科学史融入数学教学激发学生学习的策略分析
科学史融入数学教学激发学生学习的策略分析 将科学史渗透到数学教学中，可以拓宽学生的视野， 进行爱国主义教育，对于增强民族自信心，提高学生素质， 激励学生奋发向上，形成爱科学、学科学的良好风气有着重 要作用。对此，数学教学是有许多工作可做的。下面仅以九 年级下册第三章“圆”为例，就如何将科学史融入课堂教学 谈谈我的做法与体会。1.结合教材内容，使科学史自然融入课堂教学 “圆”是一个古老的课题，人类的生活与生产活动和它 密切相关。有关圆的知识在战国时期的《墨经》、《考工记》 等书中都有记载，授课中将有关史料穿插进去，作为课本知 识的补充和延伸。例如，讲解“圆的定义与性质”时，我向 学生介绍：约在公元前二千五百年左右，我国已有了圆的概 念，考古说明我国夏代奴隶社会以前的原始部落时期就有圆 形的建筑。至于圆的定义和性质在《墨经》中已有记载，其 中，“圆，一中同长也”，即圆周上各点到中心的长度均相 等；
此外，还进一步说明“圆，规写交也”，即圆是用圆规 画出来的终点与始点相交的线。这与欧几里得的定义相似， 而《墨经》成书于公元前4～3世纪，是在欧几里德诞生时间 问世的。再比如圆心角、弓形、圆环形、圆内接正六边形、 直角三角形的内切圆、圆锥等一系列概念与性质，在《墨经》、 《考工记》、《九章算术》等书中都有记载，在讲到这些内 容时，我便用几句话向同学们作简要介绍。这样，随着这一章教材的不断展开，同学们对我国古代在相关领域的发展概 貌有个初步的了解，明白我国古代就对这些内容有了比较全 面、系统的认识。特别是早在战国时期就有了论证几何学的 萌芽，几乎与古希腊的几何学同时产生。
2.根据教材特点，有选择、有针对性地进行教学 圆周率π是数学中的一个重要常数，是圆的周长与其直 径之比。为了回答这个比值等于多少，一代代中外数学家锲 而不舍，不断探索，付出了艰辛的劳动，其中我国的数学家 作出过卓越贡献。该章的“读一读”：关于圆周率π对此作 了简单的介绍，并提到祖冲之取得了“当时世界上最先进的 成就”。为了让同学们了解这一成就的意义，从中得到启迪， 我选配了有关的史料，作了一次读后小结。先简单介绍发展 过程：最初一些文明古国均取π=3，如我国《周髀算经》就 说“径一周三”，后人称之为“古率”。人们通过实践逐步 认识到用古率计算圆周长和圆面积时，所得到的值均小于实 际值，于是不断利用经验数据修正π值，例如古埃及人和巴 比伦人分别得到π=3.1605和π=3.125.后来古希腊数学家 阿基米德（公元前287～212年）利用圆内接和外切正多边形 来求圆周率的近似值，得到当时关于π的最好估值约为：
3.1409，3.1429；
此后古希腊的托勒玫约在公元150年左右 又进一步求出π=3.141666.我国魏晋时代数学家刘微（约公 元3～4世纪）用圆的内接正多边形的“弧矢割圆术”计算π 值。当边数为192时，得到3.141024.后来把边数增加到3072边时，进一步得到π=3.14159，这比托勒玫的结果又有了进 步。待到南北朝时，祖冲之（公元429～500年）更上一层楼， 计算出π的值在3.1415926与3.1415927之间。求出了准确到 七位小数的π值。我国以这一精度，在长达一千年的时间中， 一直处于世界领先地位，这一记录直到公元1429年左右才被 中亚细亚的数学家阿尔·卡西打破，他准确地计算到小数点 后第十六位。这样可使同学们明白，人类对圆周率认识的逐 步深入，是中外一代代数学家不断努力的结果。我国不仅以 古代的四大发明——火药、指南针、造纸、印刷术对世界文 明的进步起了巨大的作用，而且在数学方面也曾在一些领域 内取得过遥遥领先的地位，创造过多项“世界记录”，祖冲 之计算出的圆周率就是其中一项。接着我再说明，我国的科 学技术只是近几百年来，由于封建社会的日趋没落，才逐渐 落伍。如今在向四个现代化进军的新长征中，赶超世界先进 水平的历史重任就责无旁贷地落在同学们的肩上。我们要下 定决心，努力学习，奋发图强。
为了使同学们认识科学的艰辛以及人类锲而不舍的探 索精神，我还进一步介绍：同学们都知道π是无理数，可是 在18世纪以前，“π是有理数还是无理数”？一直是许多数 学家研究的课题之一。直到1767年兰伯脱才证明了π是无理 数，圆满地回答了这个问题。然而人类对于π值的进一步计 算并没有终止，例如1610年德国人路多夫根据古典方法，用 262边形，计算π到小数点后第35位。他把自己一生的大部分时间花在这项工作上。后人为了纪念他，就把这个数刻在 他的墓碑上，至今圆周率被德国人称为“路多夫数”。1873 年英国的向克斯计算π到707位小数。1944年英国曼彻斯特 大学的弗格森分析了向克斯计算的结果后，产生了怀疑并决 定重算一次。他从1944年5月到1945年5月用了一整年的时间 来做此项工作，结果发现向克斯的707位小数只有前面527位 是正确的。后来有了电子计算机，有人已经算到第十亿位。
同学们要问计算如此高精度的π值究竟有什么意义？专家 们认为，至少可以由此来研究π的小数出现的规律。更重要 的是，对π认识的新突破进一步说明了人类对自然的认识是 无穷无尽的。几千年来，没有哪一个数比圆周率π更吸引人 了。根据这一段教材的特点，适当选配数学史料，采用读后 小结的方式，不仅可以使学生加深对课文的理解，而且人类 对圆周率认识不断深入的过程也使学生受到感染，兴趣盎然， 这对培养学生献身科学的探索精神有着积极的意义。
3.吃透教材精神，采取多种形式，增强教学效果 把科学史融入日常教学，进行思想教育，教师不仅要吃 透教材的知识内容，还要努力挖掘教材的思想性，并采取多 种形式，形象生动地进行教学。初三几何教材第七章的7.3 节的例题四，是通过计算赵州桥桥拱的半径，使学生掌据垂 径定理及其推论的应用，也是进行爱国主义教育，激励学生 努力学习科学知识的好材料。为了增强教学效果，上课前我 请美术教师画好赵州桥的彩色图画，当它在课堂上展示时，同学们被这造形奇特、气势雄伟的赵州桥画面吸引住了，等 待教师的讲解。我指着画面向同学们介绍道：“这是河北省 赵县的赵州桥，又名安济桥，建于一千三百多年前的隋代大 业年间（公元605～618年），是一座世界闻名的石拱桥。整 个桥身是圆弧的一段，长50多米，宽9米多。这么长的桥， 全部用石头砌成，没有桥墩，只有一个拱形的大桥洞，横跨 在37米宽的河面上。这样巨型的跨度，在当时是首屈一指。
而更显示其先进技术的，是大拱圈上的两肩各有两个拱形的 小桥洞，既减轻了桥身的重量，节省了石料，还增加了洪水 季节桥下的过水面积，四个小孔可以辅助渲泄洪水，减轻了 洪水对桥身的冲击力，不但坚固而且美观。这种设计是建桥 史上的一个创举，创造了敞肩拱的新式桥型，使拱桥的建造 技术达到了一个新水平。比欧州19世纪建造的同类拱桥早一 千二百多年。赵州桥经历了洪水、地震等自然界的袭击和一 千多年使用的考验，依然巍然挺立，雄姿焕发，是我国宝贵 的历史遗产。它表现了中国劳动人民的智慧和才干，是综合 运用包括数学在内的多种科学知识的典范。下面我们就来算 一算桥拱的半径……”这样引导，同学们情绪高涨，课堂气 氛活跃。
总之，通过对数学史的引入，可以激发学生学习的积极 性，提升学习的效率，更重要的是可以培养学生的爱国主义 情感，为学习科学文化知识增强信心和使命感。
参考文献[1]马复.九年义务教育课程标准试验教科书.数学.九 年级.上册.2007年3月第4版. [2] 王俊兰.学而有道-培养孩子良好的学习方法全书. 天津：天津教育出版社，2009. [3] 王艳玲.中小学课堂评价的观察与分析.现代中学教 育，2006（9）.