□ 太原市晋源区第二实验小学校 魏月勤 杨瑞斌
太原市晋源区第二实验小学校创建于1958年,其前身为太原化肥厂子弟学校,后改为太化二小,2007年归晋源区后改名为晋源区实验二小。自20世纪90年代末开始,晋源区实验二小一直坚持开展“中华古诗文经典诵读活动”,并在实践中不断深化和拓展,使“中华古诗文经典诵读”成为学校的优势项目,在本区域内获得了广泛的好评。近年来,伴随教育改革的不断深化,学校在分析现状、盘点资源的基础上,立足小学阶段学生身心发展的特色,提炼出“习中华经典,润儒雅人生”的办学理念,凝炼出“儒雅教育”的办学特色,并制定了落实“儒雅教育”的行动计划,有力促进了学校的内涵发展。
一、儒雅教育与数学建模思想融合背景分析
一直以来,“儒雅教育”以语文学科特别是古诗文诵读为依托,逐渐有步骤地推进学校各项工作,如“文明礼仪”课程、“儒雅环境”课程、“儒雅社团”课程等,使“儒雅教育”的办学特色不断鲜明化。但“儒雅教育”与数学学科的链接始终搭建不起来。
2023年,太原市一般规划课题“基于‘数学建模’思想提高小学生数学实际应用能力的教学研究”的实施,触动了“儒雅教育”与数学学科的链接开关。将两者相结合,不仅能丰富儒雅教育的实践形式,更能为数学教学注入新的活力,使学生在具有文化底蕴的氛围中更好地掌握和运用数学建模思想解决实际问题。
二、儒雅教育与数学建模思想融合目标定位
学生发展是学校各项工作的归宿,学校教育的终极目标是促进学生全面发展,为学生的幸福人生奠基。因此,从“儒雅教育”的核心内涵出发,基于学生发展的实际需求,我们确立了儒雅教育的目标定位“知书达礼、学识渊博、体健心雅、多元发展”的培养目标。数学建模是运用数学语言和方法,通过抽象、简化等方式,建立能近似刻画并解决实际问题的数学模型的过程。它将实际问题中的各种关系用数学符号、公式、图表等形式表示出来,然后通过对模型的求解和分析,为解决实际问题提供决策依据。
我国数学领域的传世经典不胜枚数,数学模型“赵爽弦图”“卦象模型”“九章算术”“祖暅原理”“内算与外算”等一直在传承与应用。二者有机结合,可在“习中华经典”的基础上,促进学生“多元发展”。
三、儒雅教育与数学建模思想融合的意义
(一)培养全面发展的人才
在儒雅教育特色下融入数学建模思想,使学生在学习数学的过程中不仅提高了数学能力,还受到了文化的熏陶和品德的培养。这种融合有助于培养出既有扎实学科素养又有深厚文化底蕴和良好道德品质全面发展的人才。
(二)提升数学学习兴趣和效果
儒雅教育的文化元素可以使数学建模过程更具趣味性和吸引力。通过将数学建模与传统文化故事、情境相结合,激发学生的学习兴趣,使他们更积极主动地参与到数学建模活动中,从而提高数学学习效果。
(三)增强学生的实践能力和创新精神
数学建模本身就是一个实践与创新的过程。在儒雅教育环境中,学生可以从传统文化中汲取灵感,运用数学建模思想解决实际问题,锻炼实践能力和创新思维,更好地适应社会发展的需求。
四、儒雅教育特色下数学建模思想在教学中的应用策略
(一)挖掘儒雅教育素材中的数学建模元素
1.古代数学问题的再利用
中国古代数学有着丰富的成果,如《九章算术》中的各种应用题。这些问题本身就是数学建模的雏形。教师可以选取其中典型的问题,引导学生分析问题中的数量关系,建立数学模型求解。例如,“鸡兔同笼”问题,可以通过建立二元一次方程组模型来解决。同时,向学生介绍古代数学家解决这些问题的方法和智慧,感受传统文化中数学的魅力。
2.传统文化故事中的数学建模情境
许多传统文化故事蕴含着数学建模的情境。如“曹冲称象”,可以引导学生分析曹冲是如何将大象的重量转化为可测量的石头重量,这其中涉及到等效(等量)替代的思想,可建立简单的比例模型。通过这样的故事,让学生在有趣的情境中理解数学建模的概念和方法。
(二)营造儒雅教育氛围促进数学建模教学
1.教室文化建设
在教室布置上融入儒雅元素和数学建模元素。张贴古代数学家的画像和名言,展示数学建模的优秀案例和步骤。同时,设置儒雅文化角,摆放经典书籍和数学建模相关的资料,营造浓厚的学习氛围,让学生在潜移默化中受到熏陶。
2.课堂礼仪与文化渗透
在数学建模课堂中融入礼仪教育。如小组讨论数学建模问题时,强调尊重他人观点、有序发言等礼仪。同时,在讲解数学建模过程中,可以适时引入儒家文化中的“慎思”“笃行”等思想,教导学生在建模过程中要认真思考、严谨实践。
(三)结合儒雅教育活动开展数学建模实践
1.数学建模与儒雅文化节
学校可以举办儒雅文化节,在文化节中设置数学建模比赛项目。比赛主题可以围绕与传统文化相关的实际问题拟定,如根据古建筑的结构设计数学模型计算其稳定性,或者根据古代商业贸易情境建立利润模型等。通过这样的活动,将数学建模与儒雅教育有机结合,提高学生的参与度和实践能力。
2.社团活动中的数学建模与儒雅教育融合
成立数学建模与儒雅文化相结合的社团。社团活动可以包括研读古代数学典籍、开展数学建模实践活动、组织儒雅文化讲座等。例如,社团成员可以共同研究《周髀算经》中的数学问题,并尝试用现代数学建模方法进行分析和解决,同时交流对传统文化的理解和感悟。
五、儒雅教育特色下数学建模教学案例分析
(一)案例背景
在一次数学建模教学中,以“古代建筑排水系统设计”为主题开展教学活动。该主题结合了传统文化中的建筑艺术和现代数学建模思想。
(二)教学过程
1.问题提出
教师展示古代建筑的图片和资料,介绍古代建筑排水系统的重要性,提出如何设计一个合理的古代建筑排水系统模型的问题。
2.模型假设
学生在教师的引导下,假设建筑为方形,考虑降雨量、屋顶面积、排水管道的直径和坡度等因素,忽略一些次要的建筑装饰对排水的影响。
3.模型建立
根据物理学中的水流原理和数学中的几何知识,建立排水流量与降雨量、屋顶面积的关系模型,以及排水管道直径和坡度与排水效率的关系模型。
4.模型求解与分析
学生通过数学计算求解模型,得到不同降雨量下排水管道的最佳直径和坡度参数。然后分析模型的合理性,通过模拟实验等方式检验模型在不同条件下的排水效果。
5.文化渗透与总结
在整个过程中,教师穿插介绍古代建筑工匠在设计排水系统时的智慧和文化内涵,体现出天人合一思想等。同时,总结数学建模过程中的经验和收获,强调数学建模在解决实际问题中的作用和价值。
(三)教学效果
通过这次教学活动,学生不仅掌握了数学建模的方法,而且对古代建筑文化有了更深入的了解。学生在解决问题的过程中感受到了儒雅教育与数学建模的紧密联系,提高了学习兴趣和实践能力。
六、结论
在儒雅教育特色下应用数学建模思想进行教学是一种创新且富有价值的教育实践。它将传统文化与现代数学教育有机结合,为培养全面发展的学生提供了新的途径。通过挖掘儒雅教育素材中的数学建模元素、营造良好的教育氛围和开展丰富的实践活动等策略,可以有效地促进数学建模思想在教学中的应用。在未来的教育中,应进一步探索和完善这种融合模式,以更好地发挥其教育价值,培养出适应时代发展需求的高素质人才。