數(shù)學(xué)在自然與社會(huì)中的應(yīng)用以及數(shù)學(xué)發(fā)展史的有關(guān)材料,幫助學(xué)生了解數(shù)學(xué)在人類文明發(fā)展中的作用,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣,感受數(shù)學(xué)家治學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn),欣賞數(shù)學(xué)的優(yōu)美。作為教師要善于挖掘數(shù)學(xué)史中的思想方法和文化內(nèi)涵,并在課堂中予以滲透,使學(xué)生受到數(shù)學(xué)文化的熏陶,形成探索問題的思想方法,進(jìn)而提升數(shù)學(xué)文化素養(yǎng)。

在課堂上,根據(jù)教學(xué)內(nèi)容適時(shí)引入數(shù)學(xué)史,可以幫助學(xué)生加深對(duì)數(shù)學(xué)內(nèi)涵的理解?!半u兔同籠”問題這節(jié)課,我做了這樣的設(shè)計(jì):引導(dǎo)學(xué)生通過“列表法”和“假設(shè)法”進(jìn)行探究,在學(xué)生掌握了它們之間的聯(lián)系后設(shè)置懸念,問學(xué)生“這些是我們現(xiàn)在的解法,那古人是怎么解決這個(gè)問題的”,出示古人對(duì)“雞兔同籠”問題的妙解,即腳數(shù)÷2-頭數(shù)=兔數(shù),頭數(shù)-兔數(shù)=雞數(shù),這種解法也叫“抬足法”。接著,讓學(xué)生驗(yàn)證古人的解法到底對(duì)不對(duì)?通過辨析,學(xué)生在回顧歷史中,感受著古人的智慧。最后,介紹美國數(shù)學(xué)家波利亞用“金雞獨(dú)立法”解釋古人解法的道理、張景中院士用“雞翅當(dāng)腿”等獨(dú)特視角,讓學(xué)生在文化的熏陶中耳濡目染,體驗(yàn)探索問題的思想方法,同時(shí)激發(fā)他們的民族自豪感,進(jìn)而形成健康向上的品格。

三、進(jìn)行拓展練習(xí),讓課堂彰顯魅力

“雞兔同籠”問題趣味十足,又極具思考價(jià)值,教師要引導(dǎo)學(xué)生從“雞兔”等事物出發(fā),提煉簡單的數(shù)學(xué)模型,再將模型演繹到生活現(xiàn)象和問題情境中。在拓展環(huán)節(jié),我進(jìn)行了這樣的設(shè)計(jì):

師:“雞兔同籠”問題到底有什么魅力?

師:不僅我們中國人研究“雞兔同籠”問題,日本人也在研究這個(gè)問題,在日本他們稱其為“龜鶴同游”。

教師出示PPT:“龜鶴同游”——數(shù)頭40,數(shù)腳112,龜鶴各有多少只?

師:“龜鶴同游”和“雞兔同籠”有關(guān)系嗎?

生:是一樣的意思,龜相當(dāng)于兔,都是四只腳,鶴相當(dāng)于雞,都是兩只腳。

師:看來“雞兔同籠”不一定是雞和兔,也可以換成龜和鶴,還能換成什么?

生:也可以換成“鴨兔同籠”。

生:還可以是“鵝兔同籠”“鵝羊同籠”。

師:那能不能換成狗和兔呢?

……

繼而,引導(dǎo)學(xué)生在辨析中明確“雞兔同籠”問題不一定指雞和兔,而是指這一類問題。這個(gè)環(huán)節(jié)引入到日本“龜鶴同游”問題,不同文化的碰撞,更是彰顯了“雞兔同籠”問題的獨(dú)特魅力。此時(shí),教師出示練習(xí):儲(chǔ)蓄罐里有2分硬幣和5分硬幣共8枚,一共是3角4分,每種硬幣各幾枚?這種拓展練習(xí)方式對(duì)學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)有很大的幫助。

四、構(gòu)建數(shù)學(xué)模型,讓課堂更有厚度

從特殊到一般,對(duì)問題不斷進(jìn)行抽象和概括,是數(shù)學(xué)家看問題的基本方法。通過解決“雞兔同籠”問題,概括出解決特殊問題的一般方法,這正是我國古代數(shù)學(xué)最顯著的特色——算法化思想。算法化思想對(duì)小學(xué)生來說,更容易接受。在學(xué)生做完變式訓(xùn)練后,教師再次進(jìn)行追問。

師:現(xiàn)實(shí)生活中,有沒有雞兔關(guān)在一個(gè)籠子里?

生:沒有。

師:那從古至今,這個(gè)問題一直在研究,為什么?我們來討論一下“雞兔同籠”問題,到底有什么獨(dú)特的魅力?

生:“雞兔同籠”代表了一類數(shù)學(xué)問題。

生:這類問題都有兩個(gè)未知量。

生:它們都用了“假設(shè)法”。

在此基礎(chǔ)上,引導(dǎo)學(xué)生討論“假設(shè)法”好在哪里?學(xué)生可能會(huì)說,“假設(shè)法”讓問題變得簡單了;“假設(shè)法”將兩個(gè)未知量轉(zhuǎn)化成一個(gè)未知量等。在教師的不斷追問、適時(shí)點(diǎn)撥下,學(xué)生在潛移默化中已經(jīng)跳出了“雞兔同籠”的那只“籠子”,超越了具體的解題方法,找到了解決這類問題的方法與策略。當(dāng)學(xué)生真正理解了“雞兔同籠”問題的獨(dú)特魅力——它代表的是一類數(shù)學(xué)問題,是一個(gè)模型,雖然問題的情境在變,但數(shù)量之間的關(guān)系是不變的。

張奠宙教授說過:“讓我們把數(shù)學(xué)也文而化之,使之進(jìn)入人們的內(nèi)心世界。讓孩子們喜歡數(shù)學(xué)、親近數(shù)學(xué)、欣賞數(shù)學(xué)。”有位教授也曾指出,“數(shù)學(xué)、教育、文化”是數(shù)學(xué)教育的三根支柱。是的,只強(qiáng)調(diào)文化,而忽視數(shù)學(xué)的學(xué)科知識(shí),是行不通,也是走不遠(yuǎn)的。只有數(shù)學(xué)知識(shí),而缺乏文化的數(shù)學(xué)教育是蒼白的,只有將“數(shù)學(xué)、教育、文化”三者融合起來,才是完整的數(shù)學(xué)。在我們的數(shù)學(xué)教材中蘊(yùn)含著豐富的中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化,需要我們深入去挖掘和提煉,通過文化的熏陶讓學(xué)生進(jìn)一步理解數(shù)學(xué)的內(nèi)涵。當(dāng)文化真正滲入教材,進(jìn)入課堂,融入教學(xué)時(shí),學(xué)生的探究過程將會(huì)從簡單走向豐滿,數(shù)學(xué)課堂也會(huì)因文化而厚重,因文化的滲透而彰顯獨(dú)特魅力!

作者單位 西安市未央?yún)^(qū)阿房路三校

責(zé)任編輯:張 言