文艺视角下数学文化的教学解码——以几何与数概念为例
摘要
关键词
小学数学;数学文化;文艺活动;文化解码;教学策略;跨学科整合
正文
一、引言
数学是人类文明的精神结晶,与文化、艺术紧密交织。从河图洛书到《九章算术》,从黄金分割到分形几何,都体现着这种交融。然而,现行小学数学教材中的数学文化元素常被边缘化,教学存在三重脱节:教师重算法轻文化,文艺活动流于形式,评价缺乏文化理解维度。如何借助文艺形式激活数学文化内涵,实现理性思维与人文浸润的融合,是数学育人的关键。
二、教学现状与解码困境
(一)教材与教学现实扫描
现行教材虽设有数学文化栏目,但内容碎片化。如六年级 “圆的周长” 章节仅简单介绍祖冲之,未涉及 “割圆术” 的极限思想和古代天文测量需求。教学实践存在三方面问题:目标设定上,教师将 “认识算盘” 局限于珠子数值认知,忽略其文化独特性和历史价值;活动设计中,“对称图形” 教学停留在剪纸操作,未关联文化案例,学生无法领会对称的哲学意义;评价导向里,单元测验仅关注图形对称轴绘制,缺乏对文化理解力的考查。
(二)核心问题深度归因
教师文化素养不足是主要原因,多数教师对数学史、数学哲学及文艺关联缺乏系统认知,难以设计高阶文艺活动。教材文化内容分布零散,未构建层级化解码路径,缺乏引导性任务。文艺与数学融合不当,部分课堂将数学戏剧娱乐化,或生硬嫁接背诵内容,未能抓住两者本质融合点。
三、文艺载体的文化解码实施策略
(一)文化目标分层与文艺任务设计
基于学生认知发展规律,构建"文化认知—符号解析—意义创生"三级目标体系,分学段设计文艺任务。小学低段(1-2年级)侧重文化感知与具象表达,例如组织七巧板拼图活动时,要求学生用三角形、正方形等基本图形拼出"龟兔赛跑"成语场景,引导其理解几何图形如何承载叙事功能;同步开展《数九歌》等传统童谣诵读,通过"一九二九不出手"的时序韵律体会数学与生活的文化联结。中段(3-4年级)聚焦符号解读与文化关联,任务设计需体现跨文化对比维度,如绘制"记数法进化时间轴"时,引导学生将中国的算筹摆放规则(纵式横式表示数位)与罗马数字符号系统(加减计数原理)进行可视化对比,理解文化对数学符号的塑造作用;创作乘法分配律四格漫画时,要求用"班级图书角购书"等真实场景分镜呈现(a+b)×c的分配过程,通过生活情境诠释抽象算理。高段(5-6年级)强调批判思维与文化重构,组织"π的探索者"辩论活动时,提供《缀术》《阿基米德全集》等史料选段,引导学生分析祖冲之"缀术求π"的代数思维与阿基米德"圆周夹逼法"的几何思想差异,撰写比较研究报告;开展"黄金比例美学探秘"项目时,指导学生测量校园古建筑斗拱比例、拍摄银杏叶脉分布,用数据分析软件验证其符合1:1.618的规律,并关联《营造法式》中的"材分制"传统设计智慧,形成数学美学评论集。
(二)多模态文艺情境创设
通过三类实体化情境实现文化沉浸:数学文化工坊设置"几何密码解密区",提供汉代瓦当"四神纹"、侗族风雨桥藻井等传统纹样,引导学生用坐标纸描摹纹样轨迹,发现旋转对称、分形迭代的数学规律,制作《几何里的中国密码》分析手册;开设"度量衡体验站",复刻商代象牙尺(十寸为尺)、战国铜方升(容积标准)等模型,实测教室面积并换算为"方丈""斛"等古代单位,制作对比视频阐释度量系统与社会治理的文化关联。历史重演剧场开发《九章算术》情境剧本,设计"衰分术粮仓纠纷"案例:学生扮演汉代治粟都尉,用分数运算解决三县灾粮分配问题(甲县3/10、乙县2/5、丙县1/4),通过台词冲突凸显公平分配的文化智慧;编排"斐波那契的东方之旅"短剧,用情景对话展现阿拉伯数字传入欧洲时"零符号"引发的思想革命,制作《数字全球化》历史思维导图。跨学科创客空间实施"二十四节气日晷"工程,要求学生用圭表原理设计晷针角度(当地纬度余角),结合冬至/夏至日影数据校准节气刻度,在晷面篆刻对应节气诗词(如"夏至阴生景渐催"),形成融合几何、天文、文学的综合性作品;开展"文学密码战争"探究,从《荷马史诗》的羊皮卷移位加密,到《红楼梦》灯谜中的数字隐语,最后设计凯撒密码加密校园童谣,用模运算实现"数学+文学"的跨学科解密挑战。
(三)深度解码案例示范
四年级"对称轴"教学实施三维解码:基础层开展剪纸工作坊,学生剪制"双喜"窗花时标注对称轴位置,理解反射变换的数学本质;发展层组织建筑文化考察,对比北京故宫太和殿(中轴对称体现"天子居中"的礼制思想)与印度泰姬陵(放射对称象征"真主之光"的宗教意涵),制作《对称里的文明密码》对比分析表;创造层进行校园地标设计,要求以"仁和亭"为原型,运用反射对称与旋转对称组合结构,在方案说明中引用《周礼·考工记》"左祖右社,面朝后市"的营城思想,论证对称布局对"礼乐和谐"理念的现代表达。六年级"圆周率"教学构建文化探究链:基础层通过动态几何软件演示祖冲之割圆术(从正六边形到24576边形的迭代过程),制作《割圆求微》数学动画;发展层举办"东西方π之光"辩论会,设置"方法论对比""文化价值评估"等环节,引导学生分析刘徽"割圆术"蕴含的极限思想与古希腊阿基米德"圆周夹逼法"体现的实证精神;创造层开展"π文化创作工坊",小组谱写的"π之歌"需包含三段式结构——主歌叙述祖冲之计算贡献("密率精算千年领先")、副歌升华探索精神("曲直之间穷尽天圆")、桥段对比中西文化差异("几何代数殊途同归"),并配以弦乐四重奏演绎圆周率的无限循环意象。
四、结语
以文艺为舟楫,可载数学文化之重。小学数学教学亟需超越工具理性,在七巧板拼摆的童趣中、在数学戏剧的台词间、在文化工坊的模型里,引导学生触摸数学的温度、深度与广度。这要求教师重塑自身文化图景,将文艺活动深度融入概念建构、问题解决与批判反思的全过程;更需教育管理者提供支持——开发融合性教学资源库、建立跨学科教研共同体、革新评价体系以容纳文化理解维度。唯有如此,数学教育方能真正承载起“以文化人,以美启智”的使命,培育兼具科学理性与人文情怀的未来公民。
参考文献
[1]杨丽清.乡村振兴背景下传统文化在数学教育中的传承路径[J].天南,2025,(03):146-148.
[2]樊允浩.文化赋能数学:中华优秀传统文化融入初中数学教育的创新路径研究[J].中学数学月刊,2025,(05):64-67.
[3]戴迎冬.指向传统文化传承的跨学科主题活动研究——以“马面裙中的数学元素”教学为例[J].小学数学教育,2025,(10):21-22+25.
...