李 娜，朱志華

(1.湖北第二師范學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，湖北 武漢 430205;2.湖北第二師范學(xué)院 圖書(shū)館，湖北 武漢 430205)

教育信息化背景下的信息技術(shù)與數(shù)學(xué)文化研究

李 娜1，朱志華2

(1.湖北第二師范學(xué)院 數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院，湖北 武漢 430205;2.湖北第二師范學(xué)院 圖書(shū)館，湖北 武漢 430205)

在信息技術(shù)高速發(fā)展和深度應(yīng)用的今天，教育信息化客觀上要求信息技術(shù)與教育融合發(fā)展，數(shù)學(xué)文化教育的發(fā)展同樣需要信息技術(shù)的強(qiáng)力支撐。數(shù)學(xué)文化的體系結(jié)構(gòu)是復(fù)雜的，不同的數(shù)學(xué)觀形成不同的數(shù)學(xué)文化，本文簡(jiǎn)要分析了信息技術(shù)和數(shù)學(xué)文化的關(guān)系，并就如何利用信息技術(shù)加深對(duì)西方數(shù)學(xué)的再認(rèn)識(shí)、再學(xué)習(xí)、再理解，促進(jìn)對(duì)數(shù)學(xué)文化的理解、宣傳、普及和研究，借助信息技術(shù)認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)文化的自在價(jià)值、工具價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

教育信息化；數(shù)學(xué)文化；信息技術(shù)；數(shù)學(xué)理解

人類(lèi)社會(huì)進(jìn)入21世紀(jì)，信息技術(shù)已滲透到經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)生活的各個(gè)方面，人們的生產(chǎn)方式、生活方式以及學(xué)習(xí)方式正在發(fā)生深刻的變化，全民教育、優(yōu)質(zhì)教育、個(gè)性化學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)已成為信息時(shí)代教育發(fā)展的重要特征。

2012年3月，教育部發(fā)布《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃(2011-2020年)》，明確的提出了教育信息化的總體戰(zhàn)略、發(fā)展任務(wù)、行動(dòng)計(jì)劃、保障措施及實(shí)施，希望通過(guò)今后十年的發(fā)展，向構(gòu)建人人可享有優(yōu)質(zhì)教育資源的信息化學(xué)習(xí)環(huán)境邁出堅(jiān)實(shí)的一大步。

教育信息化是指在教育領(lǐng)域(教育管理、教育教學(xué)和教育科研)全面深入地運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)促進(jìn)教育改革與發(fā)展，技術(shù)上表現(xiàn)為數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化，力圖構(gòu)建開(kāi)放、共享、交互、協(xié)作的學(xué)習(xí)平臺(tái)。

數(shù)學(xué)文化的理解、宣傳、普及和研究，應(yīng)該充分利用這一平臺(tái)。在教育信息化的驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)數(shù)學(xué)文化必將有一個(gè)跨越式的發(fā)展。

一、數(shù)學(xué)文化分析

數(shù)學(xué)文化是指數(shù)學(xué)的思想、精神、方法、觀點(diǎn)、語(yǔ)言以及它們的形成和發(fā)展。廣義上還包括數(shù)學(xué)家、數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)美、數(shù)學(xué)教育、數(shù)學(xué)發(fā)展中的人文成分，還包括數(shù)學(xué)與社會(huì)的聯(lián)系、數(shù)學(xué)與各種文化的關(guān)系，等等。簡(jiǎn)而言之，凡與數(shù)學(xué)有關(guān)又屬于文化層面的東西，都屬于數(shù)學(xué)文化的范疇，這是一個(gè)包羅萬(wàn)象的廣大領(lǐng)域。

數(shù)學(xué)不應(yīng)只是作為方法和工具，而且還是深入民族精神的一種理性。學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)的目的，并不全在于它的應(yīng)用，還可以通過(guò)數(shù)學(xué)思維訓(xùn)練，使其思維更具條理性、敏捷性、深刻性，萌生更多的思考方式來(lái)解決問(wèn)題，這才是數(shù)學(xué)文化在起作用。

教育部《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)高中數(shù)學(xué)課程性質(zhì)的界定：“高中數(shù)學(xué)課程對(duì)于認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)與自然界、數(shù)學(xué)與人類(lèi)社會(huì)的關(guān)系、認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)的科學(xué)價(jià)值、文化價(jià)值，提高發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，形成理性思維，發(fā)展智力和創(chuàng)新意識(shí)具有基礎(chǔ)作用。”這個(gè)界定充分地肯定了數(shù)學(xué)的文化價(jià)值，但這對(duì)于還處于應(yīng)試教育階段的中國(guó)初等數(shù)學(xué)教育來(lái)說(shuō)，是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，實(shí)質(zhì)上是如何從應(yīng)試教育向素質(zhì)教育轉(zhuǎn)型的問(wèn)題，這種轉(zhuǎn)型的阻力主要來(lái)自于現(xiàn)有的教育體制及傳統(tǒng)的科舉制度文化的制約。

在中國(guó)，數(shù)學(xué)文化的研究與教學(xué)也只是近二三十年才得到較高的重視，一方面是加深了對(duì)西方數(shù)學(xué)的再認(rèn)識(shí)、再理解、再學(xué)習(xí)；另一方面促進(jìn)了對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)數(shù)學(xué)文化的改造和中國(guó)現(xiàn)代數(shù)學(xué)文化的重構(gòu)。有鑒于中國(guó)古代數(shù)學(xué)受儒家文化的影響太深，數(shù)學(xué)觀非常狹窄，華東師大的張奠宙教授曾稱(chēng)之為“管理數(shù)學(xué)”和“木匠數(shù)學(xué)”，雖然在某些方面能既快速又準(zhǔn)確的解決相關(guān)數(shù)學(xué)問(wèn)題，但離理性精神的培養(yǎng)還存在一段距離。如何揭示數(shù)學(xué)在人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界和改造世界方面的重大作用與影響，以及闡明數(shù)學(xué)的思想方法和精神實(shí)質(zhì)是從事數(shù)學(xué)文化研究的人員首要考慮的問(wèn)題。中國(guó)數(shù)學(xué)文化的傳承和發(fā)展需要對(duì)中西方數(shù)學(xué)文化進(jìn)行反思、比較、融合，在繼承原有的獨(dú)立的優(yōu)良的民族文化精神基礎(chǔ)上，汲取西方超越實(shí)用工具作為一種理性精神的數(shù)學(xué)文化，形成現(xiàn)代中國(guó)數(shù)學(xué)文化。

二、數(shù)學(xué)文化與信息技術(shù)關(guān)系

把數(shù)學(xué)文化和信息技術(shù)兩個(gè)不對(duì)等的概念放在一起來(lái)討論看起來(lái)有些突兀，但非常有必要，特別是在教育信息化的背景下。一方面，現(xiàn)代信息技術(shù)的核心是數(shù)學(xué)思維的結(jié)果，是數(shù)學(xué)文化開(kāi)出的花，結(jié)出的果，在現(xiàn)代信息的獲取，加工，表達(dá)，交流，管理和評(píng)價(jià)過(guò)程中，無(wú)處不閃爍著數(shù)學(xué)思維的光芒；另一方面，現(xiàn)代信息技術(shù)的深入廣泛應(yīng)用既印證了作為理性精神的數(shù)學(xué)文化的重要性，同時(shí)，現(xiàn)代信息技術(shù)也為數(shù)學(xué)思維提供了豐富的工具，促進(jìn)對(duì)數(shù)學(xué)文化的理解、宣傳、普及，借助信息技術(shù)可以更深刻的認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué)文化的自在價(jià)值、工具價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。

三、借助信息技術(shù)發(fā)展數(shù)學(xué)文化

數(shù)學(xué)文化的研究和教學(xué)，是中華民族走向現(xiàn)代化的需要。如何充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)促進(jìn)對(duì)數(shù)學(xué)文化的理解、宣傳、普及和研究，是首要解決的問(wèn)題。

首先，理解數(shù)學(xué)文化的基礎(chǔ)是理解數(shù)學(xué)，無(wú)論在數(shù)學(xué)教育理論還是實(shí)踐中，我們都希望學(xué)生理解數(shù)學(xué)，這也是推動(dòng)數(shù)學(xué)教學(xué)實(shí)踐改進(jìn)和數(shù)學(xué)文化教學(xué)改進(jìn)的主要驅(qū)動(dòng)力。信息技術(shù)與課程深度融合是中國(guó)教育信息化發(fā)展思路的核心，這種深度融合不是簡(jiǎn)單的CAI(Computer Assisted Instruction計(jì)算機(jī)輔助教學(xué))或者CAL(Computer Assisted Learning計(jì)算機(jī)輔助學(xué)習(xí))，而是充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)的成果，營(yíng)造信息化教學(xué)環(huán)境，所營(yíng)造的環(huán)境要能支持認(rèn)知情景創(chuàng)設(shè)、啟發(fā)思考、自主探究、信息獲取、資源共享、多重交互及協(xié)作學(xué)習(xí)等教學(xué)與學(xué)習(xí)方式，這種充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用和體現(xiàn)學(xué)生主體地位的“自主——探究——合作”的教學(xué)方式，充分地發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，從而影響和促進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)結(jié)構(gòu)變革。數(shù)學(xué)理解性學(xué)習(xí)與教學(xué)在信息技術(shù)與課程深度融合后能讓學(xué)生更好地走近數(shù)學(xué)、品味數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)并熱愛(ài)數(shù)學(xué)，進(jìn)一步理解和接受數(shù)學(xué)文化。

其次，數(shù)學(xué)文化的宣傳、普及更加可以借重于信息技術(shù)。在構(gòu)建教育資源服務(wù)平臺(tái)和教育管理服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)寬帶網(wǎng)絡(luò)校校通、優(yōu)質(zhì)資源班班通、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)空間人人通是中國(guó)教育信息化發(fā)展思路近期重點(diǎn)工作。數(shù)學(xué)文化的宣傳、普及必須抓住機(jī)遇，整合優(yōu)質(zhì)數(shù)學(xué)教學(xué)資源、數(shù)學(xué)方法論、數(shù)學(xué)史及數(shù)學(xué)文化教育資源，讓數(shù)學(xué)文化沿著4G網(wǎng)絡(luò)這條信息超級(jí)高速公路走遍社會(huì)的每個(gè)角落。

再次，數(shù)學(xué)文化的研究與教學(xué)從來(lái)都不是孤立存在的，它是數(shù)學(xué)史、數(shù)學(xué)教育、數(shù)學(xué)哲學(xué)和文化學(xué)的交叉學(xué)科，它受數(shù)學(xué)方法論研究、數(shù)學(xué)文化史研究及數(shù)學(xué)教育改革及數(shù)學(xué)教育理論的影響。在數(shù)學(xué)文化研究的過(guò)程中信息技術(shù)看起來(lái)只是一個(gè)輔助性的工具而已，但是我們不應(yīng)該忽略的一個(gè)事實(shí)：信息技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)學(xué)發(fā)展最強(qiáng)大的動(dòng)力。信息技術(shù)正在改變我們的生活方式和思維方式，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及教育信息化的發(fā)展，這種改變將更加深遠(yuǎn)，信息技術(shù)也應(yīng)該納入數(shù)學(xué)文化的視野。

發(fā)展數(shù)學(xué)文化，必須對(duì)其做適當(dāng)?shù)膬r(jià)值分析，讓人們充分地認(rèn)識(shí)到其重要性。數(shù)學(xué)文化的價(jià)值主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：自在價(jià)值、工具價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。首先，數(shù)學(xué)文化的全部目的就是認(rèn)識(shí)自然及利用自然改變?nèi)藗兊纳顮顟B(tài)，數(shù)學(xué)文化的自在價(jià)值表現(xiàn)為數(shù)學(xué)概念集合及其結(jié)構(gòu)對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)科學(xué)性的描述、抽象和體現(xiàn)程度，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，構(gòu)建良好的認(rèn)知環(huán)境，更好的把握數(shù)、形、算法、函數(shù)及其他數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)中的元素，更好的理解線性、非線性、連續(xù)、離散、隨機(jī)、周期、光滑、對(duì)稱(chēng)等數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)中的屬性，更好的認(rèn)識(shí)運(yùn)動(dòng)、振動(dòng)、收斂、發(fā)散、迭代、混沌等行為，更好的表現(xiàn)數(shù)學(xué)中的美。這些是數(shù)學(xué)之所以成為數(shù)學(xué)的根本。其次，數(shù)學(xué)文化的工具價(jià)值則主要是其方法論意義上的價(jià)值，形式上高度抽象的數(shù)學(xué)的實(shí)踐價(jià)值主要表現(xiàn)為實(shí)踐提供解決問(wèn)題的方法，方法的潛在應(yīng)用可以通過(guò)信息技術(shù)更好的挖掘和體現(xiàn)。最后，數(shù)學(xué)的應(yīng)用價(jià)值則主要表現(xiàn)在對(duì)實(shí)際問(wèn)題建立模型并解決的過(guò)程中。按照模型的應(yīng)用領(lǐng)域(或所屬學(xué)科)大致可分為：生物學(xué)數(shù)學(xué)模型、醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)模型、地質(zhì)學(xué)數(shù)學(xué)模型、氣象學(xué)數(shù)學(xué)模型、 經(jīng)濟(jì)學(xué)數(shù)學(xué)模型、社會(huì)學(xué)數(shù)學(xué)模型、物理學(xué)數(shù)學(xué)模型、化學(xué)數(shù)學(xué)模型、天文學(xué)數(shù)學(xué)模型 、工程學(xué)數(shù)學(xué)模型等。范疇更大一些則形成許多邊緣學(xué)科如數(shù)量經(jīng)濟(jì)學(xué)、數(shù)學(xué)社會(huì)學(xué)、生物數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)數(shù)學(xué)、地質(zhì)數(shù)學(xué)等。信息技術(shù)為數(shù)學(xué)及其應(yīng)用提供了豐富的專(zhuān)用軟件和通用軟件，使得數(shù)學(xué)模型的表達(dá)、應(yīng)用及可視化方便簡(jiǎn)易，在信息技術(shù)的支撐下，數(shù)學(xué)文化的價(jià)值在應(yīng)用領(lǐng)域達(dá)到巔峰狀態(tài)。

四、總結(jié)

在教育信息化背景下，我們要充分認(rèn)識(shí)到并合理利用信息技術(shù)的重要影響力。從多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)課程、視頻公開(kāi)課到MOOCs，信息技術(shù)和課程的融合一步步加深，遍觀世界各國(guó)的教育機(jī)構(gòu)及高校在學(xué)習(xí)科學(xué)方面做出的研究和努力如：卡耐基梅隴大學(xué)“開(kāi)放學(xué)習(xí)項(xiàng)目”(OLI，Open Learning Initiative)、孟加拉裔美國(guó)人薩爾曼·可汗的可汗學(xué)院(Khan Academy)、中國(guó)大學(xué)視頻公開(kāi)課網(wǎng)易公開(kāi)課、耶魯大學(xué)開(kāi)放課程(Open Yale Courses)、英國(guó)開(kāi)放大學(xué)開(kāi)放學(xué)習(xí)項(xiàng)目(Open Learn)、中國(guó)開(kāi)放教育資源協(xié)會(huì)(China Open Resources for Education 簡(jiǎn)稱(chēng) CORE)、Coursera、Edx、Udacity等，適應(yīng)這種發(fā)展變化，在數(shù)學(xué)文化的理解、宣傳、普及和研究方面同樣需要做出相應(yīng)的調(diào)整,特別是加強(qiáng)與信息技術(shù)的深度融合。

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2015-01-04

湖北省教育廳人文社科項(xiàng)目(14Y071)

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