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数学教材中的插图文化

来源:卢浮宫 时间:2022/10/22

香港中银大厦

wu先生数学

初中教材课改后的一个显著变化就是插图的增多.教材的这一“大变脸”,除了给我们耳目一新的感受外,还留下了广阔的思考空间.这一空间像个大花园,从中滋生的插图文化像一朵朵初生的花草,但又像是一颗颗易被隐没的钻石.因为广大教师如果没有足够的兴趣与应用意识,“钻石”之光势必会暗淡乃至无光.下面本文将以人教版教材为例,关于插图文化谈一下自己的粗浅之见.

1建筑插图诉说建筑与数学的“暧昧”

人教版初中教材中有30余幅建筑实物图.其中包括了埃及金字塔、香港中银大厦、埃菲尔铁塔、赵州桥等人间建筑杰作.这里切不说它们在建筑实施中的数学计算,仅它们优美的形体就向人们倾诉着它们与数学的暧昧.埃及金字塔向来都是正四面体的经典诠释,香港中银大厦包含了许多的三角形结构,埃菲尔铁塔蕴含了黄金分割比例,呈圆拱形的赵州桥像道不褪的彩虹,屹立千年……

一幅图画不能与时代脱节,它们隐藏的深厚背景和动人故事,构成了丰富的插图文化.现仅拿香港中银大厦为例.香港中银大厦是世界著名的华裔建筑大师贝聿铭的得力之作.早年的贝聿铭是在广州、香港、上海度过的.年,18岁的贝聿铭被父亲送往美国宾州大学读书,主攻建筑学.满怀着对建筑无限的热情,贝聿铭很快获得了长足的进步.后来由于二战的爆发,使得贝聿铭滞留美国.贝聿铭的建筑事业首先从美国点燃,然后照亮了全世界.他是全球华人的骄傲,与法籍华人画家赵无极、美籍华人作曲家周文中被誉为海外华人的“艺术三宝”.他设计的作品如台中东海大学鲁斯教堂、伊弗森美术馆、波士顿的约翰·肯尼迪图书馆、日本的MIHO博物馆、卢浮宫的“玻璃金字塔”、香港中银大厦等等,个个都堪称世界上粒粒璀璨的珍珠.年,贝聿铭接受了中银大厦的建筑专案.当时贝聿铭深感担子之重,他绞尽脑汁,奇妙灵感无意闪现.迈克饵·坎内尔在《贝聿铭传》中写到:“……贝聿铭请儿子把一把方形木杆纵向切开,做成四个三角扇面柱,再将顶端切成斜面,用橡皮带把柱绑在一起.当贝聿铭滑动这些柱子,让它们相互分离时,在向上达到柱子四分之一高度的地方,一座体积逐渐缩小、带有壁阶的塔状物出现了,在达到一半高度和四分之三高度时又分别出现了第二和第三座塔状物.剩下的那根柱子继续向上升,形成金子塔的顶点.……”年8月8日,在那个被人们认为是20世纪最吉利的日子,随着中银大厦的封顶,一个惊世之作诞生了.

贝聿铭将大厦比喻成雨后春笋——一种希望的象征.他还曾说:“我国有句古老的谚语:荷花出污泥而不染,我们希望大楼具有与荷花一样的资质.”香港中银大厦不仅是建筑宏伟的诗篇,更是几何形体的典范,由于三角形的稳定性,大厦的建筑中大量运用了三角形结构,这就使得大厦既美观别致,又安全稳健.有趣的是,香港中银大厦的建成还引起了不小的“风水”风波.当时香港“风水”盛行,他们觉得三角形的尖锐墙面像尖刀,对准谁家,谁家倒霉,不幸被“尖刀”对准的人家,只有挂一面镜子,作为“照妖镜”用以避难.后来,人们逐渐意识到这是个不凡的建筑.它不但与周围环境融为一体,而且脱颖而出,成为香港的“地标”式建筑,成为了香港的象征,就像上海的东方明珠电视塔,法国的艾菲尔铁塔一样.

2名人头像再现伟人的不凡风貌

据笔者粗略统计,教材中有18处出现名人头像.它们大致分布如下:

这些头像图片大多是附配于史料文字,在介绍数学家丰功伟绩的同时,借助于插图的直观性特点,就能够让学生真正领略到大家的风采.从头像插图中,我们不但可以从他们的服饰、装束上看到地域时代的色彩,还可以从他们抖擞的神情上感受到不俗的气质.比如布丰,教材中在讲述布丰投针实验时配有布丰头像.从他所着服饰来看,显示了他身为伯爵的高雅;从他卷曲的背头发型来看,又似乎透露出浓浓的的艺术气质;高亮的额头以及炯炯的眼神,显露他超人的睿智和对科学真理不懈的追求.这正是布丰,一个身兼数学家、博物学家以及作家等诸多头衔的伟人;一个年逾古稀,却又灵光闪现,在“投针”游戏中求π的人;一个撰写科学巨著《自然史》的先进的进化论奠基人;一个文笔细腻优美,拥有文学家气质并被世人尊称为“科学小品作家”的人……这所有的一切,透过小小的头像插图,仿佛能够穿越时空,与伟人“面对面”,聆听无价的教诲,顿时又多了一层亲切与敬重.倘若没有这头像插图,就像只闻其声不见其人,形神不能兼备,学生不易形成深刻的印象,也就不易触动心灵深处,达到应有的教育效果.

3生活图片暗示数学就在你身边

教材中还配有大量的如蝴蝶、脸谱、超市购物、游戏等等以自然生活为题材的插图.这些插图向同学们表明了数学就在生活中,就在我们身边.蝴蝶脸谱这些深受孩子们喜欢的事物,它们有着绝美的轴对称,购物打折会也运用到数学知识,诸如象棋等游戏又可以联想到平面直角坐标系……将数学与生活紧密相连,数学才不会枯燥.事实上,数学从来没有与生活割裂过,相反,数学也正是在生活的应用中发展着,从古人计数到现在,数学无不在生活找到自己的影子,就连“最纯洁”的数论也被运用于信息安全密码学.

可见,生机勃勃的数学永不枯燥,枯燥的是学生的感觉.因为他们割裂了数学与生活的联系,从而看不到数学在生活中的应用,单纯地进行智力训练,整天面对公式法则,低头苦练,厌倦情绪生发在所难免.生活插图的出现,给我们带来了希望,广大教师要适时适当地引导学生看图,让学生找到数学与生活的联系,这样不仅增强了数学的应用意识,还可以让学生逐渐地爱上数学.

4艺术插图见证数学艺术比翼齐飞

在教材众多的插图中,不仅有维纳斯像、拉菲尔的名画《雅典学派》等艺术珍作,还有窗花、中国结等民间艺术品,以及利用平移等变换得到的镶嵌艺术图案.这些作品之所以如此珍奇精美,从根本上说是由于它们与数学相关.维纳斯虽断臂残缺,但被世人视为最完美的雕塑之一,原因是由于它包含了黄金分割比例;文艺复兴“三杰”之一的拉菲尔的名作《雅典学派》中的人物之所以惟妙惟肖,是因为拉菲尔运用了透视原理而作.

数学与艺术的联姻由来已久.早在古希腊时代,数学本身就是一种艺术,一个事物要成就完美,其根源就在于和谐,而和谐的内在原因是由于数.就连当时规则的建筑也明显地带有数学的特征.后来到了文艺复兴时期,二者的结合可谓亲密无间.“三杰”之一的达芬奇在他的艺术作品中,运用了许多数学元素.诸如《梦娜丽莎》和《最后的晚餐》等正是绝好的例证.他曾说:“能够欣赏我的作品的人,无一不是数学家.”到了现代,计算机进入美术领域,借助于编码、算法、程序、模拟等大量数学理论,美术的面貌为之改观.计算机美术在广告设计、三维动画、新闻出版等方面有了突破性的进展.尤其是运用计算机模拟的“分形艺术”,向人们展示了一幅幅精美的图案,它们既是绝美的艺术品,又是绝对的数学形式,数学与艺术真正地合二为一.

二十世纪荷兰的版画大师M·C埃舍尔是一位旷世奇才.他创作的绘画大都蕴含着丰富的数学原理.他运用平移、旋转、对称等变换创作的镶嵌图案深受大家的喜爱,他也因此被冠以“镶嵌之父”的美誉.因此,笔者认为在现行初中教材中,像图形认识初步、镶嵌、平移、轴对称、旋转、圆、相似等章节都可以配有埃舍尔的作品.幸运的是,埃舍尔的部分作品已经走进了中学教材,比如人教版在平移一节出现了他的镶嵌图案,华东师大版在旋转对称图形一节出现了埃舍尔的名作《圆极限Ⅲ》.

艺术作品现身教材中,是教材品位提高的一种体现.通过一幅幅艺术插图,学生既可以在赏美的同时,又可以耳濡目染地感知数学与美术绘画等艺术领域的交融,这种潜移默化的熏陶有益学生形成正确的数学观.

教材中的插图绝不止这些,只要你有兴趣,定会有更多有意义的发现.插图文化是一杯浓浓的茶,需要漫漫品味,它的香气自然会沁人心脾.

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