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弘扬中华优秀传统文化:浅议《九章算术》中的数学问题

张宇晴
  
江苏广播电视报·新教育
2024年30期
北京市商业学校 102209

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摘要:习近平总书记指出:“文化自信是一个国家、一个民族发展中最基本、最深沉、最持久的力量。”中国古代数学在代数、几何、天文等领域独具特色,而《九章算术》作为古代数学瑰宝,不仅展示了古代数学家的智慧,更凸显了中华优秀传统文化的价值与作用。本文以《九章算术》为例,重点探讨将中华优秀传统文化融入中职数学教学,并通过多种方式将其渗透到中职课堂教学之中,从而激发学生的学习兴趣,提升学科核心素养,坚定文化自信,厚植家国情怀,使中华优秀传统文化得到更好地传承和发展。

关键词:中华优秀传统文化,九章算术,中职数学教学,文化自信

一、引言

《九章算术》编纂于汉代,全书分为九章,依次为:方田、粟米、衰分、少广、商功、均输、盈不足、方程、勾股,每章聚焦于特定的数学问题。内容涉及方程、几何、测量、天文和力学等多个领域,从土地测量到货物交换,从工程问题到税收管理,再到天文预测,涵盖了当时社会生活的各个方面,体现了中国古代数学在实际生产和科学研究中的广泛应用,为古代社会的经济发展和科学进步提供了重要的数学支撑,是当时文化成就的重要标志之一。

《九章算术》作为中国古代数学的经典著作,标志着我国古代数学体系的形成,影响了中国数学学科的形成和发展。通过对《九章算术》的研究,不仅可以更深入地理解中国古代数学的独特之处,领略中华文明在数学领域的深远影响和持久魅力,更能深刻体会到中国传统文化对数学思维的独特贡献。因此,将中华优秀传统文化融入中职数学教学之中,可以激发学生对数学学习的兴趣,培养并提升学生的数学学科核心素养,积极引导学生感受中华优秀传统文化的博大精深,增强民族自豪感。

二、《九章算术》在数学教学中的应用举例

现代社会的信息化特征,要求学生要基于所获取的数据提取信息、进行选择和决策,这是高素质技术技能人才的基本技能。因此,中职数学着重培养和提升学生的数学抽象、逻辑推理、数学建模、直观想象、数学运算和数据分析六大核心素养。这些素养根植于《九章算术》之中,要掌握这六大核心素养,可从先贤学说中汲取营养。由于数学学科的产生与发展具有持久的生命力,其正确性不会因时因地因人而改变。先贤的学说经由一代代传承,仍在现代社会生活中发挥着巨大的作用。

《九章算术》以实际问题为背景,通过算法化、程序化的方式呈现数学知识,使得数学教学更加贴近实际。其丰富的内容和独特的方法为现代数学教学提供了宝贵的资源,有助于激发学生的学习兴趣和探究欲望。

(一)方程与代数

《九章算术》“方程”一章中详细介绍了线性方程组的解法,这是世界上最早的完整的线性方程组的解法。它提供了一种系统化、逻辑化的方法来解决涉及多个未知数的复杂问题的方法,被广泛应用于数学教学中。

《九章算术》中经典的“两鼠穿墙”问题:“今有恒厚五尺,两鼠对穿,大鼠日一尺,小鼠也日一尺,大鼠日自倍,小鼠日自半,问何时相逢,各穿几何?”大意为:现在有一块厚五尺的木头,两只老鼠同时从两端开始穿这块木头。大鼠每天穿一尺,小鼠也每天穿一尺。大鼠每天的速度加倍,小鼠每天的速度减半。请问它们什么时候会相遇,以及各自穿过了多少木头。[1]

在教学中,教师引导学生理解题目大意,建立数学模型:

假设大鼠初始每天穿x尺,小鼠初始每天穿y尺。大鼠每天的速度是前一天的两倍,小鼠每天的速度是前一天的一半。假设它们相遇时,大鼠穿过了A尺,小鼠穿过了B尺。

(二)几何问题

《九章算术》“方田”章介绍了计算土地面积的方法,提供了一套完整的土地测量系统,通过《九章算术》的方法,测量员能够精确地计算出田地的面积,无论其形状如何复杂。这样的精确计算确保了国家税收的公平性,并且提高了农业生产的效率。例如,在数学教学中,教师可以结合《九章算术》中的问题:“又有田广十五步,从十六步。问:为田几何?”[1]来讲解如何计算矩形的面积。

在教学中,教师引导学生理解题目大意,建立数学模型:

(1)理解问题:由于一步约为1.38m[2],所以题目大意为:有一块田地,它的宽度是15步(约20.7 m),长度是16步(约22.08m),问这块田的面积是多少。

(2)建立模型:这个问题实际上是一个求解矩形面积的计算问题,即面积=长×宽。

(3)应用公式:面积=20.7×22.08=457.056m2。

(4)得出结论:这块田的面积为457.056m2。

通过问题,学生不仅可以学习矩形面积的计算方法,还深入思考数学知识在实际生活中的应用,增加对数学的兴趣和实际应用能力。同时,通过《九章算术》中的古典问题,也可以让学生了解中国古代数学的辉煌成就。

三、结论

通过深入研究《九章算术》,洞察古代数学的精妙之处,领略到古代数学家们在探索数学规律、解决实际问题时所展现出的卓越思维和独特方法。教师不仅要认识到数学课堂与中华优秀传统文化融合的重要性,也要在教育观念和教学方式上实现转变。

总之,作为一名青年教师,应不断探究将《九章算术》等中华优秀传统文化融入中职数学教学的途径与方式,深入剖析中国古代的数学思想和方法,提升学生从学数学、用数学逐步发展到欣赏数学,热爱数学。同时,积极引导学生体会古代数学家的智慧结晶,坚定文化自信,厚植爱国情怀,为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献青春力量。

参考文献:

[1]《九章算术》校注组.九章算术校注[M].北京:科学出版社,2006.

[2]赵晓军.中国古代度量衡制度研究[D].中国科技技术大学,2007.

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