通过艺术和技术将数学概念带入生活

通过艺术和技术将数学概念带入生活

深圳唐老师乒乓散文及翻译2025-11-13 08:14

通过艺术和技术将数学概念带入生活

当小学生通过多种方式体验数学时，他们开始将它视为一种设计、节奏和美的语言。

经过 阿迪蒂·贾恩

2025年11月12日

李璧琦为教育乌托邦创作的拼贴画

小学是向学生展示数学不仅仅是数字的绝佳时机——它是塑造我们世界的模式和结构。当年轻的学习者通过视觉和触觉等各种方式体验数学时，他们开始不把它视为一门抽象的学科，而是一种设计、节奏和美的语言。

通过整合视觉艺术和技术，教育工作者可以让数学变得生动——将模式、对称和镶嵌等概念转化为实践，参与培养创造力和批判性思维的探索。

这里有四个策略可以帮助你将这种跨学科的方法带入你自己的课堂。

将数学与艺术和技术联系起来的4个策略

1. 模式搜索。在介绍模式或对称性的正式定义之前，教师可以激发学生的好奇心，帮助他们认识到数学无处不在。图案无处不在——在自然中，在建筑中，甚至在我们穿的衣服中。当我试图在自己的教室里引发这个问题时，我会以公开讨论开始:“你在自然界中注意到了什么模式？你还能在哪里看到重复或对称？”

随着学生开始分享他们的想法，他们将数学与现实世界联系起来。接下来，我让我的学生参与“模式搜索”我邀请我的学生在教室、室外和整个学校寻找模式。学生画出他们看到的图案或拍照与全班分享。

这种积极的探索建立了发现和拥有的意识。学生们开始认识到数学秩序是如何在他们的环境中自然存在的。它还培养视觉素养、观察和建立联系的技能——帮助学习者将数学视为一种活生生的美学现象，而不是一个工作表主题。后来，这些照片和草图成为他们个人艺术项目和思考的灵感板。

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2.让学习变得有形。当学生能够触摸、移动和操作材料时，他们能最好地掌握抽象概念。整合物理和数字工具确保所有学习者找到有意义的理解切入点。

我喜欢从具体的操作开始。在数学课上，我介绍图案块、七巧板、马赛克瓷砖，甚至简单的剪纸，邀请学生创造重复的设计或镜像来展示对称平衡。我鼓励他们命名形状，识别角度，并注意重复是如何创造视觉和谐的——例如，“你能只用三角形做镶嵌吗？”或者“你如何改变一个形状来使图案连续？”

这些触觉体验加强了空间推理，并在有趣的低压环境中强化了几何概念。

一旦学生用具体的操作探索了触觉方面，你就可以带他们使用数字工具。应用程序，例如特塞尔马尼亚克, 丝绸, GeoGebra，以及万花筒画家允许学生精确地复制、旋转和变换形状。其中许多都是免费的和基于网络的，这使得它们很容易集成。

我喜欢这些工具的原因是它们如何让看不见的数学思想突然变得可见。例如，GeoGebra允许学生在屏幕上构建和移动形状——当他们拖动一个角或翻转一个图形时，他们可以实时看到对称、旋转和反射是如何工作的。

丝绸和万花筒画家更有艺术感——他们把对称变成你可以摆弄的东西。随着学生画画，他们开始以直观的方式理解平衡和重复。TesselManiac帮助他们探索形状如何完美地组合在一起，而不会留下任何间隙，这使得tessellation这样的概念更像是解决一个创造性的难题，而不是做数学。

这些数字探索给学生即时反馈。他们可以测试一个想法，改变它，然后马上看到结果。

为了帮助学生将物理观察和数字观察联系起来，请他们讨论自己的经历:什么更容易创造？你能用数字技术实现哪些用纸做不到的东西？这种比较建立了元认知意识——学生开始思考不同的媒介是如何影响过程和结果的。

3.向大师学习。艺术史提供了数学思维如何激发创造力的有力例子。向学生介绍融合数学和艺术的艺术家有助于他们弥合分析推理和艺术表达之间的差距。

两个永恒的例子是M·C·埃舍尔和布里奇特·赖利。我向学生们介绍每一位艺术家，向他们展示每位艺术家的作品，并在课堂讨论中引导他们:你看到了什么样的模式？艺术家是如何创造运动或平衡的？你能在设计中找到对称或重复吗？

然后，我邀请学生们受这些大师的启发设计自己的艺术作品。以下是一些可能性:

使用颜料、蜡笔或拼贴材料来构建重复的主题。

使用以下平台进行数字化实验镶嵌创建器, 自动绘图，或者画板探索几何重复。我发现Tessellation Creator在学生学习Escher时工作得非常漂亮，因为它可以帮助他们看到一个单一的形状如何通过旋转或翻转来转变成全新的东西。AutoDraw非常适合快速、富于表现力的标记制作。它可以鼓励学生专注于动作和节奏。另一方面，Sketchpad给了他们一个分层和玩对称工具的机会，帮助他们实验光学效果和两位艺术家启发的重复主题。

结合手绘和数字技术，展示他们不断发展的理解。

一旦学生创作了自己的作品，鼓励他们通过日志或简短的讨论进行反思:在创作这件艺术品时，你对图案有什么了解？数学是如何帮助你做出艺术决定的？

4.培养思维技能和学习者倾向。数学、艺术和技术的综合方法不仅培养了学术理解，还培养了推动终身学习的思维技能。

当学生探索开放式设计挑战时，他们自然会进行批判性和创造性的思考。他们分析视觉模式，做出预测，并调整设计以实现平衡或对称。这些解决问题的时刻是数学推理的核心。

此外，数学艺术挑战通常需要耐心和反复。当学生面临挫折时，比如棋盘上的棋盘没有对齐，他们会学会适应。鼓励他们将“错误”作为艺术和数学过程的一部分，可以增强他们的信心和毅力。

整合艺术、数学和技术不仅仅是参与，而是创造意义。学生在培养创造力、探究和创新的同时，对数学如何支撑世界设计有了全面的理解。