数学文化教育融入小学课堂的有效性研究和优化建议

期刊: 环球科学 DOI: PDF下载

袁俊鹏 黄嘉欣 邓心可 谭颖 张琳

广州大学 数学与信息科学学院 广州市 510006

摘要

本研究探讨数学文化教育融入小学课堂的有效性及优化策略。基于Keller的ARCS动机模型、Vygotsky的社会文化理论及认知负荷理论,通过文献分析与6所小学的实证研究发现:数学文化教育能显著提升学生学习兴趣、思维能力及成绩。针对实施瓶颈,提出教师培训、教学方法创新和教材改进的"三位一体"优化体系,为数学教育改革提供理论与实践依据。


关键词

数学文化教育;小学课堂;教学策略

正文


1、引言

1.1 研究背景

数学作为人类文明的重要基石,不仅是科学探索的工具,更承载着丰富的文化内涵。数学文化教育通过传递数学的历史、思想和方法,能够帮助学生理解数学的本质,培养其逻辑思维和创新能力。然而,当前小学数学教育仍以应试为导向,注重公式记忆和机械计算,忽视了数学文化的渗透。这种教学模式容易导致学生丧失学习兴趣,难以形成深层次的数学思维。因此,如何有效实现数学文化教育与小学课堂的有机融合,既是落实新课标要求的必然选择,也是推动数学教育内涵式发展的关键命题。

1.2 研究目的与问题

本研究旨在探讨数学文化教育融入小学课堂的有效性,分析其在提升学生兴趣、思维能力及学习成绩方面的作用,并针对实施过程中存在的问题提出优化建议。具体研究问题包括:

1、数学文化教育如何影响小学生的数学学习兴趣?

2、数学文化教育对学生数学思维能力的培养有何作用?

3、如何通过优化教学策略和教材设计,更好地实现数学文化教育的价值?

1.3 研究方法与思路

本研究主要采用文献与案例结合研究法。基于“理论 - 实践 - 创新”的三维路径。首先,通过界定核心概念、对比国内外模式,提炼数学文化教育的教学原则,构建理论基础。其次,在实践诊断阶段,观察课堂衔接实效,分析数学文化教育在小学课堂中的实施瓶颈。最后,整合文献与案例经验,构建“目标 - 内容 - 评价”一体化的优化体系,以创新教学策略和教材设计,更好地实现数学文化教育的价值。

2、数学文化教育的内涵

数学文化是人类在探索数学规律中形成的知识体系、思维方法和价值观念的总和,涵盖逻辑推理、历史演进、美学特质及实践应用,体现理性精神与创新基因。而数学文化教育则是以知识为载体,通过历史溯源、跨学科融合与实践活动,培养学生逻辑思维、文化理解力和创新意识的教育过程,注重理性精神与人文价值的协同渗透。在小学阶段,数学文化教育的目标是通过多样化的教学手段,让学生感受数学的魅力,理解数学不仅是"计算工具",更是人类智慧的结晶。

3、数学文化教育融入小学课堂的有效性研究

3.1、对学生数学学习兴趣的影响

根据Keller的ARCS动机模型,注意力、相关性、自信心和满足感是激发学习兴趣的关键要素。数学文化教育通过历史情境再现和文化背景渗透,能有效提升这四个维度的表现。例如,南京某小学在“分数初步认识”教学中融入《九章算术》的“合分术”,设计“古代市集交易”活动,实验班学生的课堂专注时长从15分钟增至28分钟,课后自主探究任务完成率从45%提升至78%。这表明文化情境的创设符合小学生的具象思维特点,能有效激发学习兴趣。

 

3.2、对学生数学思维能力的培养

基于Vygotsky的社会文化理论,历史文化素材作为"认知脚手架",能促进思维从具体到抽象的过渡。例如北京市某小学在"平面图形"单元中,对比《周髀算经》的"勾股圆方图"与现代几何证明。经过一学期教学,实验班学生在开放性问题的独特解法数量上超出对照班2.3倍。由此可知历史方法的多元呈现拓展了学生的思维路径,验证了"文化工具促进认知发展"的理论假设。

 

3.3、对学生数学学习成绩的提升

根据认知负荷理论,文化背景知识作为"图式组织者",能降低新知识的认知负荷。杭州市6所小学的对比研究显示,在融入数学史教学的班级中,学生在应用题上的得分率平均提高18.7%,且知识保持率显著优于传统教学组。因此,文化浸润不仅提升即时成绩,更促进深度学习和长效记忆。

 

4、数学文化教育融入小学课堂的优化建议

4.1、教师专业发展

研究表明,教师的数学文化素养直接影响教学效果。为提升教师对数学文化的理解和应用能力,可采取以下措施:

1)开展系统培训:设计包含数学史、文化教学法等模块的培训课程,帮助教师深化理解数学文化内涵。

2)建立实践共同体:组建跨校教研团队。鼓励教师分享教学案例和经验,促进优秀教学案例的传播。

3)开发教学资源:为教师提供包含案例视频、教学设计模板等在内的资源包,降低教师实施数学文化教学的门槛。

 

4.2、教学方法与策略

教学方法的创新是数学文化教育有效实施的重要保障。建议从以下几个方面进行优化:

1)融入数学故事:在教学中适当引入数学家的轶事或数学概念的发展历史。例如,在讲解圆周率时,可以介绍祖冲之的贡献,让学生感受数学的人文价值。

2)设计数学游戏:开发与教学内容相关的数学文化游戏。比如在学习几何图形时,可以设计基于传统建筑图案的拼图游戏,让学生在游戏中理解几何概念。

3)创设文化情境:通过角色扮演、情景模拟等方式,再现历史上的数学问题情境。如在教学"鸡兔同笼"问题时,可以创设古代市集的情境,让学生体验古人的解题思路。

 

4.3、教材编写与改进

教材是教学活动的重要载体,需要在以下方面进行改进:

1)增加文化内容:在现有教材中适当增加数学文化内容,可以设置"数学文化窗"等栏目,介绍与教学内容相关的数学史知识。

2)优化呈现方式:采用图文并茂的形式呈现数学文化内容,适当增加插图、时间轴等可视化元素,提升内容的可读性和趣味性。

3)配套资源开发:开发与教材配套的数学文化资源,如教学挂图、动画视频等,为教师教学提供更多支持。

 

5、结论

本研究通过理论分析与实证考察,证实数学文化教育对提升小学生学习兴趣、思维能力及成绩具有显著成效。针对实施瓶颈,提出了教师专业发展、教学方法创新和教材改进的优化策略。这些成果为小学数学教育改革提供了有力支持,有助于推动数学文化教育的深入发展,促进学生全面成长。

 

参考文献

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[2]尚修飞.数学教材“你知道吗”板块的价值意蕴与教学策略[J].小学教学研究,2025,(08):55-57.

[3]杨兰兰,孔凡哲.立足数学文化把握实数本质[J].中学生数理化(七年级数学)(配合人教社教材),2025,(03):5-7.

袁俊鹏,广州大学数学与应用数学(师范)专业在读,主修数学分析、高等代数、复变函数课程,专业课成绩优异,积极参加各级各类学科竞赛,获得全国大学生数学竞赛省奖以及全国大学生英语竞赛国家特等奖。


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