数学课堂的诗话教学

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  近年来央视举办的汉字听写大会、中国成语大会、中国戏曲大会、中国谜语大会、中国诗词大会等传统文化的节目,唤起了人们心底对传统文化的热爱,越来越多的人参与进来,收视率节节攀升,这些节目让更多的人们爱上了传统文化,了解传统文化,对传统文化的推介和传承也起到了积极的作用,近年来在高考试题中也更是注重了对数学文化的考查,《九章算术》、《数书九章》、《算数书趴《算法统宗》等中国古代著作中的很多问题经常出现在数学试题中,使学生在学习数学的过程中能了解中国古代的数学发展,增加民族自豪感、使命感、责任感,更能激发学习数学的热情.
  数学来源于生活,是对客观世界的一种表达方式,但由于数学知识的抽象性及以简驭繁的显著特征,常常又会屏蔽了其蕴含的生活味,在功利取向的重压下,现今很多的数学课堂充斥着教师滔滔不绝的讲授、题海中的反复训练以及高难度的考试,数学,在许多学生的眼里,似乎就是一堆黑色的数字、恐怖的图形和一点人文气息、生活气息都没有的符号,数学学习带来的似乎是某种痛苦的回忆.
  诗歌是民族瑰宝,早在两千多年前,孔子就指出:诗歌具有教化作用,用诗化的语言诠释数学课程,让浓浓的诗意在数学课堂上弥漫,用数学思想浸润学生的心灵,是数学课程的情感态度与价值观目标的重要体现,诗意的数学课堂,让学生获得认知体验的同时,获得审美体验和人文体验,它应该是探索和发现的课堂,是体验和感动的课堂;它应该充盈着理性的美妙、创造的活力和智慧的生成,激荡着师生的灵感,弥漫着诗意的芳香,让学生充分享受数学学习的快乐,如何在数学的学习中寓诗歌于教学,增加课堂的趣味性、文学性,加深学生对美的欣赏呢?本文就笔者在教学中的案例,谈谈对诗话课堂教学的一点浅见,还请读者批评指正.
  1新课引入的诗话教学
  笔者经常在新课前提供一首诗给大家诵读、欣赏.
  案例1讲到线面垂直一节内容的时候,开始笔者给学生提供王维的《使至塞上》:
  单车欲问边,属国过居延,
  征蓬出汉塞,归雁入胡天.
  大漠孤烟直,长河落日圆,
  萧关逢候骑,都护在燕然.
  王摩诘的诗素有“诗中有画”的美誉,其意境最具典型和抽象性,这首诗描绘了一幅雄阔、壮美的大漠黄昏图,从几何角度上看,那“大漠”可视为一个平面,而直上的“孤烟”可看做是垂直于地面的直线(如图1),那远处横卧的长河被视为一条直线,那临近河面逐渐下沉的落日被视为一个圆,“长河落日圆”便是一个圆切于一条直线(如图2)
  任何具体的景致都会在历史的波涛中湮没,只有抽象出来的美感才会永垂不朽!“大漠孤烟直,长河落日圆”正是王维不自觉地运用了几何学永恒的抽象之美,才拥有了震撼千古的艺术魅力!
  案例2讲到直线和圆的位置关系时,笔者给学生提供的是唐代张九龄的《望月怀远》:
  海上生明月,天涯共此时,
  情人怨遥夜,竞夕起相思.
  灭烛怜光满,披衣觉露滋,
  不堪盈手赠,还寝梦佳期.
  《望月怀远》是作者在离乡时,望月而思念远方亲人及妻子而写的,“海上生明月,天涯共此时”二句寄景抒情,出句写景,对句由景入情,诗人用朴实而自然的语言描绘出一幅画面:一轮皎月从东海那边冉冉升起,展现出一派无限广阔壮丽的动人景象,抽象成数学图形:明月从海面刚升起到离开海面的情形不正是直线和圆的相交、相切、相离的三种位置关系吗?正因明月深奥莫窥,遥远难测,就自然而然地勾起了诗中人的不尽思念,
  案例3讲到空间几何体时,笔者给学生提供的是民国军阀张宗昌写的一首打油诗《咏泰山》:
  远看泰山黑糊糊,上头细来下头粗,
  如把泰山倒过来,下头细来上头粗.
  张宗昌,是上世纪二三十年代统治山东的一个军阀,基本没上过学,却整天喜欢舞文弄墨,写点小诗,这首打油诗给出后,同学们都哈哈大笑,活跃了课堂气氛,为后面的空间几何体的形状的学习,做了很好的铺垫,
  案例4讲到点、线、面位置关系时,笔者给学生提供的是唐代杜甫的《绝句》:
  两个黄鹂鸣翠柳,一行白鹭上青天,
  窗含西岭千秋雪,门泊东吴万里船.
  把数学中的点、线、面、体,刻画得淋漓尽致,我们从数学的角度来看,第一句[两个黄鹂],描写的是两个点;第二句[一行白鷺],描写的是一条线;第三句[窗含西岭千秋雪],描写的是一个面;第四句[门泊东吴万里船],描写的是一个空间体,
  案例5讲到零点的存在性定理时,笔者给同学提供的是唐代诗人贾岛的《寻隐者不遇》:
  松下问童子,言师采药去,
  只在此山中,云深不知处,
  贾岛并非数学家,但是细细品味,觉得其诗的意境,简直是为数学而作,这不就是存在性定理最美丽动人的描述吗?
  案例6讲到演绎推理的三段论时,笔者给大家提供了一首现代诗:
  如果我有一千万,
  我就能买一栋房子,
  我有一千万吗?没有,
  所以我仍然没有房子,
  如果我有翅膀,我就能飞,
  我有翅膀吗?没有,
  所以我也没办法飞,
  如果把整个太平洋的水倒出,也浇不熄我对你爱情的火.
  整个太平洋的水全部倒得出吗?不行.
  所以我并不爱你.
  这是网络刚兴起时台湾作家蔡智恒在《第一次的亲密接触》中男主角痞子蔡写给女主角轻舞飞扬的一首诗,这首诗运用的就是三段论的推理形式,大前提、小前提、结论.
  2解题中的诗话教学
  案例7 (2012年高考湖北卷·理13)回文数是指从左到右读与从右到左读都一样的正整数.如22,121,3443,94249等.显然2位回文数有9个:11,22,33,…,99;3位回文数有90个:101,111,121,…,191, 202,…,999.则   (1)4位回文数有____个;
  (n) 2n+l(n∈N*)位回文数有____个, 评析数学与诗有着惊人的相似之处,数学中有回文数,诗中有回文诗,笔者给同学们提供了一首清代诗人吴绛雪的《夏》:
  香莲碧水动风凉,水动风凉夏日长.
  长日夏凉风动水,凉风动水碧莲香.
  回文诗的创作难度相当高,但若运用得当,其艺术魅力是一般诗体无法比拟的,我们在解题中不光要掌握解题的方法和技巧,还要能够欣赏出其数学背景下的对称之美.
  案例8 (2017年高考新课标II卷·理3)我国古代数学名著《算法统宗》中有如下问题:“远望巍巍塔七层,红光点点倍加增,共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?”意思是说:一座七层塔共挂了381盏灯,且相邻两层中的下一层灯数是上一层灯数的2倍,则塔的顶层共有灯( )
  A.1盏 B.3盏
  C.5盏
  D.9盏
  评析数学入诗.将数学嵌入诗中,或许是文人墨客的一种文字游戏,但读来朗朗上口,意韵浓浓.把10个数字嵌入诗中,开“十字诗”之先河,首推宋朝理学家邵雍(康节)的《蒙学诗》:
  一去二三里,烟村四五家,
  亭台六七座,八九十枝花.
  寥寥几笔,描绘出景色宜人的乡村画面,意境真是美不可言.
  本题中提到的《算法统宗》是一本通俗实用的数学书,也是将数字入诗的代表作,这本书由明代程大位花了近20年完成,他原本是一位商人,经商之便搜集各地算书和文字方面的书籍,编成一首首的歌谣口诀,将枯燥的数学问题化成美妙的诗歌,读来朗朗上口.程大位还有一首类似二元一次方程组的饮酒数学诗:“肆中饮客乱纷纷,薄酒名醨厚酒醇.醇酒一瓶醉三客,薄酒三瓶醉一人.共同饮了一十九,三十三客醉颜生.试问高明能算士,几多醨酒几多醇?”
  这首诗是说,好酒1瓶,可以醉倒3位客人;薄酒3瓶,可以醉倒1位客人.如果33位客人醉倒了,他们总共饮下19瓶酒.试问:其中好酒、薄酒分别是多少瓶?
  3思想方法总结的诗话教学
  案例9我国数学大师华罗庚能诗善文,他写的科普文章深入浅出,通俗易懂.他的名句“聪明在于勤奋,天才在于积累”和“勤能补拙是良训,一分辛苦一分才”早已成为人们的座右铭.其写的这首数形诗“数缺形时少直观,形少数时难入微.数形结合百般好,隔离分家万事休.”将数形结合的重要性刻画得淋漓尽致.
  案例10苏轼的诗词中饱含数学思维和方法.
  《题西林壁》
  横看成岭侧成峰,远近高低各不同.
  不识庐山真面目,只缘身在此山中.
  《题西林壁》前两句要求我们从多个角度看问题,后两句则是解数学题时许多时候的困境:陷于局部最优而无法得到全局最优,
  《赤壁赋》中的“逝者如斯,而未尝往也;盈虚者如彼,而卒莫消长也,盖将自其变者而观之,则天地曾不能以一瞬;自其不变者而观之,则物与我皆无尽也,而又何羡乎!”诠释了数学中变与不变的主题.
  《水调歌头》中的“人有悲欢离合,月有阴晴圆缺”则说明了万事皆有不可违背的规律和数学中的周期律.
  案例11明代诗人林和靖的《雪梅》:
  一片二片三四片,五片六片七八片.
  九片十片无数片,飞入梅中都不见.
  这一首诗把数从有穷扩展到了无穷.
  唐代詩人李白的《黄鹤楼送孟浩然之广陵》:
  故人西辞黄鹤楼,烟花三月下扬州.
  孤帆远影碧空尽,唯见长江天际流.
  “孤帆远影碧空尽”一句,描述了“孤帆”远影的大小(变量)趋向于0的动态意境,诗情画意的意境是“碧空”尽,数量上的最后归宿也是0.
  3结语
  我们解题中遇到困难、解决困难不正是“山穷水复疑无路,柳暗花明又一村”吗?我们为了一道辅助线冥思苦想后豁然开朗不正是“一桥飞架南北,天堑变通途”吗?数学与诗词在语言文字的精练要求上是一致的,数学有一个明显的特点是,它的语言准确而简练,一个命题中没有也不能有多余的字(包括数学符号).这种要求只有中国古典诗词能与之媲美,因为一首诗词的文字很少,而且对诗句音韵平仄的限制十分严格,一首传世佳作,其中每个字都要恰到好处,不能随意改动,“吟安一个字,拈断数茎须”,“二句三年得,一吟泪双流”表现的都是文学家们追求“至美”与数学家们追求“至真”同样的严谨、执着,最后用华罗庚先生的一首劝勉学习的诗与读者共勉:“发奋早为好,苟晚休嫌迟,最忌不努力,一生都无知.”
  参考文献
  [1]易南轩等编.多元视角下的数学文化[M].北京:科学出版社,2007
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