在趣味活动中探寻数学之美

作者: 刘超

【摘要】数学学科蕴含着丰富的美学元素。数学之美是数学内在魅力与外在形式的统一。小学数学教学强调知识与技能的传授和学习能力、审美能力、思维能力的培养。教师在小学数学教学的过程中设计趣味活动引导学生发现和欣赏数学之美,可以有效增强学生的学习动力,提高数学教学的效率。文章旨在深入探讨通过趣味活动帮助学生探寻数学之美的重要意义及实施策略。

【关键词】小学数学;趣味活动;数学之美

在新课程改革的背景下,小学数学教学不再局限于传统的知识传授与机械练习,而是更加强调学生的主体性、情感体验和综合能力。数学之美作为连接抽象数学知识与生动美学元素的桥梁,能为学生提供全新的角度去学习数学知识、感受数学魅力,从而帮助学生克服在数学学习过程中产生的枯燥感和畏惧感,增强学生学习的兴趣和主动性。因此,在小学数学教学的过程中,教师应充分发掘教材中的美学资源,通过巧妙设计趣味活动,引导学生发现和欣赏数学之美。

一、在趣味活动中探寻数学之美的重要意义

(一)增强学习兴趣

开展趣味活动可以打破数学与现实生活之间的界限,让学生在轻松愉悦的氛围中自然而然地接触数学。数学之美能够激发学生对数学的好奇心和探索欲,使整个数学学习过程变得更加生动有趣。在趣味活动中探寻数学之美,可以有效激发学生的学习兴趣,让学生快乐地学习数学、爱上数学。

(二)培养审美能力

数学是一门蕴含美学魅力的学科。在小学数学各单元的内容中,无不隐藏着数学独特的美感。在趣味活动中探寻数学之美,不仅能让学生深入理解数学的原理与本质、体验数学的韵律与平衡,还能帮助学生提高审美能力。

(三)促进思维发展

在一系列富有挑战性的趣味活动中,学生需要运用逻辑思维进行推理分析、运用创新思维寻找独特解法、运用批判思维验证前提假设。这样,学生的思维能力在不知不觉中能得到全面提升,为未来的学习和生活奠定坚实的基础。

二、在趣味活动中探寻数学之美的实施策略

(一)于数字游戏中窥见简洁之美

数学的魅力在于其简洁之美。精简而严谨的数学语言,将各种错综复杂的生活现象、深奥难懂的哲学原理,压缩成一个个简单的符号或模型,而组成这些符号和模型的是数学最简洁、最基础、最本质的元素—数字[1]。为了帮助学生更为直观地感受数学的简洁之美,教师可以设计一系列生动有趣的数字游戏,让学生在玩乐中享受数学之美。

以苏教版数学一年级下册“100以内的加法和减法(一)”的教学为例。为了帮助学生在掌握这一单元知识的过程中感受数学的简洁之美,教师可以设计“传统与现代数学计数方法的隔空对话”游戏。教师在课前需要准备小黑板和粉笔,提前设计好10以内、20以内直至100以内的整数加减法题目,并将这些题目抄写在任务卡片上。在课堂开始后,教师需要给学生详细讲解100以内整数加减的基本步骤和方法,如进位、错位等,在保证学生初步掌握的基础上,将学生分为若干组,每组学生的数量均为偶数,并在每组内将学生分为“现代人”和“原始人”两个阵营。游戏共分两轮,每位学生需要在每轮中加入不同的阵营。教师可以一个有趣的故事作为游戏的导入:“早期,我们的祖先还没有发明出系统的文字和数学符号,他们通过画横线这样一种直观且易于理解的方式统计狩猎所获的猎物数量。在每个午后,部落的智者都会拿起一块锋利的石头,在石壁上统计猎物数量,每当有部落成员带回来一只猎物,墙上就会多一道横线。这些简单的线条不但记录着部落的生存情况,而且见证了人类智慧的萌芽。让我们跨越时空,开展一场传统与现代计数方式的隔空对话。现在,每组的‘现代人’只能使用本节课学习的加减法知识进行计数,‘原始人’只能使用小黑板和粉笔画横线进行计数。让我们看看哪种方法比较好。”在教师的引导下,学生能迅速将自己代入角色,开始利用各自的方法解答任务卡片上的计数问题。学生在游戏中会发现,计算简单的10以内加减法,两个阵营的速度都差不多,但是随着难度的增加,用横线法计数的阵营逐渐落后于用数字计数法的阵营。有的“原始人”抱怨道:“数字大了以后,要在黑板上画太多的横线,不管是画线还是数线,都要花费很长的时间。”还有的“原始人”说:“数字大了以后,我用横线代替‘1’,用圆圈代替‘10’,这样算得比较快,但还是比较麻烦。”学生在扮演“原始人”和“现代人”开展计数游戏的过程中,不但能熟练掌握100以内整数加减法的运算,还能深刻感受到数学的计数之便、简洁之美。

数学的简洁之美不仅在于数字背后蕴含的规则和逻辑,还在于其能通过简洁的语言和符号准确表达复杂的现象。学生感受数学的简洁之美,有利于更加深刻地认识数学的本质。

(二)于诗词鉴赏中感悟人文之美

数学学科不仅蕴含古人的智慧,还是古人丰富情感的有效载体。教师将诗词融入数学课堂,能够让学生在接受数学知识的同时,感受其中蕴含的人文之美[2]。

以苏教版数学二年级上册“厘米和米”的教学为例。教师可以设计“厘米与米的诗意邂逅”诗词鉴赏大会,带领学生穿梭于数学与文学之间,让学生在领略人文之美的同时,更加深刻地理解厘米与米的概念及其在日常生活中的应用。在课堂开始前,教师需要提前搜集一些含有厘米与米这两个数学元素的古诗词,并将这些古诗词整理到精美的小卡片上。教师可以优美的诗词作为课堂导语:“‘飞流直下三千尺,疑是银河落九天’,大诗人李白用‘三千尺’描述庐山瀑布的壮观。同学们看,PPT上展示的是庐山瀑布的壮观场景。古代的长度单位与现在的不一样,3尺约等于1米,也就是说,3千尺约等于1千米。现实中的庐山瀑布只有150米左右,大家可以想象一下1千米得多么高呀!”接着,教师可以向学生分发提前准备的古诗词卡片,鼓励学生观察和发现古诗词中蕴含的长度单位,并尝试进行解读。比如,有的学生拿到《游子吟》这首诗的卡片,但是他们不理解“寸”这个单位。此时,教师可以及时进行解答:“1寸约等于3厘米。”于是,有的学生说:“原来,厘米可以形容小草的高度,米可以形容瀑布的高度,这说明厘米是用来形容比较小的物体的,而米是用来形容比较大的物体的。”在这样的交流中,学生对厘米与米的定义和应用有了更加直观的理解。

于诗词鉴赏中感悟人文之美是一种富有创新性和突破性的教学尝试。教师在数学课堂上引入诗词鉴赏等文学活动,跟学生一起探寻蕴含数学元素的篇章,可以让学生在优美的文字与韵律中探寻数学规律、感悟人文之美,帮助学生在掌握数学知识的同时,增强文化自信和人文素养。

(三)于美术欣赏中寻觅对称之美

数学的对称之美体现在各类美术作品、美学建筑、自然景色等视觉艺术中。赏析这些艺术,不仅可以让抽象的数学概念变得直观可感,还可以感知数学与艺术的完美融合,激发学生对美的追求与对知识的渴望[3]。

以苏教版数学四年级下册“平移、旋转和轴对称”的教学为例。教师可以设计“万物中的轴对称”趣味艺术欣赏活动,帮助学生理解轴对称的表现、性质和应用。教师需要提前搜集各类自然或人文景物的高清图片,比如蝴蝶翅膀、雪花、彩虹、故宫、天坛、金字塔等,并将其制作成精美的PPT。教师可以一段融合各类对称元素的短视频作为开场,在迅速吸引学生注意力的同时,引入本节课的主题“轴对称的学习”。接着,教师可以向学生展示各类自然景物,并从对称的角度进行解读:“同学们,自然界中的万物都有独特的魅力。看屏幕上的这只蝴蝶,它两边的翅膀均分布着规律的花纹,像眼睛又像云朵;再看这张雪花的图片,晶莹剔透、棱角分明。这些令人赏心悦目的自然景物都有着一个共同的特点,那就是对称。那么什么是对称呢?简单来说,就是将物体沿着某一条线进行对折,左右两边可以完全重合。”教师还可以适时地带领学生回忆学过的三角形、正方形、长方形等图形,通过折纸、视频演示等方式,向学生展示这些图形的对称特征,并鼓励学生将这些图形进行变换和组合,制作出美丽的画作或模型。这样的艺术欣赏活动,可以帮助学生发现对称图形之间的内在联系,让学生进一步感受数学的奇妙。

教师综合利用多媒体、实物教具等手段,向学生展示美丽的自然或人文景物,让学生在欣赏美术元素的同时,探寻其中蕴含的数学对称之美。这种学习方式不仅能够让学生在轻松愉悦的氛围中学习数学知识,还能够提高学生的审美能力。

(四)于趣味竞赛中体验策略之美

数学的策略之美体现在解决复杂问题时展现出的精妙构思与逻辑思维上。趣味竞赛的设计为学生提供寓教于乐的平台,可以有效激发学生对数学的兴趣和好奇心,让他们在轻松愉悦的氛围中体验数学的挑战与乐趣,并体验数学思维的逻辑之巧、策略之美[4]。

以苏教版数学四年级上册“整数四则混合运算”的教学为例。教师可以采用“趣味数学竞赛”的形式进行复习。在课前,教师需要巧妙构思,设计一系列生动有趣且有多种解题思路的应用题,帮助学生在紧张刺激的解题过程中回顾整数四则混合运算的相关知识,并让学生领略数学逻辑思维的魅力。教师可以设计这样一道题目:“学校准备组织一年级至四年级的学生参加夏令营,如果一年级有99人,二年级有88人,三年级有77人,四年级有66人,现在需要为每个学生买2个苹果,那么一共需要买多少个苹果呢?”学生可以快速列出解答式:(99+88+77+66) ×2。其中,有的学生先进行括号内的整数运算,再用和与2相乘,这样的运算十分费时,而且在4个较大的整数相加时比较容易出错。有的学生仔细观察这个式子,发现99、88、77、66这4个数字非常类似,它们的十位数与个位数是一样的,可以都看作11与一个数相乘,那么式子就变成(9×11+8×11+7×11+6×11) ×2=(9+8+7+6) ×11×2=30×22,通过这样的转换,运算过程变得十分简便快捷,只需要进行个位数相加和简单的乘法运算就可以得到答案。教师还可以设计这样的题目:“学校需要从16个学生里选出1个最厉害的参加篮球比赛,这16个学生两两进行一次比赛,一共需要多少场比赛才能决出冠军?”有的学生采用一般思路:第一轮16÷2=8场,第二轮8÷2=4场,第三轮4÷2=2场,最后一轮2÷2=1场,一共需要比8+4+2+1=15场。有的学生直接从结论开始倒推:每进行一场比赛就会淘汰一个人,一共需要淘汰15个人,说明需要进行15场比赛。这样的解题逻辑,不需要运算就可以直接得到答案。当其他学生理解这样的解题策略时,顿时可以体会到数学解题策略之美。

教师组织学生解决趣味数学题目,并鼓励他们运用不同的策略快速解题,可以让学生在紧张刺激的比赛氛围中,深刻理解数学逻辑与解题技巧,深入体会数学策略的精妙。

结语

在趣味活动中探寻数学之美是一种行之有效且富有创新性的教学方法,能让学生领会数学并非冰冷的公式与定理,而是一门蕴含无限创意与美感的学科。这种教学方式能够有效激发学生对数学的兴趣与好奇心,更能帮助学生更好地理解和欣赏数学,为学生未来的发展奠定坚实的基础。

【参考文献】

[1]薛晓萍.美育与小学数学教学融合的策略[J].辽宁教育,2021(7):37-40.

[2]李春燕.在小学数学教学中探寻数学之美[J].辽宁教育,2022(1):82-83.

[3]刘丽宏.小学数学中的对称美[J].科学之友,2024(7):120-122.

[4]王荣森.如何在小学数学课堂教学中展示数学之美[J].辽宁教育,2019(7):33-35.