數學融入永續發展教育
數學教科書的組織方式
可以圍繞著情境或數學概念或過程來組織。
以情境為基礎的一個優點是,可以發展更多有關情境的細節(這有助於理解社會文化狀況),並且可以發展更多數學聯繫。
案例 2
形狀與空間
《數學魔法-第四冊》是由印度的國家教育研究和培訓委員會
(NCERT,2007)出版的。這本170頁的書涵蓋了印度九歲孩子所需的所有學習成果,每本書的售價為30盧比(少於0.5歐元)。它是圍繞著情境而不是數學概念來組織的。例如,第一個情境講述了一個有關磚工的故事。該章節佔了12頁,用於吸引學生學習計數大數字、對稱、透視畫、使用矩形磚設計的拱門和三角形、估計、測量和乘法。(有關此書及其系列中其他書籍的更詳細描述,請參見Anita Rampal在2015年的《數學教育與社會》會議上的主題演講。論文和與之相關的演講都可在會議網站上找到:http://mescommunity.info。)
在案例 2 中,我們將使用相同的情境來設計一本可能的教科書頁面,該頁面涉及到鋪瓷磚和鑲嵌的概念。開頭的段落(斜體部分)是從《數學魔法》教科書中複製的,照片代表了Jagriti學校的泥瓦匠所做的類似的鋪瓷工作。此例與聯合國的SDG 9 和 10(創新和減少不平等)相關。這個故事可能有助於減少不平等,因為它突顯了那些經常被邊緣化的人的能力,將他們定位為為社區建造結構的創新者。
對於教科書作者的考慮
2A-突顯情境
數學教科書可以圍繞著情境或數學概念或過程來組織。
以情境為基礎的一個優點是,可以發展更多有關情境的細節(這有助於理解社會文化狀況),並且可以發展更多數學聯繫。例如,對稱與測量相關,估計與形狀和乘法相關,估計參與了數學的所有方面。這些聯繫對於發展系統思維很重要。一個關注點可能是,教師可能需要更高的數學能力來支持學生在資源突顯情境的情況下發展數學技能。然而,隨著教師在這些豐富的情境中引導學生,他們的數學能力將會增加,就像孩子的能力也會增長一樣。另一種選擇是使用簡化和狹窄的概念,這將限制教師和學生的發展。
2B-可及性
教科書的成本影響著可及性,這是一個社會正義的關切。
這本書的第一章展示了一個位於印度地區的300年歷史的陵墓的精美建築照片,在這個地區,穆斯林人群被邊緣化,他們的技術技能通常不被承認。文本讚揚了這座陵墓的穆斯林建筑師的技術,以及當代穆斯林泥瓦匠的技術,他們為Murshidabad的Jagriti學校創建了美麗的瓷磚。文本以微妙的方式做到這一點 - 它並未明確地引起注意,這個故事如何為該地區的主流敘述提供了一個反例 - 例如,它沒有說:“看看穆斯林人能多麼有技術和有創意。”
2C-真實情境,人類活動
選擇數學問題的故事情境允許我們將多數或少數文化描繪為英勇的(展現技巧和主動性)或被動的。這些選擇微妙地影響學生對這些人口統計學群體的看法,並提供一個反駁主流敘事的機會。然而,如果故事是虛構的或者文本夸大了技能,學生可能會認為這樣的選擇是荒謬的。真實的故事更受青睞,尤其是它們有充分的文件記錄。如在考慮1a中所述,真實的數據和真實的故事使學生能夠想像自己在他們的經歷中使用數學。
2D-對邊緣化的敏感性
如在考慮1D中所確定的,思考情境和主人公的選擇如何影響課堂上不同人口統計學的學生是很重要的。在這種情況下,人們可能會想知道一名穆斯林學生或一名磚工的孩子會有何感受。範例2是寫來讚美人類的設計,所以很難想像有人會因此感到受到冷落。
2E-人類活動
總是需要思考文本導向學生關注的地方。如在考慮1E中所述,作者可以選擇明確地識別數學過程或不識別。在這種情況下,故事中的人們因其他人的聰明才智而感到興奮,這是識別人類數學行為的一種方式。案例2中的任務7明確要求學生思考與幾何學工作的人。
2F-複雜性,跨學科性
考慮到數學任務如何在特定情境和抽象之間轉換是很重要的。範例2在特定情境和一般情況之間來回移動。這是一種確保學生將他們的抽象和概括考慮在特定情境下如何使用的方式。這既培養了對概括的技能,也希望避免了抽象的危險,因為這些抽象始終與情境相關聯。
案例2中的任務邀請學生設計他們喜歡的形狀,這些形狀可能在美學上合適,也可能符合他們的實際需求。這與測量角度的技術技能相關,以及角度相加總和為360度的抽象概念相關。這個一般原則被應用於各種已知的形狀,以及學生在設計中選擇的特定形狀。
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美與效率
這是Murshidabad(西孟加拉邦)的Jagriti學校的真實故事。當學校的建築正在興建時,原本計劃在地板和牆壁上製作磚塊圖案。
Jamaal、Kaalu和Piyaar是進行磚工的泥瓦匠。他們希望為學校建築獲得新的想法,所以他們帶著其他朋友去參觀了Murshid Kuli Khan的古老陵墓。泥瓦匠們興奮地回來了。Jamaal說:“啊!在那些日子裡,他們做了這麼多有趣的磚塊圖案。我們都忘了這些!讓我們在這個學校的地板上做一些漂亮的設計。”每個泥瓦匠都做了一個不同的磚塊圖案。
1.繪製一些其他你可以用類似右邊的長方形磚塊製作的設計。
2.什麼其他形狀的磚塊可以用來鋪地板?
3.測量能夠鋪地板的形狀的角度。
4.找出在你的磚塊圖案中交匯處的角度的總和。
數千年來,人們一直使用磚塊來建造結構和鋪設地板。在這兩種情況下,都很重要的是不留下間隙地覆蓋空間。建築師也希望使他們的作品美麗。不同的文化常常有獨特的設計偏好。穆斯林建築以其複雜的瓷磚而聞名。這張照片中的瓷磚鋪設基本且非常實用。
在數學中,術語“鋪瓷磚”用於討論可以相互放置以完全填滿空間且不留下間隙的形狀的研究。在形狀的任何交叉點處,角度的總和必須是360度,即一個完整的旋轉。
5.利用你對角度的知識,判斷是否可能鋪瓷磚:
a) 一個正方形
b) 一個正五邊形
c) 一個正六邊形
d) 任何三角形
6.為你喜歡的房間設計地板瓷磚。思考瓷磚交叉點的角度。考慮顏色。寫一段文字來描述你設計中的角度以及你在藝術中試圖傳達的想法。
7.擴充活動:列出你見過的長方形的地方。其中哪些是天然的,哪些是人造的?你認為人們為什麼如此感興趣於長方形?